字电路采用的基本数制是二进制,而人们熟悉和习惯使用的数制是十进制,因此有必要在二进制与十进制之间建立一种转换机制,以方便数字电路的解读和分析。
BCD码就是一种用二进制数表示十进制数的码制。
BCD是英文"Binary-Coded Decimal"的缩写,直译的意思是“二进制编码的十进制数”,这种编码的数制本质上是十进制。BCD码用4个二进制数表示一个十进制数,每一位允许的范围是2#0000~2#1001(注1),也就是十进制的0~9,采用“逢十进一”的规则。
BCD码是有符号的,用最高位来表示符号,“0”表示正数,“1”表示负数。对于一个四位的BCD码而言(16个二进制位),能表示的范围是 “-999~+999”。为什么呢?其实比较好理解,你想,最高位是符号位,那么就剩下了三位,由于每一位BCD码,其本质是十进制数,所以每一位最大的数都是9,所以三位数最大就是999,加上符号,所以四位BCD码能表示的十进制数的范围是 “-999~+999”。同样的道理,八位BCD码(32个二进制位)能表示的十进制数的范围是“-9999999~+9999999”。
在西门子S7-300/400/1200/1500中,BCD16表示的十进制数范围为-999到+999。位15为“0”,则符号为正,为“1”,则符号为负。位12至位14不使用。BCD32表示的十进制数范围为-9999999 到 +9999999。
施耐德PLC中,如Unity Pro XL平台,BCD16表示的十进制数范围为0到9999。BCD32表示的十进制数范围为0到99999999。
三菱PLC中,如GX Works2平台,BCD16表示的十进制数范围为0到9999。BCD32表示的十进制数范围为0到99999999。
PLC内部总是按HEX格式(十六进制)进行数据计算的,在驱动非智能的显示设备(如数码管)显示数据之前,往往需要将PLC内部的HEX格式数据先转换为BCD码,然后进行显示输出;将用户以十进制方式设置的参数存入PLC内存之前,则往往需要将该BCD码转换为十六进制(HEX)格式。
人们在电脑显示器上看到的十进制读数,都是经过了计算机自动作BCD转换后才显示的;监控时修改的参数,则是电脑软件作了HEX转换后写入的,无需人为干预而已。
BCD码可以有多种编码方式,例如8421码、5421码、2421码、余3码、格雷码等。
8421码是最常用的一种BCD编码方式,在这种编码方式中,每个十进制数字都由对应的四位二进制值表示,二进制值每一位的“1”都代表一个固定数值。将每位“1”所代表的十进制数加起来就可以得到它所代表的十进制数字。因为代码中从左至右看每一位“1”分别代表数字“8”“4”“2”“1”,故得名8421码。
以上是进制转换的手动计算方法,在我们实际应用中,一般都是使用转换工具的,微软自带的计算器,就带这个功能。下面给大家介绍一下微软自带的计算器如何进行数据类型转换:
Windows键+R,然后输入“calc”回车,就能打开系统自带的计算器。
点击左上角的查看,然后选择程序员模式,就能进行各个数进制之间的转换了。
*注释1:在PLC中,二进制数据通常以”2#”作为前缀,十六进制数据通常以”16#”作为前缀,十进制数据只需正常书写即可。