1-基础知识-课件.ppt

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1、单片机原理及接口技术段晨东 等 编著2008年4月1第1章 基础知识本章内容：本章主要介绍单片机的概念、单片机的发展、基本的结构和特点、单片机的应用模式和领域以及MCS-51单片机等。21.1 计算机的一些概念 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分组成。计算机的结构31.1 计算机的一些概念8位计算机每个单元可存放一个8位二进制数，即一个字节，每一位的状态是0或1。存储单元保存的8位二进制数称为单元的内容。存储单元示意图如图地址为0110单元的内容为10101001，表示为（06H）=A9H。41.2 单片机单片机有以下特点：（1）集成度高，功能强。单片机在一块芯片上集成

2、了CPU、RAM、ROM、I/O接口等资源，在芯片上还包含了中断系统、串行通信接口、定时器/计数器等功能部件，芯片功能强、体积小、集成度高。（2）具有较高的性能价格比。单片机尽可能地把应用所需的各种资源集成在一块芯片内，性能高，但是价格却相对较低廉。（3）抗干扰能力强。单片机是面向工业检测控制环境设计的，因此，抗噪声干扰能力较强。程序固化在ROM类型的存储器中不易被破坏；许多资源集成在一个芯片，可靠性高。1.2.1单片机的概念及特点 6 第1阶段（19711976）：单片机萌芽阶段。第2阶段（19761980）：初级单片机阶段。第3阶段（19801983）：高性能单片机阶段。第4阶段（1983

3、1990）：8位单片机巩固发展及16 位单片机推出阶段。第5阶段（1990）：单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等方面全方位地向更高水平发展。1.2 单片机1.2.2 单片机的发展 7 （）MCS-51单片机的第一代产品：Intel MCS-51 8031/8051/8751 （）第二代产品系列采用了CMOS技术制造而成，集成度高，速度快，功耗低：ATMEL MCS-51兼容系列 89C51/89C52、89C2051/89C2052；（）第三代80C51产品的单片机内核SoC（System On Chip,SoC）化。CYGNAL C8051Fxxxx（SilabC8051F）1.

4、2 单片机1.2.3 MCS-51系列单片机及其兼容单片机81.3 计算机的数学基础(1)十进制十个数符：09，逢十进一。加权展开式以10称为基数，各位系数为09。一般表达式：ND=dn-110n-1+dn-210n-2+d0100+d-110-+1234.5=1103+2102+3101+4100+51011.3.1 数制及转换一.数制10(2)二进制两个数符：0、1,逢二进一。加权展开式以2为基数，各位系数为0、1。一般表达式：NB=dn-12n-1+dn-22n-2+d020+d-12-1+1101.101=123+122+021+120+12-1+12-3 1.3.1 数制及转换一.数

5、制1.3 计算机的数学基础11进位计数制的一般表达式：N=an-1Rn-1+an-2Rn-2+a1R1a0R0 a-1R-1a-mR-m 一种进制的数转换成另一种进制数的方法：按权展开，求和计算。1.3.1 数制及转换1.3 计算机的数学基础二.数制之间的转换13（二）二进制与十六进制数之间的转换24=16，四位二进制数对应一位十六进制数。3AF.2H=0011 1010 1111.0010=1110101111.001B 3 A F 2 1111101.11B=0111 1101.1100 =7D.CH 7 D C1.3.1 数制及转换1.3 计算机的数学基础15 （三）十进制数转换成二、十

6、六进制数 整数、小数分别转换 1.整数转换法 “除基取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。1.3.1 数制及转换1.3 计算机的数学基础161.3.2 计算机中数的表示方法机器数：机器中数的表示形式，其位数通常为8的倍数 真值：机器数所代表的实际数值。一个8位机器数+84和-84与它们的真值对应关系 真值：X1=+84=+1010100B X2=-84=-1010100B 机器数：X1机=01010100 X2机=11010100 机器中，数的最高位作符号位，“0”表示“+”，“1”表示“-”。机器数与真值一.带符号数的表示1.3 计算机的数学

7、基础18最高位为符号位，0表示“+”，1表示“”。数值位与真值数值位相同。x1 =+1010100B x1原 =01010100 x2 =1010100B x2原=在计算机中，0 可表示为+0和0，故0 在原码中有两种表示法：+0原=00000000B0原=10000000B。带符号数通常有三种表示方法：原码、反码、补码（1）原码 1.3.2 计算机中数的表示方法1.3 计算机的数学基础19 正数的反码与原码表示相同。负数反码符号位为 1，数值位为原码数值各位取反。（2）反码 1.3.2 计算机中数的表示方法1.3 计算机的数学基础x=+4 x原=00000100 x反=00000100 x=

8、-4 x原=10000100 x反=11111011负数的反码20（3）补码 正数的补码表示与原码相同。负数的补码等于其反码加1。x=+4，x原=x反=x补=00000100 x=-4 x原=10000100 x反=11111011 x补=11111100补码表示的优点：0的表示唯一。1.3.2 计算机中数的表示方法1.3 计算机的数学基础负数的补码21（4）真值与机器数之间的转换1.3.2 计算机中数的表示方法1.3 计算机的数学基础 1）正数的原码、反码、补码相同，无需转换；2）负数原码的最高位为符号位，其余位为数值位，由数值位可以获取真值；负数反码的数值位按位取反，可转换为原码，即一个负

9、数反码的反码为该负数的原码；负数补码的数值位按位取反后，末位再加1，可转换为原码，即一个负数补码的补码为原码。3）由原码求真值。用“”、“”代替原码的符号位0和1。推论：一个数的绝对值等于原码的符号位清0。22（二）（二）定点数浮点数的表示定点数浮点数的表示（1）定点数）定点数小数点位置固定的机器数。运算简便，表示小数点位置固定的机器数。运算简便，表示范围小。范围小。数据用数据用2字节整数和字节整数和1字节小数表示，小数点字节小数表示，小数点位于两部分之间，表示如下：位于两部分之间，表示如下：1.3.2 计算机中数的表示方法1.3 计算机的数学基础24（2）浮点数 二进制数也可以表示为类似于科

10、学计数法的形式，一个二进制数浮点表示为：1.3.2 计算机中数的表示方法1.3 计算机的数学基础 S为尾数，J为阶码，它们均为整数。通常，有2字节浮点数、3字节浮点数、4字节浮点数。3字节浮点数25 （一）二进制代码 计算机只能处理二进制数和二进制编码，任何进入计算机的信息必须转化为二进制数或二进制编码。由0和1组成的二进制数码用来表示数值的大小，或用来表示特定的信息，这种具有特定含义的二进制数码称为二进制代码。1.3.3 编码1.3 计算机的数学基础26（二）十进制数四位二进制编码 十进制数四位二进制编码就是用四位二进制数来表示09 这十个十进制符号，简称为BCD 码。1.3.3 编码1.3 计算机的数学基础28 （三）ASCII码【美国标准信息交换码】用于计算机与计算机、计算机与外设之间传递信息。ASCII码用一个7位二进制数来表示一个特定的字符，可表示27=128个符号。这128个符号共分为两类：一类是图形字符，共96个；一类是控制字符，共32个。1.3.3 编码1.3 计算机的数学基础29本章结束谢谢！31