1、第一章單片微型計算機概述,1-1單片機發(fā)展概況,1-4計算機中的數(shù)和編碼,1-3單片機的特點,1-2微計算機系統(tǒng)概念,單片機,單片機的最初譯法是Single Chip Microcomputer，但只是準確的譯法，但最能反映設計思想的是Microcontroller，因為新一代的89C51，89C51RD等等，在單片機加入了各種控制功能， A/D，D/A，PWM，鎖相環(huán)，DMA，浮點運算單元和WDT等。內(nèi)置內(nèi)存，程序存儲器均達到64K，達到了設計極限，極大地方便了其應用。,1971年 Intel推出4位微處理器4004 1976-1978 初級8位單片機 Intel MCS-48 系列 197

2、8-1982 高檔8位單片機 Intel MCS-51系列： -51：子系列 -52：子系列,1-1 單片機發(fā)展概況,1983-1990 16位單片機 Intel MCS-96 系列： 8098/8096、80C198/80C196 1990- 32位單片機 80960 ARM系列,8031/8051/8751,8032/8052/8752,現(xiàn)代單片機的特點,現(xiàn)代單片機的特點：32位地址總線和數(shù)據(jù)總線，有能力運行完全的 32 位操作系統(tǒng) 高檔8位單片機的出現(xiàn)：A/D，D/A，PWM，鎖相環(huán)，DMA，浮點運算單元等,1-2 微計算機系統(tǒng)概念,CPU （ALU REG CC）,時鐘,復位,外 部

3、設 備,ROM,RAM,定時 器/計 數(shù)器,中斷 系統(tǒng),I/O 口,(DB),(AB),(CB),微計算機系統(tǒng),微計算機（C）,微處理器（P）,（單片、單板）,寄存器,控制電路,系統(tǒng)軟件,系統(tǒng)總線,地址總線,存儲器,輸入/輸出電路,數(shù)據(jù)總線,控制總線,電源,ROM、PROM,RAM,串行輸入/輸出接口,并行輸入/輸出接口,微 計 算 機 系 統(tǒng),1-3 單片機的特點,（1）體積小、重量輕、功耗低、功能強、性價比高。 （2）數(shù)據(jù)大都在單片機內(nèi)部傳送，運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高。 （3）結構靈活，易于組成各種微機應用系統(tǒng)。 （4）應用廣泛。既可用于工業(yè)自動控制等場合，又可用于測量儀器、醫(yī)療

4、儀 器及家用電器等領域。,由于單片機采用大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路，在一塊芯片上集成了一臺微型計算機。因此，除具有一般計算機快速性、準確性、邏輯功能強等特性外，還具有其自身特點：,應用領域，單機應用,智能產(chǎn)品，如現(xiàn)代電視，空調(diào) 智能儀表，電子式萬用表 測控系統(tǒng)，自動線的控制 數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控機床 智能接口，如打印機，繪圖儀等 數(shù)據(jù)處理，如數(shù)字濾波，線性化，誤差修正等。,應用領域，多機應用,功能彌散系統(tǒng)，如數(shù)控加工中心，主機負責協(xié)調(diào) 并行多機控制，多點采集，避免同一性誤差 局部網(wǎng)絡系統(tǒng)，如目前用得廣泛的家用寬帶路由器，串口/TCPIP協(xié)議轉換器等。,單片機系統(tǒng)的設計,硬件設計和軟件設計 系統(tǒng)

5、擴展， 通道和接口設計 系統(tǒng)抗干擾設計 應用軟件設計，匯編/C，C為目前的主流,1-4 計算機中的數(shù)和編碼,介紹計算機中數(shù)的表示方法和基本運算方法。,1-4-1 計數(shù)制,一. 十進制ND 有十個數(shù)碼09、逢十進一。 十進制用于計算機輸入輸出，人機交互。 二. 二進制NB 兩個數(shù)碼:0、1, 逢二進一。 二進制為機器中的數(shù)據(jù)形式。 三. 十六進制NH 十六個數(shù)碼:09, AF, 逢十六進一。 十六進制用于表示二進制數(shù)。 不同進位制數(shù)以下標或后綴區(qū)別,十進制數(shù)可不帶下標。 如:101、101D、101B、101H、101H,1-4-2 二進制數(shù)（用B表示）,二進制數(shù)的計數(shù)特征為：逢二進一，運算簡單

6、。,1-4-3 十六進制數(shù)（用H表示）,為了書寫和閱讀方便，經(jīng)常采用的是十六進制數(shù)作為二進制的縮寫形式。十進制數(shù)、二進制數(shù)、十六進制數(shù)的對照表如表1-1 :,0,0000,0,1,0001,1,2,0010,2,3,0011,3,4,0100,4,5,0101,5,6,0110,6,7,0111,7,8,1000,8,9,1001,9,10,1010,A,11,1011,B,12,1100,C,13,1101,D,14,1110,E,1-4-4 不同進制數(shù)之間的轉換,1. 二進制轉換為十進制 二進制轉換為十進制的基本方法是將二進制數(shù)按權展開式，利用十進制數(shù)的運算法則求和，即可得到等值的十進制數(shù)

7、。 例1. 1 將二進制數(shù)1101.01轉化為十進制數(shù)。 解：（1101.01）2=12312202112002-1 12-2 =(13.25)10 上述方法適用于其他進制數(shù)到十進制的轉換。,例1.2 將八進制數(shù)156和十六進制數(shù)64轉化為十 進制數(shù)。 解：（1）（156）8=182581 680 =64406 =（110）10 （2）（64）16=61614160 =964 =（100）10,2. 十進制到二進制的轉換,（1）十進制整數(shù)轉換為二進制整數(shù).9 其轉換方法為除2取余數(shù)。即把十進制數(shù)依次除以2并記下每次所得的余數(shù)（0或1），直到商等于0為止，所得余數(shù)依次記為K0、K1、Kn-1。則

8、轉換后的二進制數(shù)為Kn-1K1K0。 例1.3 將十進制數(shù)25轉換為二進制數(shù)。 解： 2 25 余1（K0）. 2 12 余0（K1）. 2 6 余0（K2）. 2 3 余1（K3）. 2 1 余1（K4）. 0.,1-4-5 數(shù)制書寫約定 在書寫計算機程序時，一般不用基數(shù)作為下標來區(qū)分各種進制，而是用相應的英文字母作后綴來表示各種進制的數(shù)。 例如： B（Binary） -表示二進制數(shù)。 D（Decimal） -表示十進制數(shù)，一般D可省略，即無后 綴的數(shù)字為十進制數(shù)。 H（Hexadecimal） - 表示十六進制數(shù)。,（2）十進制小數(shù)轉換為二進制小數(shù) 其轉換方法為乘2取整數(shù)。即依次用2去乘要

9、轉換的十進制小數(shù)，記錄每次所得溢出數(shù)（即整數(shù)部分，0或1），記作K-1、K-2，。若乘積的小數(shù)部分最后為0，那么最后一次乘積的溢出數(shù)記作K-m；若乘積的小數(shù)部分最后不為0，則只要換算到所需精度為止。將起始溢出位寫在二進制小數(shù)點后的第一位（即小數(shù)部分的最高位），依次寫到最低位。小數(shù)部分從最高位到最低位的順序與產(chǎn)生溢出的順序相同。 例 1.4.4 將十進制數(shù)0.3125轉換為相應的二進制數(shù). 解： 0.31252=0.625=0.625溢出 0MSB 0.62502=1.250=0.250 1 0.25002=0.500=0.500 0 0.50002=1.000=0 1LSB 即： 0.3125

10、=0.0101B。,3. 二進制、十六進制之間的相互轉換 十六進制數(shù)的每一位都與四位二進制數(shù)相對應。將二進制數(shù)轉換為十六進制數(shù)，從低位開始，每四位一組，然后將其轉換為對應的十六進制數(shù)。如在最后一組不足四位，需在左邊補0。 用同樣方法可將二進制小數(shù)轉換為十六進制小數(shù)。只是分組應從小數(shù)點右邊開始分成四位一組。 十六進制數(shù)轉換為二進制數(shù)，將每位十六進制數(shù)直接轉換成相應的二進制數(shù)。 例1. 6 將二進制數(shù)10101101101轉換為十六進制數(shù)。 解： 將二進制數(shù)10101101101B改寫為：0101 0110 1101 所以：10101101101B = 56DH 例1.7 將十六進制數(shù)8E轉換為二

11、進制數(shù)。 解： 將十六進制數(shù)8E改寫為：1000 1110 所以：8EH = 10001110B,1-4-6 計算機中數(shù)的表示,計算機進行運算時，還有帶符號的正數(shù)和負數(shù)的運算。為了區(qū)分正數(shù)和負數(shù)，將“”、“”符號數(shù)字化，通常用二進制數(shù)的最高位表示數(shù)的符號：用“0”表示“”號，用“1”表示“”。把一個數(shù)及其符號在機器中的表示加以數(shù)字化，這樣的數(shù)稱為機器數(shù)，而把機器數(shù)所代表的數(shù)的實際值稱為機器數(shù)的真值。 例如，真值 x1=1000111, x2=1000111。 機器數(shù) x1=01000111， x2=11000111,（1）原碼 在符號位中用0表示正、用1表示負的二進制數(shù)，稱為原碼。 例如，x1

12、=1110111Bx1原=01110111B x2=1110111Bx2原=11110111B 數(shù)0可以認為它是0，也可是0。因此，0在原碼表示中有以下兩種形式： 0原=0000 0000B , 0原=1000 0000B,1. 原碼、反碼和補碼,（2）反碼 反碼是有符號數(shù)在計算機中的另一表示方法。其定義是： 正數(shù)：反碼=原碼； 負數(shù)：反碼=原碼的符號位不變而數(shù)值按位取反。所謂按位取反，即將各位的1變成0，0變成1。 例如，x1=13, x1反=13原=0 001101B 。 又如，x2=13， x2原=13原=1 0001101B， x2反=13反=1 1110010B 在反碼表示中，“0”也不是唯一的。,數(shù)的小數(shù)點表示方法,（1） 定點表示法 定點表示法中小數(shù)點的位置是固定的。,例如，定點純整數(shù) N=0110 1011B，即N=1101011B。 又如，定點純小數(shù) N=0110