要理解为什么单片机使用十六进制,我们需要先了解一下计算机的数制。计算机内部使用二进制来表达所有数据和指令,因为电子元件只有两种状态,即开和关,可以用0和1分别表示。但是,二进制数很长,不方便记忆和表达,因此人们采用了其他进制来方便数据表达和处理。常用的进制有十进制、八进制和十六进制。十进制是我们平常最常用的进制,但用十进制表达二进制数很不方便。而一个十六进制数刚好等于4个二进制位,比较便于表达和记忆。
单片机是一种微处理器,内部带有ROM、RAM、I/O口等硬件资源,可以通过编程实现各种功能。编程是将人们需要实现的功能转化为计算机可以理解和执行的指令的过程。在单片机编程中,我们需要将汇编语言或高级语言翻译成机器语言,然后将机器语言写入单片机的内存中,单片机才能够运行。机器语言是由0和1组成的二进制数,但是使用二进制数进行编程和调试很不方便,因此我们采用十六进制数来代替二进制数,以便于记忆和表达。
单片机内部有许多寄存器,其中有些寄存器内容需要频繁修改,比如程序计数器(PC)、堆栈指针(SP)等,这些寄存器通常用十六进制数来表示。同时,单片机内部还有许多其他的硬件资源,比如定时器、I/O口等,这些资源的寄存器的地址也是用十六进制数表示的。
十六进制数比二进制数少了一半的位数,因此在内存空间使用上较为节约,这在某些嵌入式设备中格外重要。单片机资源通常比较有限,使用十六进制数可以节约不少空间。此外,在编写程序时,使用十六进制数来表示数据和指令可以减少代码量,编写起来也比较容易。