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文檔簡介

1、第第1章章 單片微型計算機概述單片微型計算機概述n1.1 單片微型計算機發(fā)展概況單片微型計算機發(fā)展概況n1.2 微計算機系統(tǒng)概念微計算機系統(tǒng)概念n1.3 單片機的特點單片機的特點n1.4 計算機中的數(shù)和編碼計算機中的數(shù)和編碼1.1 單片微型計算機發(fā)展概況單片微型計算機發(fā)展概況n單片機體積小、功能強、功耗低、可靠性高和單片機體積小、功能強、功耗低、可靠性高和性價比高的特點,在過程控制、機電一體化產(chǎn)品性價比高的特點,在過程控制、機電一體化產(chǎn)品、智能儀器、家用電器、計算機網(wǎng)絡(luò)及通訊等方、智能儀器、家用電器、計算機網(wǎng)絡(luò)及通訊等方面得到廣泛應(yīng)用。面得到廣泛應(yīng)用。n單片機經(jīng)歷了一位、單片機經(jīng)歷了一位、4位

2、、位、8位、位、16位及位及32位的發(fā)位的發(fā)展階段,世界上一些著名的半導(dǎo)體器件廠家都開展階段,世界上一些著名的半導(dǎo)體器件廠家都開發(fā)了單片機如發(fā)了單片機如Intel、Motorola、Zilog、Philips等。等。n單片機的品種日益增加,在眾多的通用型單片單片機的品種日益增加,在眾多的通用型單片機里,以機里,以Intel公司的公司的MCS系列單片機最為著名。系列單片機最為著名。 返回本章首頁1.2 微計算機系統(tǒng)概念微計算機系統(tǒng)概念圖1-1 微處理器、微計算機和微計算機系統(tǒng)的關(guān)系返回本章首頁1.3 單片機的特點單片機的特點n(1體積小、重量輕、功耗低、功能強、性價體積小、重量輕、功耗低、功能強

3、、性價比高。比高。n(2數(shù)據(jù)大都在單片機內(nèi)部傳送,運行速度快數(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。,抗干擾能力強,可靠性高。n(3結(jié)構(gòu)靈活,易于組成各種微機應(yīng)用系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)靈活,易于組成各種微機應(yīng)用系統(tǒng)。n(4應(yīng)用廣泛,既可用于工業(yè)自動控制等場合應(yīng)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)療儀器及家用電器等,又可用于測量儀器、醫(yī)療儀器及家用電器等領(lǐng)域。領(lǐng)域。 返回本章首頁1.4 計算機中的數(shù)和編碼計算機中的數(shù)和編碼n1.4.1 計數(shù)制計數(shù)制n1.4.2 二進制數(shù)用二進制數(shù)用B表示)表示)n1.4.3 十六進制數(shù)用十六進制數(shù)用H表示)表示)n1.4.4 不同進

4、制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換不同進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換n1.4.5 數(shù)制書寫約定數(shù)制書寫約定n1.4.6 計算機中數(shù)的表示計算機中數(shù)的表示n1.4.7 計算機常用編碼計算機常用編碼 返回本章首頁1.4.1 計數(shù)制計數(shù)制n日常生活中廣泛使用的數(shù)為十進制數(shù),這是一日常生活中廣泛使用的數(shù)為十進制數(shù),這是一種逢十進一的計數(shù)方法。用的數(shù)制還有二進制種逢十進一的計數(shù)方法。用的數(shù)制還有二進制、八進制和十六進制等。、八進制和十六進制等。n基數(shù)小于基數(shù)小于10的計數(shù)制,可用十進制相應(yīng)的數(shù)碼的計數(shù)制,可用十進制相應(yīng)的數(shù)碼作為它的數(shù)字符號,一個數(shù)一般由多個數(shù)碼組作為它的數(shù)字符號,一個數(shù)一般由多個數(shù)碼組成。數(shù)碼在數(shù)中的位置不同,其值也不

5、同。成。數(shù)碼在數(shù)中的位置不同,其值也不同。返回本節(jié)1.4.2 二進制數(shù)用二進制數(shù)用B表示)表示)n以以2為基數(shù)的數(shù)制稱為二進位計數(shù)制,它只包括為基數(shù)的數(shù)制稱為二進位計數(shù)制,它只包括0和和1兩個數(shù)碼,很容易用電子元件的兩種不同兩個數(shù)碼,很容易用電子元件的兩種不同的狀態(tài)來表示,例如,用高電平表示的狀態(tài)來表示,例如,用高電平表示1,用低電,用低電平表示平表示0。所以,計算機中通常采用二進制數(shù)。所以,計算機中通常采用二進制數(shù)。n二進制數(shù)的計數(shù)特征:逢二進一,運算簡單。二進制數(shù)的計數(shù)特征:逢二進一,運算簡單。 n在加、減、乘、除四則運算中,乘法實質(zhì)上是在加、減、乘、除四則運算中,乘法實質(zhì)上是做移位加法,

6、除法則是移位減法。做移位加法,除法則是移位減法。 返回本節(jié)1.4.3 十六進制數(shù)用十六進制數(shù)用H表示)表示)n為了書寫和閱讀方便,經(jīng)常采用十六進制數(shù)作為了書寫和閱讀方便,經(jīng)常采用十六進制數(shù)作為二進制的縮寫形式。十進制數(shù)、二進制數(shù)、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)的對照表如表十六進制數(shù)的對照表如表1-1所示。所示。n在計數(shù)時,逢十六進一,這樣書寫長度短,且在計數(shù)時,逢十六進一,這樣書寫長度短,且可方便將十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)或?qū)⒍M可方便將十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)或?qū)⒍M制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)。制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)。表1-1 十進制數(shù)、二進制數(shù)、十六進制數(shù)對照表 返回本節(jié)1.4

7、.4 不同進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換不同進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換n1二進制轉(zhuǎn)換為十進制二進制轉(zhuǎn)換為十進制n基本方法:將二進制數(shù)按權(quán)展開式,利用十進基本方法:將二進制數(shù)按權(quán)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)制數(shù)的運算法則求和,即可得到等值的十進制數(shù)。n2十進制到二進制的轉(zhuǎn)換十進制到二進制的轉(zhuǎn)換nl 十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制整數(shù)十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制整數(shù)nl 十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制小數(shù)十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制小數(shù)nl 帶小數(shù)的十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)帶小數(shù)的十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)n3二進制、十六進制之間的相互轉(zhuǎn)換二進制、十六進制之間的相互轉(zhuǎn)換n將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù),從低位開將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十

8、六進制數(shù),從低位開始,每四位一組,然后將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的始,每四位一組,然后將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的十六進制數(shù)。如最后一組不足四位,需在十六進制數(shù)。如最后一組不足四位,需在左邊補左邊補0。n用同樣方法可將二進制小數(shù)轉(zhuǎn)換十六進制用同樣方法可將二進制小數(shù)轉(zhuǎn)換十六進制小數(shù)。只是分組應(yīng)從小數(shù)點右邊開始分成小數(shù)。只是分組應(yīng)從小數(shù)點右邊開始分成四位一組。四位一組。n十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù),將每位十六十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù),將每位十六進制數(shù)直接轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制數(shù)。進制數(shù)直接轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制數(shù)。返回本節(jié)1.4.5 數(shù)制書寫約定數(shù)制書寫約定n在書寫計算機程序時,一般不用基數(shù)作為下標在書寫計算機程序時,一般不用基數(shù)

9、作為下標來區(qū)分各種進制,而是用相應(yīng)的英文字母作后來區(qū)分各種進制,而是用相應(yīng)的英文字母作后綴來表示各種進制的數(shù)。綴來表示各種進制的數(shù)。n 例如:例如:BBinary)表示二進制數(shù)。表示二進制數(shù)。n DDecimal)表示十進制數(shù),一般表示十進制數(shù),一般D可可省略,即無后綴的數(shù)字為十進制數(shù)。省略,即無后綴的數(shù)字為十進制數(shù)。n HHexadecimal)表示十六進制數(shù)。表示十六進制數(shù)。返回本節(jié)1.4.6 計算機中數(shù)的表示計算機中數(shù)的表示n1原碼、反碼和補碼原碼、反碼和補碼nl 原碼:在符號位中用原碼:在符號位中用0表示正、用表示正、用1表示負的二表示負的二進制數(shù),稱為原碼。例如,進制數(shù),稱為原碼。例

10、如,n x1=1110111B, x1原原=01110111Bn x2=1110111B, x2原原=11110111Bn數(shù)數(shù)0可是可是0或或0。因此,。因此,0在原碼中形式:在原碼中形式:n 0原原=0000 0000B, 0原原=1000 0000Bl l 反碼:正數(shù)的反碼反碼:正數(shù)的反碼=原碼;負數(shù)的反碼原碼;負數(shù)的反碼=原碼的符號位不變而數(shù)值按位取反。所謂按位原碼的符號位不變而數(shù)值按位取反。所謂按位取反,即將各位的取反,即將各位的11變成變成00,00變成變成11。例如,例如,x1=x1=1313, x1 x1反反=1313原原=0 0001101B =0 0001101B 。又如,又

11、如,x2=x2=1313, x2 x2原原=1313原原=1 0001101B=1 0001101B, x 2 x 2 反反 = = 1 3 1 3 反反 = 1 = 1 1110010B1110010B。l 補碼:正數(shù)的補碼=原碼;負數(shù)的補碼=反碼1。例如,x1=1101101B, x 1 補 = 1 3 原 = 0 1101101B 。又如, x2=1101101B, x2反=10010010B, x 2 補=10010011B。在補碼表示中,“0是唯一的。即0補=00000000B n2數(shù)的小數(shù)點表示方法數(shù)的小數(shù)點表示方法n l 定點表示法:表示小數(shù)點的位置是固定不變定點表示法:表示小數(shù)

12、點的位置是固定不變的。分為純整數(shù)和純小數(shù)兩類。的。分為純整數(shù)和純小數(shù)兩類。數(shù)符數(shù)符尾數(shù)尾數(shù)純整數(shù)表示方法純整數(shù)表示方法 純小數(shù)表示方法純小數(shù)表示方法數(shù)符數(shù)符尾數(shù)尾數(shù)其格式如下所示:其格式如下所示:l 浮點表示法浮點表示法中小數(shù)點的位置是不固定的。任意二進制數(shù)N一般可表示為:N=2PS一個浮點數(shù)分為階碼和尾數(shù)兩部分,二者各有表示正負的階符和數(shù)符,常用存儲格式:階符階碼數(shù)符尾數(shù)n在微計算機中常用的浮點數(shù)表示有:在微計算機中常用的浮點數(shù)表示有:n(1四字節(jié)浮點數(shù)格式如圖四字節(jié)浮點數(shù)格式如圖1-2所示),它由所示),它由一個字節(jié)指數(shù)一個字節(jié)指數(shù)EXP)、三個字節(jié)尾數(shù)構(gòu)成,共)、三個字節(jié)尾數(shù)構(gòu)成,共用四

13、個存儲單元。用四個存儲單元。 n(2三字節(jié)浮點數(shù)格式如圖三字節(jié)浮點數(shù)格式如圖1-3所示)。所示)。圖1-2 四字節(jié)浮點數(shù)格式 D7 D6 D0第一字節(jié)第二字節(jié)第三字節(jié)第四字節(jié)階符Pf階碼 數(shù)符S f尾數(shù)高字節(jié)尾數(shù)中字節(jié)尾數(shù)低字節(jié) 圖1-3 三字節(jié)浮點數(shù)格式 第一字節(jié)第二字節(jié)第三字節(jié) 數(shù)符Sf階符Pf階碼尾數(shù)高字節(jié)尾數(shù)低字節(jié)D7 D6 D5D0 返回本節(jié)1.4.7 計算機常用編碼計算機常用編碼 n常見的編碼有常見的編碼有BCD碼、碼、ASCII碼等。碼等。n1二二 十進制編碼十進制編碼n是一種用二進制編碼的十進制數(shù),稱是一種用二進制編碼的十進制數(shù),稱BCD碼。碼。BCD碼用標準的碼用標準的8421的純二進制碼的十六個狀態(tài)的純二進制碼的十六個狀態(tài)中的十個如表中的十個如表1-2所示)。所示)。n用用BCD碼表示十進制數(shù),只要將每位十進制數(shù)用碼表示十進制數(shù),只要將每位十進制數(shù)用適當?shù)乃奈欢M制碼代替即可。適當?shù)乃奈欢M制碼代替即可。表1-2 BCD編碼 2字母和符號的編碼字母和符號

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