單片機(jī)原理及應(yīng)用單片微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、第第1 1章章 單片微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)單片微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 理解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成理解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成 了解單片機(jī)的發(fā)展概況、應(yīng)用特點(diǎn)及主流產(chǎn)品了解單片機(jī)的發(fā)展概況、應(yīng)用特點(diǎn)及主流產(chǎn)品 理解單片機(jī)的各種應(yīng)用形態(tài)理解單片機(jī)的各種應(yīng)用形態(tài) 了解單片機(jī)系統(tǒng)中使用計(jì)算機(jī)語言的基本知識(shí)了解單片機(jī)系統(tǒng)中使用計(jì)算機(jī)語言的基本知識(shí) 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn) mcs-51系列單片機(jī)的分類和性能系列單片機(jī)的分類和性

2、能 常用名詞術(shù)語等基礎(chǔ)知識(shí)常用名詞術(shù)語等基礎(chǔ)知識(shí) 單片機(jī)的發(fā)展概況、應(yīng)用特點(diǎn)及主流產(chǎn)品單片機(jī)的發(fā)展概況、應(yīng)用特點(diǎn)及主流產(chǎn)品 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 1.1.1

3、什么是單片機(jī)什么是單片機(jī) 把微型計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器（把微型計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器（cpucpu）、存儲(chǔ)器、輸入）、存儲(chǔ)器、輸入/ /輸輸 出接口、定時(shí)器出接口、定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等多種資源集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上，使計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等多種資源集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上，使 得一塊集成電路芯片就能構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。這種集成電路芯片被得一塊集成電路芯片就能構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。這種集成電路芯片被 稱為單片微型計(jì)算機(jī)（稱為單片微型計(jì)算機(jī)（single chip microcomputersingle chip microcomputer），簡(jiǎn)稱單片機(jī)。），簡(jiǎn)稱

4、單片機(jī)。 從其組成、邏輯功能上來看，單片機(jī)都具備了微機(jī)系統(tǒng)的基本部件。但從其組成、邏輯功能上來看，單片機(jī)都具備了微機(jī)系統(tǒng)的基本部件。但 是需要指出的是，單片機(jī)畢竟還只是一個(gè)芯片，只有在配置了應(yīng)用系統(tǒng)所需是需要指出的是，單片機(jī)畢竟還只是一個(gè)芯片，只有在配置了應(yīng)用系統(tǒng)所需 的接口芯片、輸入的接口芯片、輸入/ /輸出設(shè)備等，才可以構(gòu)成實(shí)用的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。輸出設(shè)備等，才可以構(gòu)成實(shí)用的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 1.1.2 單片機(jī)發(fā)展歷程及產(chǎn)品近況單片機(jī)發(fā)展歷程及產(chǎn)品近況 197

5、6 1976年，年，intelintel公司推出了公司推出了mcs-48mcs-48系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)早期產(chǎn)品在芯系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)早期產(chǎn)品在芯 片內(nèi)集成了片內(nèi)集成了8 8位位cpucpu、1kb1kb程序存儲(chǔ)器（程序存儲(chǔ)器（romrom）、）、64b64b數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ramram）、）、2727根根i/oi/o 線和線和1 1個(gè)個(gè)8 8位定時(shí)位定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 此階段的主要特點(diǎn)是：在單個(gè)芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)了此階段的主要特點(diǎn)是：在單個(gè)芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)了cpucpu、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、i/oi/o接口、定時(shí)接口、定時(shí)/ / 計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時(shí)鐘等部件的集成。但存儲(chǔ)器容量較小，

6、尋址范圍?。ú淮笥?jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時(shí)鐘等部件的集成。但存儲(chǔ)器容量較小，尋址范圍小（不大 于于4kb4kb），無串行接口，指令系統(tǒng)功能不強(qiáng)。），無串行接口，指令系統(tǒng)功能不強(qiáng)。 1單芯片微機(jī)形成階段單芯片微機(jī)形成階段 單片機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速，產(chǎn)品琳瑯滿目?？v觀整個(gè)單片機(jī)技術(shù)發(fā)展過單片機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速，產(chǎn)品琳瑯滿目?？v觀整個(gè)單片機(jī)技術(shù)發(fā)展過 程，可以分為以下程，可以分為以下3 3個(gè)主要階段：個(gè)主要階段： 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 1980 1980年，年，intelintel公司推出公司推出

7、mcs-51mcs-51系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)在芯片內(nèi)集成系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)在芯片內(nèi)集成 了了8 8位位cpucpu、4 kb4 kb程序存儲(chǔ)器（程序存儲(chǔ)器（romrom）、）、128b128b數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ramram）、）、4 4個(gè)個(gè)8 8位并行位并行 接口、接口、1 1個(gè)全雙工串行接口、個(gè)全雙工串行接口、2 2個(gè)個(gè)1616位定時(shí)位定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器，尋址范圍為計(jì)數(shù)器，尋址范圍為64kb64kb，并集成，并集成 有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器（完成位處理功能）。有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器（完成位處理功能）。 此階段的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)體系完善，性能已大大提高，面向控制的特此階段的

8、主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)體系完善，性能已大大提高，面向控制的特 點(diǎn)進(jìn)一步突出。現(xiàn)在，點(diǎn)進(jìn)一步突出?，F(xiàn)在，mcs-51mcs-51已成為公認(rèn)的單片機(jī)的經(jīng)典機(jī)型。已成為公認(rèn)的單片機(jī)的經(jīng)典機(jī)型。 2性能完善提高階段性能完善提高階段 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 1982 1982年，年，intelintel公司推出公司推出mcs-96mcs-96系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)在芯片內(nèi)集系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)在芯片內(nèi)集 成了成了1616位位cpucpu、8 kb8 kb程序存儲(chǔ)器（程序存儲(chǔ)器（romrom）、）

9、、232 b232 b數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ramram）、）、5 5個(gè)個(gè)8 8位位 并行接口、并行接口、1 1個(gè)全雙工串行接口、個(gè)全雙工串行接口、2 2個(gè)個(gè)1616位定時(shí)位定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器。尋址范圍最大為計(jì)數(shù)器。尋址范圍最大為64kb64kb， 片上還有片上還有8 8路路1010位位adcadc、1 1路路pwmpwm（d/ad/a）輸出及高速）輸出及高速i/oi/o部件等。部件等。 此階段的主要特點(diǎn)是：片內(nèi)面向測(cè)控系統(tǒng)外圍電路增強(qiáng)，使單片機(jī)可此階段的主要特點(diǎn)是：片內(nèi)面向測(cè)控系統(tǒng)外圍電路增強(qiáng)，使單片機(jī)可 以方便靈活地用于復(fù)雜的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)及設(shè)備。至此，以方便靈活地用于復(fù)雜的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)及設(shè)

10、備。至此，“微控制器微控制器”的稱謂的稱謂 更能反映單片機(jī)的本質(zhì)。更能反映單片機(jī)的本質(zhì)。 3微控制器化階段微控制器化階段 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 隨著微電子設(shè)計(jì)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)日新月異。隨著微電子設(shè)計(jì)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)日新月異。 單片機(jī)產(chǎn)品近況可以歸納為以下兩個(gè)方面。單片機(jī)產(chǎn)品近況可以歸納為以下兩個(gè)方面。 （1 1）80518051系列單片機(jī)種類繁多，主流地位已經(jīng)形成。近年來推出與系列單片機(jī)種類繁多，主流地位已經(jīng)形成。近年來推出與80

11、518051兼容兼容 的主要產(chǎn)品有：的主要產(chǎn)品有： atmel公司融入公司融入flash存儲(chǔ)器技術(shù)推出的存儲(chǔ)器技術(shù)推出的at89系列單片機(jī)；系列單片機(jī)； philips公司推出的公司推出的p80c、p87c系列高性能單片機(jī)；系列高性能單片機(jī)； winbond公司推出的公司推出的w78c51、w77c51系列高速低價(jià)單片機(jī)；系列高速低價(jià)單片機(jī)； adi公司推出的公司推出的aduc8系列高精度系列高精度adc單片機(jī)；單片機(jī)； lg公司推出的公司推出的gms90/97系列低壓高速單片機(jī)；系列低壓高速單片機(jī)； maxim公司推出的公司推出的ds89c420高速（高速（50mips）單片機(jī)；）單片機(jī)；

12、cygnal公司推出的公司推出的c8051f系列高速系列高速soc單片機(jī)等。單片機(jī)等。 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 （2 2）非）非805l805l結(jié)構(gòu)單片機(jī)不斷推出，給用戶提供了更為廣泛的選擇空間結(jié)構(gòu)單片機(jī)不斷推出，給用戶提供了更為廣泛的選擇空間 在在80518051及其兼容產(chǎn)品流行的同時(shí)，一些單片機(jī)芯片生產(chǎn)廠商也推出了一些非及其兼容產(chǎn)品流行的同時(shí)，一些單片機(jī)芯片生產(chǎn)廠商也推出了一些非 80518051結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，影響較大的有：結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，影響較大的有： intel公司推出公司推出mcs

13、-96系列系列16位單片機(jī)；位單片機(jī)； microchip公司推出公司推出pic系列系列risc單片機(jī)；單片機(jī)； ti公司推出公司推出msp430f系列系列16位低電壓、低功耗單片機(jī)；位低電壓、低功耗單片機(jī)； atmel公司推出公司推出avr系列系列risc單片機(jī)。單片機(jī)。 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種的方向發(fā)展，但由于目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種的方向發(fā)展，但由于mcs-51mcs-51系列系列 的的8 8位單片機(jī)仍能滿足絕大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的需要，所以位單片機(jī)仍能滿足絕大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的需要，所以mcs-51mcs-51系列單片系列單片 機(jī)，現(xiàn)在及以后的相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)仍然將占據(jù)單片機(jī)應(yīng)用

14、的主導(dǎo)地位。機(jī)，現(xiàn)在及以后的相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)仍然將占據(jù)單片機(jī)應(yīng)用的主導(dǎo)地位。 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 1.1.3 單片機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)單片機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) 1單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)的應(yīng)用極為廣泛，已深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)各個(gè)行業(yè)的技術(shù)單片機(jī)的應(yīng)用極為廣泛，已深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)各個(gè)行業(yè)的技術(shù) 改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著積極的推動(dòng)作用。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著積極的推動(dòng)作用。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè) 方面：方面： （1

15、1）生產(chǎn)自動(dòng)化）生產(chǎn)自動(dòng)化 （2 2）實(shí)時(shí)測(cè)控）實(shí)時(shí)測(cè)控 （3 3）智能化產(chǎn)品）智能化產(chǎn)品 （4 4）智能化儀表）智能化儀表 （5 5）信息通信技術(shù)）信息通信技術(shù) （6 6）科學(xué)研究）科學(xué)研究 （7 7）國(guó)防現(xiàn)代化）國(guó)防現(xiàn)代化 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 圖1-1 單片機(jī)典型應(yīng)用系統(tǒng) 2單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn) （1 1）面向控制的應(yīng)用）面向控制的應(yīng)用 （2 2）在線應(yīng)用）在線應(yīng)用 （3 3）嵌入式應(yīng)用）嵌入式應(yīng)用 3單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 單片機(jī)典型應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成單片機(jī)典型

16、應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成 如圖如圖1-11-1所示。所示。 一個(gè)具有測(cè)控功能的單片機(jī)典 型應(yīng)用系統(tǒng)通常由單片機(jī)、片外程 序存儲(chǔ)器（rom）、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器（ram）、擴(kuò)展輸入/輸出接口 （i/o接口）以及系統(tǒng)工作過程中進(jìn) 行人工干預(yù)和輸出結(jié)果的人機(jī)對(duì)話 通道等組成。 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 4單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) （1 1）微型化）微型化 （2 2）低功耗）低功耗 （3 3）高速化）高速化 （4 4）集成更多資源）集成更多資源 （5 5）通信及網(wǎng)絡(luò)功能加強(qiáng)）通信及網(wǎng)絡(luò)功能加強(qiáng) （6

17、 6）專用型單片機(jī)發(fā)展加快）專用型單片機(jī)發(fā)展加快 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1.4 mcs-51系列單片機(jī)的分類系列單片機(jī)的分類 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 型型 號(hào)號(hào)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ram/bi/o口線口線定時(shí)器定時(shí)器/個(gè)個(gè)位位中斷源中斷源晶振晶振/mhz 805l 子系列子系列 8031rom less128322165212 80514kb rom128322165212 87514kb eprom128322165212 80c51 子系列子系列 80c31rom less128322165

18、212 80c514kb rom128322165212 87c514kb eprom128322165212 8052 子系列子系列 8032 rom less256323166212 80528kb rom256323166212 87528kb eprom256323166212 80c52 子系列子系列 80c32rom less256323166212 80c528kb rom256323166212/24 87c528kb eprom256323166212/24 1mcs-51系列系列 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1

19、.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 說明： 該系列單片機(jī)的生產(chǎn)工藝有兩種：在產(chǎn)品型號(hào)中凡不帶有字母該系列單片機(jī)的生產(chǎn)工藝有兩種：在產(chǎn)品型號(hào)中凡不帶有字母“c”c”的的 為為hmoshmos芯片，帶有字母芯片，帶有字母“c”c”的為的為chmoschmos芯片。芯片。hmoshmos芯片的電平與芯片的電平與ttlttl電平兼容，電平兼容， 而而chmoschmos芯片的電平既與芯片的電平既與ttlttl電平兼容，又與電平兼容，又與cmoscmos電平兼容。所以在單片機(jī)應(yīng)電平兼容。所以在單片機(jī)應(yīng) 用系統(tǒng)中應(yīng)盡量采用用系統(tǒng)中應(yīng)盡量采用chmoschmos工藝的芯片。工藝的芯片。 在功能上該系列單

20、片機(jī)有在功能上該系列單片機(jī)有基本型基本型和和增強(qiáng)型增強(qiáng)型兩大類，通常以芯片型號(hào)兩大類，通常以芯片型號(hào) 的末位數(shù)字來區(qū)分。末位數(shù)字為的末位數(shù)字來區(qū)分。末位數(shù)字為“1”1”的型號(hào)為基本型，如的型號(hào)為基本型，如8031/8051/87518031/8051/8751、 80c31/80c51/87c5180c31/80c51/87c51等。末位數(shù)字為等。末位數(shù)字為“2”2”的型號(hào)為增強(qiáng)型，如的型號(hào)為增強(qiáng)型，如 8032/8052/87528032/8052/8752、80c32/80c52/87c5280c32/80c52/87c52等。等。 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理

21、與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.1 單片機(jī)的發(fā)展概況單片機(jī)的發(fā)展概況 80c51 80c51是是mcs-51mcs-51系列單片機(jī)中系列單片機(jī)中chmoschmos工藝的一個(gè)典型品種。其他廠工藝的一個(gè)典型品種。其他廠 商以商以80518051為基核開發(fā)出的為基核開發(fā)出的chmoschmos工藝單片機(jī)產(chǎn)品也統(tǒng)稱為工藝單片機(jī)產(chǎn)品也統(tǒng)稱為80c5180c51系列。市面系列。市面 上常見的與上常見的與mcs-51mcs-51系列單片機(jī)兼容的有系列單片機(jī)兼容的有atmelatmel公司的公司的at89at89系列單片機(jī)。其系列單片機(jī)。其 典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品at89c51at89c51、at89c5

22、2at89c52、at89c2051at89c2051、at89c4051at89c4051等不但與等不但與80518051單片單片 機(jī)軟、硬件完全兼容，還融入了機(jī)軟、硬件完全兼容，還融入了flashflash存儲(chǔ)器技術(shù)，這使得用戶在開發(fā)調(diào)存儲(chǔ)器技術(shù)，這使得用戶在開發(fā)調(diào) 試時(shí)更為方便。除此之外，還有試時(shí)更為方便。除此之外，還有philipsphilips、winbondwinbond、dallasdallas、siemenssiemens等等 公司的許多產(chǎn)品。雖然這些產(chǎn)品在某些方面有一些差異，但基本結(jié)構(gòu)是相公司的許多產(chǎn)品。雖然這些產(chǎn)品在某些方面有一些差異，但基本結(jié)構(gòu)是相 同的，從而奠定了同的，

23、從而奠定了80c5180c51的主流產(chǎn)品地位。的主流產(chǎn)品地位。 280c51系列系列 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 1.2.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 計(jì)數(shù)制或進(jìn)位制計(jì)數(shù)制或進(jìn)位制, ,常用的十進(jìn)制，還有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十二進(jìn)制等。常用的十進(jìn)制，還有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十二進(jìn)制等。 （1 1）二進(jìn)制：由數(shù)字符號(hào)）二進(jìn)制：由數(shù)字符號(hào)0 0、1 1構(gòu)成，逢構(gòu)成，逢2 2進(jìn)進(jìn)1 1。 （2 2）八進(jìn)制：由數(shù)字符號(hào)）八進(jìn)制：由數(shù)字符號(hào)0 07 7構(gòu)成，逢構(gòu)成，逢8 8進(jìn)進(jìn)1 1。

24、（3 3）十進(jìn)制：由數(shù)字符號(hào)）十進(jìn)制：由數(shù)字符號(hào)0 09 9構(gòu)成，逢構(gòu)成，逢1010進(jìn)進(jìn)1 1。 （4 4）十六進(jìn)制：由數(shù)字符號(hào)）十六進(jìn)制：由數(shù)字符號(hào)0 09 9和字母和字母a af f構(gòu)成，逢構(gòu)成，逢1616進(jìn)進(jìn)1 1。 1. 進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 1 1十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 需要對(duì)其整數(shù)和小數(shù)部分分別需要對(duì)其整數(shù)和小數(shù)部分分別 處理進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理進(jìn)行轉(zhuǎn)換 （1 1）十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制）十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 整數(shù)的方法是：用

25、整數(shù)的方法是：用2 2不斷地去除不斷地去除 要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)，直至商為要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)，直至商為0 0。 每次所得的余數(shù)即為二進(jìn)制數(shù)每次所得的余數(shù)即為二進(jìn)制數(shù) 位，最初得到的余數(shù)是二進(jìn)制位，最初得到的余數(shù)是二進(jìn)制 整數(shù)的最低位。這就是所謂的整數(shù)的最低位。這就是所謂的 “除以除以2 2取余，逆序排列取余，逆序排列”法。法。 2. 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 （2 2）十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二）十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二 進(jìn)制小數(shù)的方法是：用進(jìn)制小數(shù)的方法是：用2 2不

26、不 斷地去乘要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制斷地去乘要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制 小數(shù)，直至乘積的小數(shù)部小數(shù)，直至乘積的小數(shù)部 分為分為0 0或達(dá)到要求的精度為或達(dá)到要求的精度為 止。每次所得的整數(shù)部分止。每次所得的整數(shù)部分 即為二進(jìn)制數(shù)位，最初得即為二進(jìn)制數(shù)位，最初得 到的整數(shù)是二進(jìn)制小數(shù)的到的整數(shù)是二進(jìn)制小數(shù)的 最高位。這就是所謂的最高位。這就是所謂的 “乘乘2 2取整，順序排列取整，順序排列”法。法。 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 2 2二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，

27、只需按位權(quán)展開求累加和即可。將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，只需按位權(quán)展開求累加和即可。 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 3 3二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)比較容易，具體方法如下：二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)比較容易，具體方法如下： 把二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界向左向右每把二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界向左向右每4 4位分成一組，不足位分成一組，不足4 4位位 的以的以0 0補(bǔ)齊。補(bǔ)齊。 把每組把每組4 4位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成1 1位的十六進(jìn)制數(shù)。位的十六進(jìn)制數(shù)。 按從左到右的次序?qū)懗鲛D(zhuǎn)

28、換結(jié)果。按從左到右的次序?qū)懗鲛D(zhuǎn)換結(jié)果。 【例【例1.4】把二進(jìn)制數(shù)】把二進(jìn)制數(shù)10110011.0101111轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。 解：分組：解：分組：1011 0011. 0101 1110 轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換： b 3 5 e 因此：因此：(10110011.0101111)2(b3.5e)16 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法更簡(jiǎn)單，只需從左到右把每十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法更簡(jiǎn)單，只需從左到右把每 位十六進(jìn)制數(shù)寫成相應(yīng)的位十六進(jìn)制數(shù)寫成相應(yīng)的4 4位二進(jìn)制數(shù)，并把結(jié)果寫在一起即可。位二進(jìn)制數(shù)，并把結(jié)果寫在一起即可。 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 中國(guó)鐵道出

29、版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 應(yīng)當(dāng)熟記的一張表格應(yīng)當(dāng)熟記的一張表格 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 4 4數(shù)的書寫方法數(shù)的書寫方法 計(jì)算機(jī)中經(jīng)常使用的數(shù)的書寫方法有二進(jìn)制（后綴計(jì)算機(jī)中經(jīng)常使用的數(shù)的書寫方法有二進(jìn)制（后綴b b， binarybinary）、八進(jìn)制（后綴，）、八進(jìn)制（后綴，octaloctal或或q q，因與，因與0 0容易混淆，所以書寫容易混淆，所以書寫 印刷為印刷為q q）、十進(jìn)制（后綴）、十進(jìn)制（后綴d d，de

30、cimaldecimal，或者不要后綴）和十六進(jìn)制，或者不要后綴）和十六進(jìn)制 （后綴（后綴h h，hexhex）。）。 例：例：1010b1010b 表示二進(jìn)制數(shù)。表示二進(jìn)制數(shù)。 5703q 5703q 表示八進(jìn)制數(shù)。表示八進(jìn)制數(shù)。 2048d 2048d 表示十進(jìn)制數(shù)。表示十進(jìn)制數(shù)。 0a30bh 0a30bh 表示十六進(jìn)制數(shù)（在匯編語言程序中由字表示十六進(jìn)制數(shù)（在匯編語言程序中由字 母母a af f開頭的十六進(jìn)制數(shù)前需要添加開頭的十六進(jìn)制數(shù)前需要添加0 0）。 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第

31、1 1章章 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 1.2.2 機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù) 1.1.進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 在計(jì)算機(jī)中對(duì)于符號(hào)數(shù)有不同的編碼方式，通常采用兩種編碼方在計(jì)算機(jī)中對(duì)于符號(hào)數(shù)有不同的編碼方式，通常采用兩種編碼方 式：原碼、補(bǔ)碼。式：原碼、補(bǔ)碼。 1 1原碼原碼 最高位為符號(hào)位（正數(shù)為最高位為符號(hào)位（正數(shù)為0 0，負(fù)數(shù)為，負(fù)數(shù)為1 1），其他位為數(shù)值位。），其他位為數(shù)值位。 2 2補(bǔ)碼補(bǔ)碼 正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼則是符號(hào)位取正

32、數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼則是符號(hào)位取1 1，數(shù)值位逐位，數(shù)值位逐位 取反，末位加取反，末位加1 1。 3 3補(bǔ)碼數(shù)的表示范圍補(bǔ)碼數(shù)的表示范圍 當(dāng)當(dāng)n n8 8時(shí)數(shù)的表示范圍是：時(shí)數(shù)的表示范圍是：-128n+127-128n+127。超出為溢出。超出為溢出 當(dāng)當(dāng)n n1616時(shí)數(shù)的表示范圍是：時(shí)數(shù)的表示范圍是：-32768n+32767-32768n+32767。超出為溢出。超出為溢出 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.2.3 常用名詞術(shù)語及字符的表示常用名詞術(shù)語及字符的表示 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 （

33、1 1）位（）位（bitbit） 位是指一個(gè)二進(jìn)制位，它是計(jì)算機(jī)中信息存儲(chǔ)的最小單位，用位是指一個(gè)二進(jìn)制位，它是計(jì)算機(jī)中信息存儲(chǔ)的最小單位，用bitbit表示。表示。 （2 2）字節(jié)（）字節(jié)（b b） 字節(jié)指相鄰的字節(jié)指相鄰的8 8個(gè)二進(jìn)制位，通常存儲(chǔ)器是以字節(jié)為單位存儲(chǔ)信息的。個(gè)二進(jìn)制位，通常存儲(chǔ)器是以字節(jié)為單位存儲(chǔ)信息的。 字節(jié)用字節(jié)用b b表示。表示。 （3 3）字（）字（wordword）及字長(zhǎng)）及字長(zhǎng) 一個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長(zhǎng)。在一般的微機(jī)中定義一個(gè)字長(zhǎng)一個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長(zhǎng)。在一般的微機(jī)中定義一個(gè)字長(zhǎng) 為為2 2個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)。字用字用w w表示。表示。 1常用的名

34、詞術(shù)語常用的名詞術(shù)語 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 計(jì)算機(jī)在處理信息時(shí)，有時(shí)需要處理字符或字符串，例如從鍵盤輸入的信息計(jì)算機(jī)在處理信息時(shí)，有時(shí)需要處理字符或字符串，例如從鍵盤輸入的信息 或打印的信息都是以字符方式處理的，因此，計(jì)算機(jī)必須能用二進(jìn)制數(shù)表示字符?；虼蛴〉男畔⒍际且宰址绞教幚淼模虼?，計(jì)算機(jī)必須能用二進(jìn)制數(shù)表示字符。 計(jì)算機(jī)中最常用的字符編碼是美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（計(jì)算機(jī)中最常用的字符編碼是美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（american standard code american standard code for infor

35、mation interchangefor information interchange，asciiascii）。）。asciiascii碼用碼用7 7位二進(jìn)制數(shù)表示字符編碼。位二進(jìn)制數(shù)表示字符編碼。 附錄附錄a a給出了字符的給出了字符的asciiascii碼表。碼表。 1.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法 bcd碼是用碼是用4 4位二進(jìn)制數(shù)表示位二進(jìn)制數(shù)表示1 1位十進(jìn)制整數(shù)。表示的方法有多種，常用的是位十進(jìn)制整數(shù)。表示的方法有多種，常用的是 8421bcd8421bcd碼。碼。 2. ascii碼碼 3. bcd碼碼 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理

36、與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.3.1 單片機(jī)的硬件系統(tǒng)單片機(jī)的硬件系統(tǒng) 1.3 單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng) 在單片機(jī)的應(yīng)用中，需要圍繞單片機(jī)芯片以及擴(kuò)展外部電路和外部芯在單片機(jī)的應(yīng)用中，需要圍繞單片機(jī)芯片以及擴(kuò)展外部電路和外部芯 片、連接輸入和輸出設(shè)備組建一個(gè)能完成特定應(yīng)用功能的硬件組合實(shí)體，片、連接輸入和輸出設(shè)備組建一個(gè)能完成特定應(yīng)用功能的硬件組合實(shí)體， 它能在編制程序的控制下完成預(yù)定的任務(wù)，稱它為單片機(jī)的硬件系統(tǒng)。它能在編制程序的控制下完成預(yù)定的任務(wù)，稱它為單片機(jī)的硬件系統(tǒng)。 它實(shí)際上就是為實(shí)現(xiàn)某一種實(shí)際應(yīng)用所設(shè)計(jì)的，以單片機(jī)芯片為核心而它實(shí)際上就是為實(shí)現(xiàn)某一種實(shí)際應(yīng)用所設(shè)計(jì)的，以單片

37、機(jī)芯片為核心而 組成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)體部分。組成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)體部分。 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用第二版第二版 第第1 1章章 1.3.2 單片機(jī)的軟件系統(tǒng)單片機(jī)的軟件系統(tǒng) 單片機(jī)本身無編制程序的能力，需要借助其他微型計(jì)算機(jī)配之以相應(yīng)的開發(fā)軟件單片機(jī)本身無編制程序的能力，需要借助其他微型計(jì)算機(jī)配之以相應(yīng)的開發(fā)軟件 來進(jìn)行編程。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的編程中有機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言三種編程來進(jìn)行編程。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的編程中有機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言三種編程 方式：方式： （1 1）機(jī)器語言）機(jī)器語言 機(jī)器語言使用二進(jìn)制代碼表示的單片機(jī)指令，用機(jī)

38、器語言構(gòu)成的程序稱為目的程機(jī)器語言使用二進(jìn)制代碼表示的單片機(jī)指令，用機(jī)器語言構(gòu)成的程序稱為目的程 序（機(jī)器碼）。序（機(jī)器碼）。 （2 2）匯編語言）匯編語言 匯編語言是采用容易記憶的英文符號(hào)名（助記符）表示的機(jī)器指令，它是對(duì)機(jī)器匯編語言是采用容易記憶的英文符號(hào)名（助記符）表示的機(jī)器指令，它是對(duì)機(jī)器 語言的改進(jìn)。用匯編語言編程是單片機(jī)應(yīng)用中最常用的編程方式，其編寫的程序稱為語言的改進(jìn)。用匯編語言編程是單片機(jī)應(yīng)用中最常用的編程方式，其編寫的程序稱為 匯編語言源程序。匯編語言源程序。 （3 3）高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言）高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言 高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言接近人類自然語言的語法習(xí)慣，與計(jì)算機(jī)硬件無關(guān)，用戶易于高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言接近人類自然語言的語法習(xí)慣，與計(jì)算機(jī)硬件無關(guān)，用戶易于 學(xué)習(xí)、閱讀、掌握和使用。目前支持學(xué)習(xí)、閱讀、掌握和使用。目前支持mcs-5lmcs-5l單片機(jī)編程的高級(jí)語言有多種，如單片機(jī)編程的高級(jí)語言有多種，如c51c51等。等。 1.3 單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng) 中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道