单片机中二进制与BCD码的转换可通过以下方法实现,具体分为非压缩BCD和压缩BCD两种方式:
一、非压缩BCD转换(每4位二进制对应1位BCD码)
算法步骤
- 将4位二进制数分为高2位和低2位。
- 使用除法指令(如`DIV AB`)将高2位除以4,商存入目标寄存器(如R3),余数存入B寄存器。
- 将余数与10进行除法运算,商存入目标寄存器(如R4),余数存入B寄存器。
- 重复上述步骤处理剩余位数,最终将4位二进制数转换为2位BCD码。
示例
二进制数`0010 0000B`转换为BCD码:
- 第1次:`0010` ÷ 4 = 0000H → R3=0, B=0
- 第2次:`0000` ÷ 4 = 0000H → R4=0, B=0
- 结果:`032H`(R3=03, R4=02)
二、压缩BCD转换(每2位二进制对应1位BCD码)
算法步骤
- 将8位二进制数每2位分为一组(如`ABCD`分为`AB`和`CD`)。
- 对每组2位进行判断加修正:
- 若低4位大于4,则加3(如`1010B`→`1013B`→`1101B`);
- 否则直接左移2位(如`1010B`→`101000B`)。
- 重复上述步骤处理所有组,最终将8位二进制数转换为4位BCD码。
示例
二进制数`0010 0000B`转换为BCD码:
- 第1组:`10` → `13` → `1101B` → `31H`
- 第2组:`00` → `00B` → `00H` → `00H`
- 结果:`3100H`(低4位为`31`, 高4位为`00`)
三、注意事项
硬件实现
- 需使用算术逻辑单元(ALU)进行除法或移位操作,部分单片机需使用专用指令(如`DIV`、`XCH`、`ADC`等)。
- 通过观察寄存器变化(如累加器A、结果寄存器RESULT)可验证转换正确性。
优化建议
- 对于16位或32位数据,需编写循环程序实现批量转换,但需注意执行时间较长(如16位需16次循环)。
- 可使用查表法加速转换,但需占用存储空间。
四、示例代码(8051单片机)
以下是8051单片机实现非压缩BCD转换的示例代码片段:
```assembly
ORG 0000H
START:
MOV A,R2 ; 将二进制数送入A
MOV B,100; 除数100送入B
DIV AB; 执行除法,商存入A,余数存入B
MOV R3,A ; 百位数存入R3
MOV A,10 ; 除数10送入A
DIV AB; 分离十位和个位,商存入A,余数存入B
MOV R4,A ; 十位数存入R4
MOV A,B ; 余数送回A
MOV R5,A ; 个位数存入R5
NOP ;