Kỹ thuật vi xử lý

Môn Học:
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
Giảng Viên : ThS Nguyễn Thanh Tuấn
Chương I : CÁC HỆ THỐNG SỐ VÀ MÃ HÓA

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

1


NỘI DUNG CHƯƠNG 1
• 1.1 Các hệ thống số
– Hệ thập phân
– Hệ nhị phân
– Hệ thập lục phân

• 1.2 Các hệ thống mã hoá
– ASCII
– BCD

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

2


1.1 CÁC HỆ THỐNG SỐ
• Hệ đếm thập phân (Decimal): Còn gọi là hệ đếm

cơ số mười.
• Dùng mười ký hiệu hiệu:
– 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0
– Ví dụ: Ba nghìn Chín trăm Bảy mươi Tám
– 3978 = 3x103 + 9x102 + 7x101 + 8x100
= 3000 + 900 + 70 + 8

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

3


CÁC HỆ THỐNG SỐ
 Hệ đếm nhị phân (Binary)
 Còn gọi là Hệ đếm cơ số hai
 Sử dụng hai ký hiệu (bit): 0 và 1
(Các hệ thống điện tử số chỉ sử dụng hai mức điện áp?)

 Kích cỡ cỡ, LSB, MSB của số nhị phân

 Số nhị phân không dấu (Unsigned)
 Số nhị phân có dấu (Số bù hai hai)
13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

4

SỐNHỊPHÂN
• Kích cỡ của một số nhị phân là số bit của nó.
• MSB (Most Significant Bit): Bit sát trái.
• LSB (Least Significant Bit): Bit sát phải.
• Ví dụ:1010101010101010

MSB

LSB

là một số nhị phân 16-bit
13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

5


SỐ NHỊ PHÂN KHÔNG DẤU

 Chỉ biểu diễn được các giá trị không âm (>= 0)
 Với n-bit có thể biểu diễn các giá trị từ 0 đến 2n – 1
 Ví dụ: Giá trị V của số nhị phân không dấu 1101 được
tính:
 (1101)2 = 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20

=8 + 4 + 0 +1
= 13
13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

6


SỐ NHỊ PHÂN KHÔNG DẤU

• Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit:
N = b( n-1) b( n-2) …. b1b0

thì giá trị V của nó là:
V = b(n -1)x2(n-1)+b(n-2) x2(n-2)+…+b1x21 + b0x20

• Các số nhị phân không dấu 4-bit biểu diễn được
các giá trị từ ? đến ?
13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

7


16 GIÁ TRỊ TỪ 0 ĐẾN 15

Nhị phân không dấu
0000
0001
0010
0011

0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
13/06/2017

Giá trị thập phân
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15
KTVXL _ N.T.Tuấn

8


SỐ NHỊ PHÂN KHÔNG DẤU

• Dải giá tri của các số không dấu 8-bit là [0,255]
(unsigned char trong C)

• „
Dải giá tri của các số không dấu 16-bit là [0,65535]
(unsigned int trong C)

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

9


CHUYỂ
N ĐỔ
I SỐTHẬ
P PHÂN SANG NHỊPHÂN

• Chuyển 25 sang nhị phân không dấu. Dùng
phương pháp chia 2 liên tiếp
Chia 2

•
•
•
•
•
•

Thương số

25/2
=
„12/2
=
„6/2
=
„3/2
=
„1/2
=
Kết quả là: 11001
13/06/2017

12
6
3
1
0
KTVXL _ N.T.Tuấn

Dư số

1
0
0
1
1

LSB

MSB
10


SỐ THẬP LỤC PHÂN

 Quen gọi là số Hexa (Hexadecimal)
 Còn gọi là hệ đếm cơ số mười sáu. Sử dụng 16 ký hiệu để
biểu diễn: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
 „Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit
 „Mục đích: Biểu diễn số nhị phân ở dạng ngắn gọn.
11110000

=

F0

10101010

=

AA

01010101

=

55

Nhị phân
13/06/2017

Thập lục phân
KTVXL _ N.T.Tuấn

11


MỖI KÝ HIỆU TƯƠNG ỨNG VỚI 4-BIT

Hexa
0
1
2
3
4
5
6
7
13/06/2017

Binary
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111

Hexa
8
9
A
B
C
D
E
F

KTVXL _ N.T.Tuấn

Binary
1000
1001
1010
1011
1100
1101

1110
1111
12


CHUYỂN ĐỔI HEXA & NHỊ PHÂN

 Ví dụ:Chuyển số hexa 2F8 và ABBA sang nhị phân
 Thay thế mỗi ký hiệu hexa bằng 4-bit tương ứng:
 2

F

8

 0010

1111

1000

 A

B

B

A

 1010

1011

1011

1010

 „ Kết quả:

2F8h

= 001011111000b

ABBAh

= 1010101110111010b

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

13


CHUYỂN ĐỔI HEXA & NHỊ PHÂN

 Ví dụ: Chuyển số nhị phân 1100101011111110 sang hexa
 Trước hết theo hướng từ LSB về MSB chia số nhị phân đó
thành các nhóm 4-bit.

 Sau đó thay thế mỗi nhóm 4-bit bằng ký hiệu hexa tương
ứng với nó.
 1100

1010

1111

1110

 C

A

F

E

 „Kết quả: 1100101011111110b =
13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

CAFEh
14


SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU

• Biểu diễn được cả các giá trị âm.

• Còn gọi là Số bù hai
• „
Với n-bit có thể biểu diễn các giá trị từ –2(n-1) đến
2(n-1) – 1
• „Ví dụ: Giá trị V của số nhị phân có dấu 1101 được
tính:
• V = – 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20
=–8
+ 4 + 0 +1
=–3
13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

15


SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU

• Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit:
N = b( n-1) b( n-2) …. b1 b0

• thì giá trị V của nó là:
V = –b(n -1)x 2(n-1)+b(n-2) x2(n-2)+ …+ b1x21+b0x20

* Các số nhị phân có dấu 4-bit biểu diễn được các giá
trị từ ? đến ?
13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

16


16 GIÁ TRỊ TỪ - 8 ĐẾN 7

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

17


SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU

• Dải giá tri của các số có dấu 8-bit là:
• [-128,+127] (char trong C)

• Dải giá tri của các số có dấu 16-bit là:
• [-32768,+32767] (int trong C)

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

18


TÌM ĐỐI SỐ (LẤY BÙ 2)

• Tổng của một số với đối số của nó bằng 0.
• Ví dụ: Đối số của số nhị phân có dấu 10011101?

10011101

Số có dấu (-99)

01100010

Lấy bù 1

+
„

Cộng 1

1

01100011
13/06/2017

Kết quả

(+99)

KTVXL _ N.T.Tuấn

19

CHUYỂN SỐ THẬP PHÂN SANG NHỊ PHÂN
CÓ DẤU

• Vơí số dương: Giống như chuyển thập phân sang
nhị phân không dấu rồi thêm bit 0 vào sát bên trái
– Ví dụ: Chuyển 25 sang nhị phân có dấu:
– Kết quả: 011011

• „
Với số âm: Chuyển đối số sang nhị phân có dấu rồi
lấy bù 2
13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

20


CHUYỂN SỐ THẬP PHÂN SANG NHỊ PHÂN
CÓ DẤU

• Ví dụ 1.6 Chuyển – 26 sang nhị phân
– 1. Chuyển đối số:

+26 =

11010

– 2. Đưa 0 vào sát trái:

011010

– 3. Bù 1:

100101

– 4. Cộng 1:

+

1
100110

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

= -26

21


THỰC HIỆN PHÉP CỘNG/TRỪ VỚI SỐ
NGUYÊN

• 1. Phép cộng số nguyên không dấu
• Bộ cộng n-bit

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

22


NGUYÊN TẮC CỘNG SỐ NGUYÊN
KHÔNG DẤU

• Khi cộng hai số nguyên không dấu n-bit, kết quả
nhận được là n-bit:
• Nếu Cout=0 → nhận được kết quả đúng.
• Nếu Cout=1 → nhận được kết quả sai, do tràn
nhớ ra ngoài (Carry Out).

• Tràn nhớ ra ngoài khi: tổng > (2n – 1)

13/06/2017

KTVXL _ N.T.Tuấn

23


VÍ DỤ CỘNG SỐ NGUYÊN KHÔNG DẤU
57 =

0011 1001

+ 34 =

+ 0010 0010

91 =

0101 1011

209 =

1101 0001

+ 73 =

+ 0100 1001

282=

1 0001 1010

=

64+16+8+2+1=91 → đúng

=

16+8+2=26 → sai

có tràn nhớ ra ngoài (Cout=1)
 Để có kết quả đúng ta thực hiện cộng theo 16-bit:
209 =
+ 73 =

0000 0000 1101 0001
+ 0000 0000 0100 1001
0000 0001 0001 1010

13/06/2017

= 256+16+8+2 = 282

KTVXL _ N.T.Tuấn

24


PHÉP ĐẢ
O DẤ
U
• Ta có:
+ 37
bù một

=
=

bù hai
=
• Lấy bù hai của số âm:
- 37
=
bù một

=

0010 0101
1101 1010
+
1
1101 1011

= -37

1101 1011
0010 0100
+
1
bù hai
=
0010 0101 = +37
• Kết luận: Phép đảo dấu trong máy tính thực chất là lấy bù
hai
13/06/2017
KTVXL _ N.T.Tuấn
25