第一章 单片微机基础知识

1一、简介计算机的发展经历了四个发展阶段：§1-1单片机概述集成电路电子管晶体管大规模集成电路计算机的发展方向：一是向高档机方向发展，高速、高性能二是向微型化方向发展，可靠、价廉、体积小单片机是计算机微型化发展的一个分支，其含义：●单片微型计算机SCM（Singlechipmicrocomputer)2●微控制器（Microcontroller)，简写为MCUMicrocontrollerUnit●嵌入式单片机（EmbeddedMicrocontroller)定义：单片机是由微型计算机（PC机）发展而来，把CPU、存储器、I/O接口电路集成在一块芯片上，具有存储、运算、输入输出功能的计算机。二、单片机的发展历程经历了4位机、8位低档机、8位高档机、16位机等●4位机——1975年由美国Taxas仪器公司推出，主要用于仪表方面。●低档8位机——1976～1978年由Intel公司开发的MCS-48系列低档8位机，用于工业控制，推广很快3●高档8位机——1978～1983年由Intel公司推出的第二代单片机MCS-51系列高档8位机，应用更广泛。●16位机——1983年Intel公司推出的MCS-96系列16位机，有准16位机8098/8398/8798（内部运算为16位，外部接口为8位）及完全的16位机80C196。●32位机——也在不断出现并投入使用。三、单片机的应用1、工业控制——数控机床，数据采集，测控系统2、智能仪表3、家用电器——模糊控制全自动洗衣机4、电信产品——手机，通信产品返回4一、数制及转换计数的进位制，计数方法用不同的基数作为计数的体制，有十进制，二进制等§1-2数制和码制1、十进制（Decimal)以10为基数，用0、1、2……9表示，逢十进一，如：1275=1×103+2×102+7×101+5×100上式叫按权展开式2、二进制（Binary)以2为基数，用0、1两个数码表示，逢二进一10011B=1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=19十进制转换为二进制用“除2取余逆排法”53、十六进制（Hexadecimal)用0、1……9、A、B、C、D、E、F表示，逢十六进一1个16进制数写成4位2进制数，叫“一拉四”4E6H=010011100110B反过来，4位2进制数写成1位16进制数，叫“四合一”101011110011B=AF3H16进制数是2进制数的缩写，要注意后缀标识16进制与10进制之间的转换通过2进制进行：（十六进制数）（十进制数）二进制数6二、带符号数的表示计算机中符号是如何处理的？用数据的最高位作符号位，该位为0表示正，1为负无符号数有符号数8位数据表示数的范围：00H～7FH，表示正数+0～+12780H～FFH，表示负数-0～-12716位数据表示数的范围：0000H～7FFFH，+0～+327678000H～FFFFH，-0～-32767D7D6D5D4D3D2D1D0符号位数值位例如：+74=01001010B=4AH-74=11001010B=CAH7三、原码、反码、补码1、原码真值的概念X=+5=+0000101BX=-5=-0000101B由真值求原码[X]原=[±5]原=00000101B10000101B2、反码如：[-24]反=[10011000B]反=11100111B正数的反码=原码负数的反码=符号位不变，其它位按位求反3、补码如：[-24]补=[-24]反+1=11100111B+1=11101000B正数的补码=原码负数的补码=反码+18在计算机中，带符号数一般用补码表示，且运算结果也用补码表示，符号数字化了，符号位参加运算。例：35–24=11用减法00100011B35-00011000B24————————————————00001011B11用加法00100011B35+11101000B[-24]补——————————————————100001011B11自然丢失11111011B[-5]补+11111001B[-7]补——————————————————111110100B补码求：-5+（-7）=-12结果为补码，求原码：10001011B+1=10001100=-129结果为负数时，将结果的数值部分按位求反+1，求得原码，即结果求补。计算机中只能使用二进制数，所有在计算机中使用的字符和数字都要用特定的二进制编码表示，编码方法很多，常用的有ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）和BCD码。四、BCD码（BinaryCodedDecimal)1、BCD码的概念用四位二进制数表示一个十进制数码的编码方法，称为二-十进制码，即BCD码。BCD码表示的数叫BCD数，即二进制编码的十进制数。常用8421BCD码：十进制数0123456789BCD码000000010010001101000101011001111000100110注意BCD数与二进制数的差别：（45）BCD=01000101B=45H（45）2=00101101B=2DHD7D6D5D4D3D2D1D01286432168421请熟记8位二进制数各位的权重：2、BCD码的运算BCD码运算时，每组4位二进制数之间应是“逢十进一”，但计算机只按二进制运算，进位规则4位一组是“逢十六进一”，这样结果会出错，如何解决？低位BCD码向高位BCD码有进位或本位9，则在该位+6调整。11例：用BCD码表示并运算47+35=8201000111B47+00110101B3501111100B7CH————————————————+0110B6个位9，+6调整————————————————10000010B82例：用BCD码表示并运算81+98=17910000001B81+10011000B98100011001B119————————————————+01100000B60H十位有进位，+6调整————————————————————000101111001B179减法运算时，有借位或9，则-6调整。12例：用BCD码表示并运算34–9=2500110100B34-00001001B900101011B2BH————————————————-0110B6个位有借位，-6调整————————————————00100101B25在51单片机指令中，有专门的十进制调整指令：DAA注意只用于BCD码加法运算，不能用于减法运算。这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成：多板机主板内存条CPUCPUCPU芯片内存条存储器芯片输入输出接口芯片定时计数器芯片A/D、D/A芯片单板机印刷电路板单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口单片机161718行列0000010100111001011101110000NULDLESP0@P、p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2”2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB’7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+；K[k{1100FFFS，＜L\l¦1101CRGS－=M]m}1110SORS·＞N↑n～1111SIUS/？O_oDEL八位二进制数所能表示的数据范围机器数无符号数原码反码补码000000000+0+0+0000000011+1+1+1.....01111111127+127+127+12710000000128-0-127-12810000001129-1-126-127..........11111110254-126-1-211111111255-127-0-120本章结束!结束