1、單片微機(jī)原理（1）電子實(shí)驗(yàn)中心,課程內(nèi)容,微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)圍繞MCS-51系列單片機(jī)的原理結(jié)構(gòu)、匯編指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，系統(tǒng)總線擴(kuò)展技術(shù)，單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)、中斷、串口通信，初步掌握單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)方法及單片機(jī)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。學(xué)生能力與本門課程的關(guān)系,目錄,第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第2章MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理第4章MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)第5章MCS-51的I/O接口及應(yīng)用第6章單片機(jī)中斷系統(tǒng)及應(yīng)用第7章單片機(jī)定時(shí)系統(tǒng)及應(yīng)用第9章MCS-51系統(tǒng)的串行接口第10章MCS-51的系統(tǒng)總線與資源擴(kuò)展第11章ADDA的應(yīng)用,課程學(xué)時(shí),總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配：MCS51系

2、列單片微機(jī)48學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí),教材及參考書,教材：?jiǎn)纹C(jī)原理與接口技術(shù)自編參考書：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用所有都可以微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)裘雪紅西安電子科技大學(xué)出版社,學(xué)習(xí)本課程的建議,抓住7個(gè)環(huán)節(jié)：練習(xí)、實(shí)驗(yàn)、預(yù)習(xí)、聽課、復(fù)習(xí)、記筆記、作業(yè)注重兩個(gè)能力：自學(xué)能力、實(shí)踐能力注意兩個(gè)交流：與同學(xué)、老師的交流實(shí)現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)變：基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。處理好課程與教材的關(guān)系：課程學(xué)時(shí)及內(nèi)容安排，學(xué)習(xí)參考書,理論課教學(xué)形式,課堂教師講授為主課堂教師提示，課后學(xué)生自學(xué)為主（思考題等）完全學(xué)生自學(xué)為主，討論課，安排在答疑時(shí)間，同學(xué)討論，教師答疑總結(jié)。,學(xué)習(xí)要求：,成績(jī)考核考試成績(jī)80平時(shí)成績(jī)20歸納總

3、結(jié)所學(xué)其中某章內(nèi)容平時(shí)成績(jī)：考勤、課后作業(yè)(專用一本）、課堂表現(xiàn)課程學(xué)習(xí)總結(jié),第一章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),一、（1.1）微型計(jì)算機(jī)發(fā)展二、（1、4）微型計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示和運(yùn)算三、（1.2）微型計(jì)算機(jī)模型四、（1.3）單片微型計(jì)算機(jī),一計(jì)算機(jī)的歷史與發(fā)展,計(jì)算機(jī)發(fā)展的五個(gè)階段（基本電子器件）,1、1微型計(jì)算機(jī)的分類,1)按形態(tài)分類2)按CPU的字長(zhǎng)分類3)按主機(jī)裝置分類4）應(yīng)用類型,按形態(tài)分類單片機(jī)、單板機(jī)、微機(jī)系統(tǒng),單板機(jī),單片機(jī),系統(tǒng)機(jī),三種應(yīng)用形態(tài)圖示,4）按應(yīng)用類型分：,用于數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理及信息管理方向通用微機(jī)，例如：PC微機(jī)功能越強(qiáng)越好、使用越方便越好。用于過(guò)程控制、智能化儀器儀表方

4、向、實(shí)時(shí)信號(hào)處理的專用微機(jī)。例如：?jiǎn)纹瑱C(jī)、工控機(jī)可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)程序相對(duì)簡(jiǎn)單、處理數(shù)據(jù)量小。DSP硬件計(jì)算，速度快。,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍,科學(xué)計(jì)算信息處理實(shí)時(shí)控制：工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、家用電器等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)人工智能：模式識(shí)別、專家系統(tǒng)、機(jī)器人等,二、計(jì)算機(jī)的數(shù),1.進(jìn)位計(jì)數(shù)制計(jì)算機(jī)中采用的是二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)的要素有：每一位數(shù)是0或1兩個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)；逢二進(jìn)一，借一為二。二進(jìn)制數(shù)的尾符為：B十進(jìn)制數(shù)是日常生活中使用最多的數(shù)制。十進(jìn)制數(shù)的要素有：每一位數(shù)是09十個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)；逢十進(jìn)一，借一為十。十進(jìn)制數(shù)的尾符為：D,1.位(bit)2.字節(jié)(Byte)3.字和字長(zhǎng)(word)4.位編號(hào)5.指令、指

5、令系統(tǒng)和程序,注意：計(jì)算機(jī)以二進(jìn)制代碼的形式表示信息有關(guān)術(shù)語(yǔ),位(bit)指計(jì)算機(jī)能表示的最基本最小的單位在計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令，故：位就是一個(gè)二進(jìn)制位，有兩種狀態(tài)，“0”和“1”,字節(jié)(Byte)相鄰的8位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)字節(jié)1Byte=8bit如：1100001101010111,把一個(gè)字定為16位，1Word=2Byte一個(gè)雙字定為32位1DWord=2Word=4Byte,字長(zhǎng),字長(zhǎng)是每一個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)。表示信息的二進(jìn)制代碼單元的基本長(zhǎng)度位數(shù)）稱為字長(zhǎng)，字長(zhǎng)越長(zhǎng)。表示的數(shù)值范圍就越大，精度就越高。字長(zhǎng)常與CPU內(nèi)部的寄存器、運(yùn)算裝置、總線寬度一致。三總線：AB、DB

6、、CB,例某CPU內(nèi)含8位運(yùn)算器，則：參加運(yùn)算的數(shù)及結(jié)果均以8位表示,最高位產(chǎn)生的進(jìn)位或借位在8位運(yùn)算器中不保存，而將其保存到標(biāo)志寄存器中,字長(zhǎng)是衡量CPU工作性能的一個(gè)重要參數(shù)。不同類型的CPU有不同的字長(zhǎng)。如:Intel4004是4位8051是8位8088/8086/80286是16位80386/80486、Pentium是32位,位編號(hào)為便于描述，對(duì)字節(jié),字和雙字中的各位進(jìn)行編號(hào)。從低位開始，從右到左依次為0、1、2,例如0+1=11+1=1011+1=100101=1,（1）二進(jìn)制(Binary),(xxx)2或(xxx)B,例如(1011.11)2或(1011.11)B,數(shù)碼：0、1

7、,進(jìn)位規(guī)律：逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二,權(quán)：2i基數(shù)：2系數(shù)：0、1,將按權(quán)展開式按照十進(jìn)制規(guī)律相加，即得對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)。,（2）八進(jìn)制和十六進(jìn)制,例如(437.25)8=482+381+780+28-1+58-2=256+24+7+0.25+0.078125=(287.328125)10,例如(3BE.C4)16=3162+11161+14160+1216-1+416-2=768+176+14+0.75+0.015625=(958.765625)10,二、不同數(shù)制間的關(guān)系與轉(zhuǎn)換,不同數(shù)制之間有關(guān)系嗎？,非十進(jìn)制換成十進(jìn)制：按權(quán)展開相加,(2)不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換,（10101.11）B=124+122+1

8、20+12-1+12-2=16+4+1+0.5+0.25=（21.75）D,（2A.8）H=2161+10160+816-1=32+10+0.5=（42.5）D,（165.2）O=182+681+580+28-1=64+48+5+0.25=（117.25）D,十進(jìn)制換成其他進(jìn)制,十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制數(shù)時(shí)，可將十進(jìn)制數(shù)分為整數(shù)和小數(shù)兩部分進(jìn)行。,整數(shù)的轉(zhuǎn)換基數(shù)除法規(guī)則：除基取余，商零為止，逆序排列。,小數(shù)的轉(zhuǎn)換基數(shù)乘法規(guī)則：乘基取整，滿足精度要求為止，順序排列。,1.5001,整數(shù)0.7500,例將十進(jìn)制數(shù)(26.375)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),26,61,30,11,01,2,(26)10=(1

9、1010)2,2,2,1.0001,.375,2,2,2,2,0.375,2,一直除到商為0為止,余數(shù)130,讀數(shù)順序,讀數(shù)順序,.011,每位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制數(shù)代替，再按原順序排列。,八進(jìn)制二進(jìn)制,二進(jìn)制八進(jìn)制,(11100101.11101011)2=(345.726)8,(745.361)8=(111100101.011110001)2,補(bǔ)0,(11100101.11101011)2=(?)8,11100101.11101011,0,0,從小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分向左(小數(shù)部分向右)三位一組，最后不足三位的加0補(bǔ)足三位，再按順序?qū)懗龈鹘M對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)。,補(bǔ)0,11,100,101,111

10、,010,11,二進(jìn)制與八進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換,一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)，因此二進(jìn)制數(shù)四位為一組。,(10011111011.111011)2=(4FB.EC)16,(3BE5.97D)16=(11101111100101.100101111101)2,補(bǔ)0,(10011111011.111011)2=(?)16,10011111011.111011,0,0,0,十六進(jìn)制二進(jìn)制:,每位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)代替，再按原順序排列。,二進(jìn)制十六進(jìn)制:,從小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分向左(小數(shù)部分向右)四位一組，最后不足四位的加0補(bǔ)足四位，再按順序?qū)懗龈鹘M對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。,補(bǔ)0,100,1111,10

11、11,1110,11,二進(jìn)制和十六進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換,計(jì)算機(jī)中兩個(gè)重要的數(shù)位LSB：最低有效位。MSB：最高有效位。對(duì)八位二進(jìn)制數(shù)：D0-D6：表示數(shù)字本身。D7：表示符號(hào)位。即MSB為符號(hào)位。表示的方法:原碼、反碼及補(bǔ)碼。,3帶符號(hào)數(shù)的表示,原碼,MSB=0表示正數(shù)；MSB=1表示負(fù)數(shù)。X1=+105D則X1原01101001BX2=-105D則X1原11101001B0有兩種表示方法：00000000B與10000000B。0原00000000-0原10000000可表示的正數(shù)與負(fù)數(shù)個(gè)數(shù)相等?？杀硎镜臄?shù)據(jù)范圍：(-127127),反碼,正數(shù)的反碼=原碼；負(fù)數(shù)的反碼=符號(hào)位不變，數(shù)字位逐個(gè)取反

12、。+31原00011111-31原10011111+31反00011111-31反111000000有兩種表示方法：00000000B與11111111B。0反00000000-0反11111111可表示的正數(shù)與負(fù)數(shù)個(gè)數(shù)相等?？杀硎镜臄?shù)據(jù)范圍：(-127127)+127原01111111-127反10000000,補(bǔ)碼,正數(shù)的補(bǔ)碼=原碼；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼=反碼+1。7原00000111-7原100001117反00000111-7反111110007補(bǔ)00000111-7補(bǔ)111110010的表達(dá)式是唯一的：00000000B0原00000000-0原100000000反00000000-0反111

13、111110補(bǔ)00000000-0補(bǔ)00000000表示的范圍：(-128127)可表示的負(fù)數(shù)比正數(shù)多一個(gè)。,補(bǔ)碼的運(yùn)算,8位二進(jìn)制補(bǔ)碼所能表示的數(shù)值范圍是-128127。對(duì)于微型計(jì)算機(jī)，如果運(yùn)算結(jié)果超過(guò)了它所能表示的數(shù)值范圍，稱為溢出。引入補(bǔ)碼可以將減法運(yùn)算化成加法運(yùn)算。XY補(bǔ)=X補(bǔ)+Y補(bǔ),5、計(jì)算機(jī)中的編碼制度,編碼制度：指用一組二進(jìn)制數(shù)表示某個(gè)符號(hào)(數(shù)字、字符)的方法。BCD碼：用四位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)的方法，多用8421BCD碼。ASCII碼：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。用七位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符。擴(kuò)展ASCII碼：用八位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)字符。對(duì)于漢字，通常使用兩個(gè)擴(kuò)展ASCII碼表

14、示一個(gè)漢字。,（2）與自然二進(jìn)制數(shù)排列一至，10101111為冗余碼；,（3）運(yùn)算時(shí)按逢10進(jìn)1的原則,并且要進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整原則:有進(jìn)位或出現(xiàn)冗余碼時(shí)：加+6調(diào)整。,（1）有權(quán)碼，從左到右為8421；,8421BCD碼,例:8+9=17,1000+)100110001,+)0110,0111,例:7+6=13,0111+)01101101,+)0110,10011,8421碼運(yùn)算舉例,用BCD碼表示十進(jìn)制數(shù)舉例：,(36)10=()8421BCD,(4.79)10=()8421BCD,(01010000)8421BCD=()10,注意區(qū)別BCD碼與數(shù)制：,(150)10=(0001010100

15、00)8421BCD=(10010110)2=(226)8=(96)16,60110,30011,4.0100.,70111,91001,01015,00000,BCD碼與二進(jìn)制數(shù)之間轉(zhuǎn)換沒有直接關(guān)系，必須先轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,然后轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。,ASCII碼,美國(guó)國(guó)家信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼ASCIIAmericanStandardCodeforInformationInterchange），目前微型計(jì)算機(jī)的字符編碼都采用ASCII碼。ASCII碼是一種8位代碼，用1個(gè)字節(jié)中的7位對(duì)字符進(jìn)行編碼，最高位是奇偶校驗(yàn)位，用以判別數(shù)碼傳送是否正確。用7位碼來(lái)代表字符信息，共可表示128個(gè)字符。,ASCII（美國(guó)

16、標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）微機(jī)中普遍采用的字符編碼，如鍵盤、打印機(jī)、顯示器等,D:DEBUG;進(jìn)入DEBUG-EDS:0HelloWorld!;向當(dāng)前數(shù)據(jù)段填寫入字符串-DDS:0;查看字符串在內(nèi)存存放情況1693:000048656C6C6F20576F-726C642118108A03HelloWorld!.1693:0010181017031810230E-0101010002FFFFFF.#.1693:0020FFFFFFFFFFFFFFFF-FFFFFFFFE70F4E01.N.1693:00301F14140018009316-FFFFFFFF00000000.1693:0040070A00

17、0000000000-0000000000000000.1693:0050CD21CB0000000000-0000000000202020.!.1693:00602020202020202020-0000000000202020.1693:00702020202020202020-0000000000000000.-Q;退出DEBUG,1693:000048656C6C6F20576F-726C642118108A03HelloWorld!.,例在DEBUG下查看字符串在內(nèi)存的存放情況：,漢字編碼,具有漢字信息處理能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，除了配備必要的漢字設(shè)備和接口外，還應(yīng)該裝配有支持漢字信息輸入

18、、輸出和處理的操作系統(tǒng)。（1）漢字輸入碼：用于外部輸入漢字，也稱為外碼。順序碼將漢字按一定順序排好，然后逐個(gè)賦予1個(gè)號(hào)碼作為該漢字的編碼，例如區(qū)位碼；音碼根據(jù)漢字的讀音進(jìn)行編碼，例如拼音碼；形碼根據(jù)漢字的字形進(jìn)行編碼，例如五筆字型；音形碼根據(jù)漢字的讀音和字形進(jìn)行編碼，例如雙拼碼。（2）漢字機(jī)內(nèi)碼：是漢字處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理漢字而使用的編碼，簡(jiǎn)稱內(nèi)碼。內(nèi)碼與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80漢字字符集有簡(jiǎn)明的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。,（3）漢字交換碼：是漢字信息處理系統(tǒng)之間或通信系統(tǒng)之間傳輸信息時(shí)，對(duì)每個(gè)漢字所規(guī)定的統(tǒng)一編碼。我國(guó)已指定了漢字交換碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“信息交換用漢字編碼字符集基本集”，代號(hào)GB2321-80，又稱“國(guó)標(biāo)碼”。國(guó)標(biāo)碼字符集共收錄漢字和圖形符號(hào)7445個(gè)。其中：一級(jí)常用漢字3755個(gè)；二級(jí)非常用漢字和偏旁部首3008個(gè)；圖形符號(hào)682個(gè)。國(guó)標(biāo)碼是所有漢字編碼都應(yīng)該遵循的標(biāo)準(zhǔn)，自公布這一標(biāo)準(zhǔn)后，漢字機(jī)內(nèi)碼的編碼、漢字字庫(kù)的設(shè)計(jì)、漢字輸入碼的轉(zhuǎn)換、輸出設(shè)備的漢字地址碼等，都以此標(biāo)準(zhǔn)