單片機(jī)原理與技術(shù)

計算機(jī)基礎(chǔ)1.1計算機(jī)軟件1.280C51體系結(jié)構(gòu)概要1.3

第1章概述

圖1-1計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖

1.1.2常用的名詞術(shù)語和二進(jìn)編碼

1．位、字節(jié)、字及字長 位（bit）。“位”指一個二進(jìn)制位。它是計算機(jī)中信息存儲的最小單位。

字節(jié)（Byte）。“字節(jié)”指相鄰的8個二進(jìn)制位。1024個字節(jié)構(gòu)成1個千字節(jié)，用KB表示。1024KB構(gòu)成1個兆字節(jié)，用MB表示。1024MB構(gòu)成1個千兆字節(jié)，用GB表示。B、KB、MB、GB都是計算機(jī)存儲器容量的單位。

2．?dāng)?shù)字編碼

為便于機(jī)器識別和轉(zhuǎn)換，計算機(jī)中的十進(jìn)制數(shù)的每一位用二進(jìn)制編碼表示，這就是所謂的十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼，簡稱二—十進(jìn)制編碼（BCD碼）。

3．字符編碼字母、數(shù)字、符號等各種字符也必須按特定的規(guī)則用二進(jìn)制編碼才能在計算機(jī)中表示。

字符的編碼方式很多,世界上最普遍采用的一種字符編碼是ASCII碼。

4．漢字編碼（1）外部碼（2）內(nèi)部碼（3）交換碼（4）輸出碼

第一步：把第一個數(shù)從它所在的存儲單元（location）中取出來，送至運算器；第二步：把第二個數(shù)從它所在的存儲單元中取出來，送至運算器；第三步：相加；第四步：把相加的結(jié)果，送至存儲器中指定的單元。

指令通常分成操作碼（opcode，即operationcode）和操作數(shù)（operand）兩大部分。操作碼表示計算機(jī)執(zhí)行什么操作；操作數(shù)是此指令要操作的對象。指令中的操作數(shù)部分常規(guī)定參加操作的數(shù)的本身或操作數(shù)所在的地址。

1.1.4初級計算機(jī)1．CPU的結(jié)構(gòu)

圖1-4一個模型機(jī)的CPU結(jié)構(gòu)

圖1-5模型機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)圖

圖1-6存儲器讀操作示意圖

1.1.5簡單程序舉例若要求機(jī)器把兩個數(shù)7和10相加。在編程序時首先要查一下機(jī)器的指令系統(tǒng)，看機(jī)器能用什么指令完成這樣的操作。查到可用表1-1所示的3條指令完成兩數(shù)相加的操作。

名稱助記符操作碼說明立即數(shù)取入累加器MOVAL，n10110000B0nn這是一條兩字節(jié)指令，把指令第二字節(jié)的立即數(shù)n送累加器AL加立即數(shù)ADDAL，n0000010004nn這是一條兩字節(jié)指令，累加器AL中的內(nèi)容與指令第二字節(jié)的立即數(shù)相加，結(jié)果在AL中停機(jī)HLT11110100F4停止操作表1-1 完成兩數(shù)相加的指令

第一條指令 10110000（MOVAL，n） 00000111（n=7）第二條指令 00000100（ADDAL，n） 00001010（n=10）第三條指令 11110100（HLT）總共是3條指令5個字節(jié)。

圖1-9取第一條指令的操作示意圖

圖1-10取立即數(shù)的操作示意圖

圖1-11取第二條指令的操作示意圖

1.1.6尋址方式

1．立即尋址（immediateaddressing）上例中的操作數(shù)就包含在指令中，這種規(guī)定操作數(shù)的方式，稱為立即尋址。指令中的操作數(shù)稱為立即數(shù)。

2．寄存器尋址（registeraddressing）

若操作數(shù)在某一寄存器中，這種尋址方式稱為寄存器尋址。例如指令MOVAL,BL

3．直接尋址（directaddressing）MOVAL,[n]0000n(8位)

圖1-13直接尋址方式示意圖

4．寄存器間接尋址MOVAL,[BL]

圖1-14寄存器間接尋址方式示意圖

圖1-15寄存器間接尋址加法指令示意圖ADDAL,[BL]

指令名稱尋址方式助記符操作碼說明取數(shù)指令立即尋址MOVAL，nB0n把指令第二字節(jié)的立即數(shù)送累加器（AL）中；n→AL立即尋址MOVBL，nB3n把指令第二字節(jié)的立即數(shù)送至寄存器（BL）中；n→BL表1-2 4種尋址方式及相應(yīng)的指令

指令名稱尋址方式助記符操作碼說明取數(shù)指今寄存器尋址MOVAL，BL8AC3把BL中的內(nèi)容送至AL中；BL→AL①MOVBL，AL8AD8把AL中的內(nèi)容送至BL中，AL→BL①寄存器間接尋址MOVAL，［BL］8A07以BL中的內(nèi)容為操作數(shù)的地址，操作數(shù)送至AL中；［BL］→AL②直接尋址MOVAL，［n］A0n指令中的第二字節(jié)為操作數(shù)的地址，操作數(shù)送至AL中；［n］→AL②續(xù)表

指令名稱尋址方式助記符操作碼說明存數(shù)指令直接尋址MOV［n］，ALA2n指令中的第二字節(jié)為地址，把AL中的內(nèi)容存入此地址單元；AL→［n］寄存器間接尋址MOV［BL］，AL8807以BL中的內(nèi)容作為地址，把AL中的內(nèi)容存入此地址單元；AL→［BL］續(xù)表

指令名稱尋址方式助記符操作碼說明加法指令立即尋址ADDAL，n04nn為立即數(shù)；AL+n→AL寄存器尋址ADDAL，BL02C3BL中的內(nèi)容為操作數(shù)；AL+BL→AL寄存器間接尋址ADDAL，［BL］0207以BL中的內(nèi)容為操作數(shù)的地址；AL+［BL］→AL續(xù)表

圖1-16程序在存儲器中存放示意圖

圖1-17取出第一條指令后CPU的狀態(tài)圖

圖1-18直接尋址方式操作示意圖

圖1-19取操作數(shù)過程示意圖

圖1-20計算機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu)

圖1-21三總線的微型機(jī)結(jié)構(gòu)

圖1-22典型的三總線結(jié)構(gòu)1.2計算機(jī)軟件

1.2.1系統(tǒng)軟件以上這些都是由機(jī)器的設(shè)計者提供的，為了使用和管理計算機(jī)的軟件，統(tǒng)稱為系統(tǒng)軟件。

系統(tǒng)軟件包括：①各種語言和它們的匯編或解釋、編譯程序；②機(jī)器的監(jiān)控管理程序（moniter）、調(diào)試程序（debug）、故障檢查和診斷程序；

③程序庫（為了擴(kuò)大計算機(jī)的功能，便于用戶使用，機(jī)器中設(shè)置了各種標(biāo)準(zhǔn)子程序，這些子程序的總和就形成了程序庫）；④操作系統(tǒng)。

1.2.2應(yīng)用軟件

用戶利用計算機(jī)和它所提供的各種系統(tǒng)軟件，來編制解決用戶各種實際問題的程序，稱之為應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件也可以逐步標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，逐步形成解決各種典型問題的應(yīng)用程序的組合，將其稱為軟件包（package）。

1.2.3支撐（或稱為支持）軟件1.380C51體系結(jié)構(gòu)概要

1.3.180C51簡介

表1-3 不同ROM的80C51系列編號

圖1-238051核的方框圖

圖1-248051的體系結(jié)構(gòu)圖

1.3.280C51單片機(jī)的CPU結(jié)構(gòu)

圖1-2580C51單片機(jī)功能方