概览
什么是BCD码?
BCD码
是一种二进制的数字编码形式,用二进制编码的十进制代码。这种编码形式利用了4个bit
来储存一个十进制的数码,使二进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。BCD码
常用的有8421码
、5421码
、2421码
和余3码
,以下为编码表:
十进制数 | 8421码 | 5421码 | 2421码 | 余3码 |
0 | 0000 | 0000 | 0000 | 0011 |
1 | 0001 | 0001 | 0001 | 0100 |
2 | 0010 | 0010 | 0010 | 0101 |
3 | 0011 | 0011 | 0011 | 0110 |
4 | 0100 | 0100 | 0100 | 0111 |
5 | 0101 | 1000 | 1011 | 1000 |
6 | 0110 | 1001 | 1100 | 1001 |
7 | 0111 | 1010 | 1101 | 1010 |
8 | 1000 | 1011 | 1110 | 1011 |
9 | 1001 | 1100 | 1111 | 1100 |
BCD码
分类
BCD码
又可分为压缩式和非压缩式两类。非压缩式一般是一个字节来表示,其中高四位置0,低四位表示相应数字;压缩式仅采用四位表示相应的数字。
BCD码可分为两类:有权码(8421、5421、2421)和无权码(余3码、格雷码、余3循环码)。
8421编码的权重划分
「权重」即一位元素的重要程度,比如,4位二进制 0001 表示 十进制 1
第一个位的二进制是0,权重为8,所代表的值就是 8 * 0 = 0
第二个位的二进制是0,权重为4,所代表的值就是4 * 0 = 0
第三个位的二进制是0,权重为2,所代表的值就是2 * 0 = 0
第四个位的二进制是1,权重为1,所代表的值就是1 * 1 = 1
那么4位二进制 0001 所代表的十进制就是 0 + 0 + 0 + 1 = 1,即十进制 1
BCD码应用(为什么使用BCD码)
(1)BCD 码的应用还是非常广泛的,比如我们这节课要学的实时时钟,日期时间在时钟芯片中的存储格式就是 BCD 码,当我们需要把它记录的时间转换成可以直观显示的 ASCII 码时(比如在液晶上显示),就可以省去一步由二进制的整型数到 ASCII 的转换过程,而直接取出表示十进制 1 位数字的 4 个二进制位然后再加上 0x30 就可组成一个 ASCII 码字节了,这样就会方便的多,在后面的实际例程中将看到这个简单的转换。
(2)用来对浮点数编码,然后进行运算,保留了浮点数的精度。比如:0.6无法正确保存位二进制,这时候用BCD编码后参与运算,就可以保留浮点数的精确位数。
这种编码技巧最常用于会计系统的设计里,因为会计制度经常需要对很长的数字串作准确的计算。相对于一般的浮点式记数法,采用BCD码,既可保存数值的精确度,又可免去使计算机作浮点运算时所耗费的时间。此外,对于其他需要高精确度的计算,BCD编码亦很常用。
(3)led 编码,单片机
(4)ASCII码数字(0~9)编码低就采用BCD编码:48(0011 0000)~57(0011 1001) 低四位就采用 BCD编码
BCD缺点
率较低,因为二进制数1010~1111并没有被用到,而且与二进制运算相比,十进制运算要烦琐得多。由于BCD码已不再是计算机设计时考虑的主要因素,所以本书将这部分内容略去°。
BCD码转10进制
unsigned char bcd2(byte val){
unsigned char i;
i = val&0x0f; //按位与,i得到低四位数。
val >>= 4; //右移四位,将高四位移到低四位的位置,得到高四位码值。
val =val&0x0f; //防止移位时高位补进1,只保留高四位码值
val= val*10; //高位码值乘以10
i= val+i; //然后与低四位码值相加。
return i; //将得到的十进制数返回
BCD码的加法运算
(1)加法的结果不在有效位范围之内,此时要加6=0110(进位) 做一些修正,才能得到正确结果。
(2)加法的结果在有效位范围内,就不要修正。
(3)无权码
1101不在有效位,此时要加6=0110 做一些修正,才能得到正确结果。
余三码
涉及到进位的问题,十进制各位两数相加,发生进位用8421码计算若和小于16进位不会产生.于是想了个办法把8421码都加3就好了,这样和就加上了6正好从十进制映射到十六进制
让进位正常发生.
(1)定义在BCD码加3的基础上得到的。这样连个BCD做加法运算的时候就能正常进位了。
(2)有权码
5421码和2421码中大于5的数字都是高位为1,5以下的高位为0。
2421码
数位权值为2,4,2,1.两个数位都有2就会出问题,例如0101和1011都对应5.所以做了规定:0101~1010不许用.2421码的好处是对9互补,需要了解一下二进制运算.简单理解:为运算提供了方便.
0~4 前面收为都为0,5~9首位都为1
5421码
格雷码
<img src="https://s2.51cto.com/images/blog/202307/04030958_64a31d065910e1197.png?x-oss-process=image/watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_30,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=" data-size="normal" data-rawwidth="150" data-rawheight="168" width="150">
格雷码的核心思想是:相邻两数间只有一个位元改变.假设你家有个7挡电风扇,使用3个机械开关来控制风量.你在相邻两挡之间只需要拨动1次开关.如果是421编码,你从3挡(011)拨到4挡(100)需要关两个开一个,操作三次.格雷码的设计可以做到步进的代价最小.