第一章-微型計算機(jī)基礎(chǔ)

1、 1.1 微型計算機(jī)概述微型計算機(jī)概述1.2 微型計算機(jī)基礎(chǔ)知識微型計算機(jī)基礎(chǔ)知識1.3 單片微型計算機(jī)概述單片微型計算機(jī)概述1.1.1 基本概念基本概念 1.1.2 計算機(jī)基本構(gòu)成計算機(jī)基本構(gòu)成 1.1.3 微型計算機(jī)基本構(gòu)成微型計算機(jī)基本構(gòu)成 1.1.4 微型計算機(jī)的基本工作原理微型計算機(jī)的基本工作原理 1微處理器微處理器 微處理器也可稱為中央處理器微處理器也可稱為中央處理器CPU，它主，它主要由控制器和運算器組成。將控制器和運算器要由控制器和運算器組成。將控制器和運算器集成在同一塊芯片上，這種具有中央處理器功集成在同一塊芯片上，這種具有中央處理器功能的大規(guī)模集成電路器件，被統(tǒng)稱為能的大規(guī)

2、模集成電路器件，被統(tǒng)稱為“微處理微處理器器”。2微型計算機(jī)微型計算機(jī) 微型計算機(jī)由運算器、控制器、存儲器、微型計算機(jī)由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。3單片機(jī)單片機(jī) 把微型計算機(jī)集成在一個芯片上即構(gòu)成單把微型計算機(jī)集成在一個芯片上即構(gòu)成單片微型計算機(jī)，簡稱單片機(jī)。片微型計算機(jī)，簡稱單片機(jī)。4單板機(jī)單板機(jī) 單板機(jī)是將單板機(jī)是將CPU、存儲器、存儲器、I/O接口、中斷接口、中斷系統(tǒng)等集中在同一塊電路板上。系統(tǒng)等集中在同一塊電路板上。5微型計算機(jī)系統(tǒng)微型計算機(jī)系統(tǒng) 由微型計算機(jī)配以相應(yīng)的外圍設(shè)備及其他由微型計算機(jī)配以相應(yīng)的外圍設(shè)備及其他專用電路

3、、電源、面板、機(jī)架以及足夠的軟件專用電路、電源、面板、機(jī)架以及足夠的軟件構(gòu)成的系統(tǒng)叫做微型計算機(jī)系統(tǒng)。構(gòu)成的系統(tǒng)叫做微型計算機(jī)系統(tǒng)。6微型計算機(jī)開發(fā)系統(tǒng)微型計算機(jī)開發(fā)系統(tǒng) 微型計算機(jī)開發(fā)系統(tǒng)是一種具有專門用途的微型計算機(jī)開發(fā)系統(tǒng)是一種具有專門用途的微型計算機(jī)系統(tǒng)，用來開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，微型計算機(jī)系統(tǒng)，用來開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，是單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試的工具。是單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試的工具。 7半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器 半導(dǎo)體存儲器是一種以半導(dǎo)體電路作為存儲半導(dǎo)體存儲器是一種以半導(dǎo)體電路作為存儲媒體的存儲器，按其功能分可分為只讀存儲器媒體的存儲器，按其功能分可分為只讀存儲器（ROM）和隨機(jī)存儲器）和隨機(jī)

4、存儲器(RAM)1硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 典型的計算機(jī)硬件有五大部分組成，即控典型的計算機(jī)硬件有五大部分組成，即控制器、運算器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備制器、運算器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。圖1-1 計算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)框圖 （1）運算器）運算器運算器是對信息進(jìn)行處理和運算的部件。運算器是對信息進(jìn)行處理和運算的部件。經(jīng)常進(jìn)行的運算是算術(shù)運算和邏輯運算經(jīng)常進(jìn)行的運算是算術(shù)運算和邏輯運算 。核心。核心是加法器。還有若干個通用寄存器或累加寄存是加法器。還有若干個通用寄存器或累加寄存器，用來暫存操作數(shù)和運算結(jié)果。器，用來暫存操作數(shù)和運算結(jié)果。 （2）控制器）控制器 控制器是整個計算機(jī)的指揮中心，它的主控制器

5、是整個計算機(jī)的指揮中心，它的主要功能是按照指令預(yù)先確定的操作步驟，控制要功能是按照指令預(yù)先確定的操作步驟，控制整個計算機(jī)的各部件有條不紊地自動工作。整個計算機(jī)的各部件有條不紊地自動工作。 （3）存儲器）存儲器 存儲器是用來存放程序和數(shù)據(jù)的部件，它存儲器是用來存放程序和數(shù)據(jù)的部件，它是一個記憶裝置，也是計算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)是一個記憶裝置，也是計算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)“存儲存儲程序控制程序控制”的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。（4）輸入設(shè)備）輸入設(shè)備 輸入設(shè)備的任務(wù)是把人們編好的程序和原始輸入設(shè)備的任務(wù)是把人們編好的程序和原始數(shù)據(jù)送到計算機(jī)中去，并且將它們轉(zhuǎn)換成計算數(shù)據(jù)送到計算機(jī)中去，并且將它們轉(zhuǎn)換成計算機(jī)內(nèi)部所能識別和接收的信

6、息方式。按輸入信機(jī)內(nèi)部所能識別和接收的信息方式。按輸入信息的形態(tài)可分為字符輸入、圖形輸入、圖像輸息的形態(tài)可分為字符輸入、圖形輸入、圖像輸入及語音輸入等。入及語音輸入等。（5）輸出設(shè)備）輸出設(shè)備 輸出設(shè)備的任務(wù)是將計算機(jī)的處理結(jié)果以人輸出設(shè)備的任務(wù)是將計算機(jī)的處理結(jié)果以人或其他設(shè)備所能接受的形式送出計算機(jī)。目前或其他設(shè)備所能接受的形式送出計算機(jī)。目前最常用的輸出設(shè)備是打印機(jī)、顯示器等。最常用的輸出設(shè)備是打印機(jī)、顯示器等。 2軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 計算機(jī)軟件一般分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩計算機(jī)軟件一般分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。系統(tǒng)軟件如操作系統(tǒng)、診斷程序、編譯程序類。系統(tǒng)軟件如操作系統(tǒng)、診斷程序、編譯

7、程序、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理程序等。它與具體、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理程序等。它與具體的應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)。應(yīng)用軟件是面向用戶應(yīng)用的功的應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)。應(yīng)用軟件是面向用戶應(yīng)用的功能軟件，專門解決某個應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)。能軟件，專門解決某個應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)。圖圖1-2 計算機(jī)軟件系統(tǒng)計算機(jī)軟件系統(tǒng) 微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點是含有微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點是含有CPU，且采用，且采用總線結(jié)構(gòu)。所謂總線是指連接多個部件的公共信總線結(jié)構(gòu)。所謂總線是指連接多個部件的公共信息通路。按照在總線上傳送信息的內(nèi)容，可分為息通路。按照在總線上傳送信息的內(nèi)容，可分為數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB、地址總線、地址總線AB和控制總線和控制

8、總線CB。 圖圖1-3 微型計算機(jī)的典型結(jié)構(gòu)微型計算機(jī)的典型結(jié)構(gòu) 微型計算機(jī)是通過按順序執(zhí)行存儲器中的程序而微型計算機(jī)是通過按順序執(zhí)行存儲器中的程序而工作的，下面結(jié)合一個例子說明微機(jī)的工作過程：工作的，下面結(jié)合一個例子說明微機(jī)的工作過程：MOV AL，08H ；把數(shù)據(jù)；把數(shù)據(jù)08H送人累加器送人累加器AL中中ADD AL，12H ；把；把AL中的內(nèi)容與中的內(nèi)容與12H相加相加 結(jié)果送人累加器中結(jié)果送人累加器中HLT ；暫停；暫停 上述指令用二進(jìn)制代碼表示，上述指令用二進(jìn)制代碼表示， 3條指令共條指令共5個個字節(jié)存放在存儲器字節(jié)存放在存儲器00H04H 5個單元中。個單元中。 圖圖1-4 指令在

9、存儲器中存放示意圖指令在存儲器中存放示意圖 微機(jī)的工作過程包括取指令階段和執(zhí)行階段。微機(jī)的工作過程包括取指令階段和執(zhí)行階段。圖圖1-5 微機(jī)工作過程示意圖微機(jī)工作過程示意圖 1.2.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 1.2.2 二進(jìn)制算術(shù)與邏輯運算二進(jìn)制算術(shù)與邏輯運算 1.2.3 微型計算機(jī)碼制與編碼微型計算機(jī)碼制與編碼 數(shù)制是一種科學(xué)的計數(shù)方法，是用一組固定數(shù)制是一種科學(xué)的計數(shù)方法，是用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。l數(shù)碼：數(shù)制中表示基本數(shù)值大小的不同數(shù)字符數(shù)碼：數(shù)制中表示基本數(shù)值大小的不同數(shù)字符號。例如，十進(jìn)制有號。例如，十進(jìn)制有10個數(shù)碼：個

10、數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；二進(jìn)制有；二進(jìn)制有0和和1兩個數(shù)碼。兩個數(shù)碼。l基數(shù)：數(shù)制所使用數(shù)碼的個數(shù)。例如，二進(jìn)制基數(shù)：數(shù)制所使用數(shù)碼的個數(shù)。例如，二進(jìn)制的基數(shù)為的基數(shù)為2；十進(jìn)制的基數(shù)為；十進(jìn)制的基數(shù)為10。l位權(quán)：數(shù)制中某一位上的位權(quán)：數(shù)制中某一位上的1所表示數(shù)值的大小。所表示數(shù)值的大小。例如，十進(jìn)制的例如，十進(jìn)制的123，1的位權(quán)是的位權(quán)是100，2的位權(quán)的位權(quán)是是10，3的位權(quán)是的位權(quán)是1。1十進(jìn)制（十進(jìn)制（Decimal） 十進(jìn)制數(shù)據(jù)是用十進(jìn)制數(shù)據(jù)是用09十個數(shù)碼來表示的數(shù)。十個數(shù)碼來表示的數(shù)。它的基數(shù)為它的基數(shù)為10，進(jìn)位規(guī)則是，進(jìn)位規(guī)則是“逢逢10進(jìn)進(jìn)1”，借

11、位，借位規(guī)則是規(guī)則是“借借1當(dāng)當(dāng)10”，其位權(quán)是以，其位權(quán)是以10為底的冪為底的冪 。 例如，十進(jìn)制數(shù)例如，十進(jìn)制數(shù)2004.98可以表示為：可以表示為： 1221100111110210111010101010101010.)(nmiiimmnnmnDDDDDDDDDDDDDD21012310108109104100100102)98.2004(2二進(jìn)制（二進(jìn)制（Binary） 二進(jìn)制數(shù)據(jù)是用二進(jìn)制數(shù)據(jù)是用0和和1兩個數(shù)碼來表示的數(shù)兩個數(shù)碼來表示的數(shù)。它的基數(shù)為。它的基數(shù)為2，進(jìn)位規(guī)則是，進(jìn)位規(guī)則是“逢逢2進(jìn)進(jìn)1”，借位，借位規(guī)則是規(guī)則是“借一當(dāng)二借一當(dāng)二”，其位權(quán)是以，其位權(quán)是以2為底的冪

12、為底的冪 。 例如，二進(jìn)制數(shù)例如，二進(jìn)制數(shù)11010.11可以表示為：可以表示為：1221100111122101122222222.)(nmiiimmnnmnBBBBBBBBBBBBBB2101234221212021202121)11.11010(3十六進(jìn)制（十六進(jìn)制（Hexadecimal） 采用采用0、1、2、9、A、B、C、D、E、F 16個數(shù)碼，它的基數(shù)為個數(shù)碼，它的基數(shù)為16，進(jìn)位規(guī)則是，進(jìn)位規(guī)則是“逢逢16進(jìn)進(jìn)1”，借位規(guī)則是，借位規(guī)則是“借借1當(dāng)當(dāng)16”，其位權(quán)是以，其位權(quán)是以16為底的冪。為底的冪。 例如，十六進(jìn)制數(shù)例如，十六進(jìn)制數(shù)2EB5.C9可以表示為：可以表示為： 1

13、6110121011012110121().16161616161616nmnmnmniiimHHH H H HHHHHHHHH21012316169161216516111614162)9. 52(CEB4二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換 （1）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)只要把欲轉(zhuǎn)換數(shù)按二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)只要把欲轉(zhuǎn)換數(shù)按權(quán)展開后相加即可，也可以從小數(shù)點開始每權(quán)展開后相加即可，也可以從小數(shù)點開始每4位位一組按十六進(jìn)制的權(quán)展開并相加。一組按十六進(jìn)制的權(quán)展開并相加。 例如，將二進(jìn)制數(shù)例如，將二進(jìn)制數(shù)11010.11轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)：

14、轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)：75.262121202120212111.110102101234B（2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù) 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)的方法有好十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)的方法有好多種，但最常用的是多種，但最常用的是“除除2取余數(shù)法取余數(shù)法”。“除除2取余數(shù)法取余數(shù)法”的法則是用的法則是用2連續(xù)去除要轉(zhuǎn)換的十連續(xù)去除要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)，直到商小于進(jìn)制數(shù)，直到商小于2為止，然后把各次余數(shù)為止，然后把各次余數(shù)按最后得到的為最高位，最早得到的為最低位按最后得到的為最高位，最早得到的為最低位，依次排列起來所得到的數(shù)便是

15、所求的二進(jìn)制，依次排列起來所得到的數(shù)便是所求的二進(jìn)制數(shù)。數(shù)。 例如，將十進(jìn)制數(shù)例如，將十進(jìn)制數(shù)45轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)： 把所得余數(shù)按箭頭方向從高到低排列起來把所得余數(shù)按箭頭方向從高到低排列起來便可得到最后結(jié)果便可得到最后結(jié)果 45=101101B （2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù) 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)通常采用十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)通常采用“乘乘2取整法取整法”。“乘乘2取整法取整法”法則是用法則是用2連續(xù)去乘要連續(xù)去乘要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制小數(shù)，直到所得積的小數(shù)部分為轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制小數(shù)，直到所得積的小數(shù)部分為

16、0或者滿足所需精度為止，然后把各次整數(shù)按最先或者滿足所需精度為止，然后把各次整數(shù)按最先得到的為最高位，最后得到的為最低位，依次排得到的為最高位，最后得到的為最低位，依次排列起來所對應(yīng)的數(shù)便是所求的二進(jìn)制小數(shù)。列起來所對應(yīng)的數(shù)便是所求的二進(jìn)制小數(shù)。 例如，將十進(jìn)制數(shù)例如，將十進(jìn)制數(shù)0.3125轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)：轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)： 把所得整數(shù)按箭頭方向從高位到低位排列把所得整數(shù)按箭頭方向從高位到低位排列后得到最后結(jié)果后得到最后結(jié)果: 0.3125D=0.0101B 5十六進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換 （1）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成

17、十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的方法類似，即把欲轉(zhuǎn)換的十六進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制的方法類似，即把欲轉(zhuǎn)換的十六進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開后相加即可。按權(quán)展開后相加即可。 例如：將十六進(jìn)制數(shù)例如：將十六進(jìn)制數(shù)3FEAH轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)數(shù) 1636216101614161516330123FEAH（2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制整數(shù)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制整數(shù) 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制整數(shù)可以采取十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制整數(shù)可以采取“除除16取余數(shù)法取余數(shù)法”，“除除16取余數(shù)法取余數(shù)法”法則是用法則是用16連續(xù)去除要轉(zhuǎn)換的十

18、進(jìn)制數(shù)，直到商小于連續(xù)去除要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)，直到商小于16為止，然后把各次余數(shù)按最后得到的為最高位為止，然后把各次余數(shù)按最后得到的為最高位，最早得到的為最低位，依次排列起來所得到，最早得到的為最低位，依次排列起來所得到的數(shù)便是所求的十六進(jìn)制數(shù)。的數(shù)便是所求的十六進(jìn)制數(shù)。 例如，將十進(jìn)制數(shù)例如，將十進(jìn)制數(shù)3915轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)： 把所得余數(shù)按箭頭方向從高到低排列起來把所得余數(shù)按箭頭方向從高到低排列起來便可得到最后結(jié)果：便可得到最后結(jié)果：3901=F3DH 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制小數(shù)十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制小數(shù) 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)，通常采用十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)，

19、通常采用“乘乘16取整法取整法”?！俺顺?6取整法取整法”法則是用法則是用16連續(xù)去乘要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制小數(shù)，直到所得積的連續(xù)去乘要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制小數(shù)，直到所得積的小數(shù)部分為小數(shù)部分為0或者滿足所需精度為止，然后把或者滿足所需精度為止，然后把各次整數(shù)按最先得到的為最高位，最后得到的各次整數(shù)按最先得到的為最高位，最后得到的為最低位，依次排列起來所對應(yīng)的數(shù)便是所求為最低位，依次排列起來所對應(yīng)的數(shù)便是所求的十六進(jìn)制小數(shù)。的十六進(jìn)制小數(shù)。 例如，將十進(jìn)制數(shù)例如，將十進(jìn)制數(shù)0.76171875轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制小數(shù)：轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制小數(shù)： 把所得整數(shù)按箭頭方向從高位到低位排列后得把所得整數(shù)按箭頭方向從高位到低位排列

20、后得到最后結(jié)果：到最后結(jié)果：0.76171875D=0.C3H6二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 （1）二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)）二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)采取二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)采取“四位合一位四位合一位法法”，是從二進(jìn)制數(shù)的小數(shù)點開始，或左或右，是從二進(jìn)制數(shù)的小數(shù)點開始，或左或右每每4位為一組，不足位為一組，不足4位以位以0補足之，然后分別補足之，然后分別把每組用十六進(jìn)制數(shù)碼表示，并按序相連。把每組用十六進(jìn)制數(shù)碼表示，并按序相連。 例如，將二進(jìn)制數(shù)例如，將二進(jìn)制數(shù)10110001101011.1111001B轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：換為十六進(jìn)制數(shù)： 所以

21、，所以，10110001101011.1111001B=2C6B.F2H。（2）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù)的每位用十六進(jìn)制數(shù)的每位用4位二進(jìn)制數(shù)碼表示，然位二進(jìn)制數(shù)碼表示，然后把它們連成一體。后把它們連成一體。 例如把十六進(jìn)制數(shù)例如把十六進(jìn)制數(shù)3AC.4B5轉(zhuǎn)換為一個二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為一個二進(jìn)制數(shù)： 所以，所以，3AC.4B5H=11101011000100.10110101B1二進(jìn)制的算術(shù)運算二進(jìn)制的算術(shù)運算 （1）加法運算）加法運算 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0（向鄰近高位有進(jìn)位）（向鄰近高位有進(jìn)位） 例如，設(shè)兩個例如，設(shè)兩個8位二進(jìn)制數(shù)位

22、二進(jìn)制數(shù)X=10110110B，Y=11011001B，試求出，試求出X+Y的值。的值。所以，所以，X+Y=10110110B+11011001B=110001111B（2）減法運算）減法運算 00=0 01=1 10=1 11=0 例如，設(shè)兩個例如，設(shè)兩個8位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)X=10010111B，Y=11011001B，試求，試求X-Y的值。由于的值。由于YX，故有，故有X-Y=-(Y-X)，相應(yīng)豎式為：，相應(yīng)豎式為：所以，所以，X-Y=-01000010B=-66 （3）乘法運算）乘法運算00=0 10=0 01=0 11=1用乘數(shù)的每一位分別去乘被乘數(shù)，所得的用乘數(shù)的每一位分別去乘被

23、乘數(shù)，所得的結(jié)果的最低位與相應(yīng)乘數(shù)位對齊，最后把所有結(jié)果的最低位與相應(yīng)乘數(shù)位對齊，最后把所有的結(jié)果加起來，便得到積，這些中間結(jié)果又稱的結(jié)果加起來，便得到積，這些中間結(jié)果又稱為部分積。為部分積。 例如：設(shè)兩個例如：設(shè)兩個4位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)X=1101B和和Y=1011B,試用手工算法求出試用手工算法求出XY之值。之值。所以，所以，XY=1101B1011B=10001111B（4）除法運算）除法運算 二進(jìn)制除法也是從被除數(shù)最高位開始，查找二進(jìn)制除法也是從被除數(shù)最高位開始，查找出夠減除數(shù)的位數(shù)，并在其最高位處上商出夠減除數(shù)的位數(shù)，并在其最高位處上商1并并完成它對除數(shù)的減法運算，然后把被除數(shù)的下

24、完成它對除數(shù)的減法運算，然后把被除數(shù)的下一位移到余數(shù)位置上。若余數(shù)不夠減除數(shù)，則一位移到余數(shù)位置上。若余數(shù)不夠減除數(shù)，則上商上商0，并把被除數(shù)的再下一位移到余數(shù)位置，并把被除數(shù)的再下一位移到余數(shù)位置上；若余數(shù)夠減除數(shù)，則上商上；若余數(shù)夠減除數(shù)，則上商1并進(jìn)行余數(shù)減并進(jìn)行余數(shù)減除數(shù)。這樣反復(fù)進(jìn)行，直到全部被除數(shù)的各位除數(shù)。這樣反復(fù)進(jìn)行，直到全部被除數(shù)的各位都下移到余數(shù)位置上為止。都下移到余數(shù)位置上為止。 例如：設(shè)例如：設(shè)X=10101011B，Y=110B，試求，試求XY之值。之值。所以，所以，XY=10101011B110B=11100B余余11B。2邏輯運算邏輯運算 （1）邏輯與（）邏輯與（

25、And） 邏輯與又稱邏輯乘，常用邏輯與又稱邏輯乘，常用算符表示。邏算符表示。邏輯與運算規(guī)則為：輯與運算規(guī)則為：00 =0 01=0 10=0 11=1 例如：已知例如：已知X=10111001,Y=11110000,求求X Y的值。的值。 所以，所以，X Y=10110000B。（2）邏輯或（）邏輯或（Or） 邏輯或又稱邏輯加，常用邏輯或又稱邏輯加，常用算符表示。邏輯算符表示。邏輯或運算規(guī)則為：或運算規(guī)則為： 00=0 01=1 10=1 11=1 例如：已知例如：已知X=10111001,Y=00001111,求求XY的值。的值。 （3）邏輯非（）邏輯非（Negate） 邏輯非又稱邏輯取反，

26、常用邏輯非又稱邏輯取反，常用“”運算符運算符表示。運算規(guī)則為：表示。運算規(guī)則為： 例如，已知例如，已知X=10110011B，求它的邏輯非，求它的邏輯非值：值： 因為因為X=10110011B，所以，所以=01001100B（4）邏輯異或（）邏輯異或（ExclusiveOr ）邏輯異或又稱為半加，是不考慮進(jìn)位的加法邏輯異或又稱為半加，是不考慮進(jìn)位的加法，常用，常用 運算符表示，邏輯異或的運算規(guī)則為：運算符表示，邏輯異或的運算規(guī)則為：0 0=0 0 1=1 1 0=1 1 1=0例如，例如，X=10110001B，Y=11001010B，求，求X Y的值：的值： X Y=10110001B 11

27、001010B=01111011B。1微型計算機(jī)碼制微型計算機(jī)碼制在微型計算機(jī)中，通常規(guī)定一個數(shù)的最高在微型計算機(jī)中，通常規(guī)定一個數(shù)的最高位為符號位。對符號位規(guī)定位為符號位。對符號位規(guī)定“0”表示表示“正正”，“1”表示表示“負(fù)負(fù)”。對帶符號數(shù)主要有。對帶符號數(shù)主要有3種表示種表示方法：原碼、反碼和補碼。方法：原碼、反碼和補碼。 （1）原碼）原碼一個二進(jìn)制數(shù)，最高位表示數(shù)的符號，其一個二進(jìn)制數(shù)，最高位表示數(shù)的符號，其它位表示數(shù)的真值，這樣的二進(jìn)制數(shù)表示法叫它位表示數(shù)的真值，這樣的二進(jìn)制數(shù)表示法叫原碼表示法。符號位規(guī)定用原碼表示法。符號位規(guī)定用0表示正數(shù)，用表示正數(shù)，用1表表示負(fù)數(shù)。示負(fù)數(shù)。例如

28、：例如： X108 則則X原原0110I100B X108 則則X原原1110I100B （2）反碼）反碼用反碼表示帶符號數(shù)規(guī)定：正數(shù)的反碼與用反碼表示帶符號數(shù)規(guī)定：正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼則為符號位不變其余各原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼則為符號位不變其余各位按位取反。位按位取反。 +8原原=00001000B +8反反=00001000B8原原=10001000B 8反反=11110111B （3）補碼）補碼由原碼求補碼的原則是：正數(shù)的補碼與原碼由原碼求補碼的原則是：正數(shù)的補碼與原碼相同；負(fù)數(shù)則除符號位外，其余各位求反，再相同；負(fù)數(shù)則除符號位外，其余各位求反，再在末位加在末位加1。 求十進(jìn)制

29、數(shù)求十進(jìn)制數(shù)123補碼：首先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換補碼：首先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)原碼。為二進(jìn)制數(shù)原碼。 （123）10=（11111011）原原，從而求得，從而求得(123)10的補碼為的補碼為(10000101)補補 補碼的加減運算：補碼的加減運算：補碼的加法規(guī)則是：補碼的加法規(guī)則是：X+Y補補=X補補+Y補補補碼的減法規(guī)則是：補碼的減法規(guī)則是：XY補補=X補補+Y補補2計算機(jī)編碼計算機(jī)編碼在計算機(jī)中不僅用二進(jìn)制存儲數(shù)，而且文字在計算機(jī)中不僅用二進(jìn)制存儲數(shù)，而且文字符號、圖形圖象、聲音動畫等一切信息都是用符號、圖形圖象、聲音動畫等一切信息都是用二進(jìn)制存儲的，這些信息的存儲方式統(tǒng)稱為計二進(jìn)制存儲的

30、，這些信息的存儲方式統(tǒng)稱為計算機(jī)編碼。下面介紹幾種簡單的編碼形式。算機(jī)編碼。下面介紹幾種簡單的編碼形式。 （1）BCD碼碼BCD碼是用二進(jìn)制數(shù)碼來表示十進(jìn)制數(shù)碼是用二進(jìn)制數(shù)碼來表示十進(jìn)制數(shù)碼，其定義是用碼，其定義是用4位二進(jìn)制數(shù)中的數(shù)碼來表示位二進(jìn)制數(shù)中的數(shù)碼來表示1位十進(jìn)制數(shù)中的數(shù)碼，簡稱位十進(jìn)制數(shù)中的數(shù)碼，簡稱BCD碼碼（BinaryCoded Decimal ）或二）或二十進(jìn)制代碼。十進(jìn)制代碼。 BCD加法運算加法運算BCD加法是指兩個加法是指兩個BCD數(shù)按數(shù)按“逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一”原則進(jìn)行相加，其和也是一個原則進(jìn)行相加，其和也是一個BCD數(shù)。數(shù)。計算機(jī)在進(jìn)行計算機(jī)在進(jìn)行BCD加法時，必須

31、對二進(jìn)制加法時，必須對二進(jìn)制加法的結(jié)果進(jìn)行修正。加法的結(jié)果進(jìn)行修正。修正原則是：若和的低修正原則是：若和的低4位大于位大于9或低或低4位向位向高高4位產(chǎn)生了進(jìn)位，則低位產(chǎn)生了進(jìn)位，則低4位加位加6進(jìn)行修正；若進(jìn)行修正；若和的高和的高4位大于位大于9或高或高4位的最高位產(chǎn)生了進(jìn)位位的最高位產(chǎn)生了進(jìn)位，則高，則高4位加位加6進(jìn)行修正。進(jìn)行修正。 例如，已知例如，已知X=48,Y=69，試分析，試分析BCD的加的加法過程。法過程。BCD減法運算減法運算BCD減法也要修正，對運算結(jié)果進(jìn)行修正減法也要修正，對運算結(jié)果進(jìn)行修正原則是：若低原則是：若低4位大于位大于9或低或低4位向高位向高4位產(chǎn)生了位產(chǎn)生了

32、借位，則低借位，則低4位減位減6進(jìn)行修正；若高進(jìn)行修正；若高4位大于位大于9或或高高4位的最高位產(chǎn)生了借位，則高位的最高位產(chǎn)生了借位，則高4位減位減6進(jìn)行進(jìn)行修正。修正。例如，已知例如，已知X=51，Y=28，試分析，試分析BCD減法減法的原理。的原理。 （2）ASCII碼碼 ASCII碼（碼（Ameican Standard Code for Information Interchange，美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)，美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）誕生于代碼）誕生于1963年，是一種比較完整的字符年，是一種比較完整的字符編碼，現(xiàn)已成為國際通用的標(biāo)準(zhǔn)編碼，被廣泛編碼，現(xiàn)已成為國際通用的標(biāo)準(zhǔn)編碼，被廣泛應(yīng)用于微型

33、計算機(jī)信息處理。應(yīng)用于微型計算機(jī)信息處理?；镜幕镜腁SCII字符集共有字符集共有128個字符，其中個字符，其中有有96個可打印字符，包括常用的字母、數(shù)字、個可打印字符，包括常用的字母、數(shù)字、標(biāo)點符號等，另外還有標(biāo)點符號等，另外還有32個控制字符。個控制字符。 （3）漢字的編碼）漢字的編碼 漢字的編碼方法通常分為兩類：一類稱為漢字的編碼方法通常分為兩類：一類稱為漢字輸入法編碼；另一種是計算機(jī)內(nèi)部對漢字漢字輸入法編碼；另一種是計算機(jī)內(nèi)部對漢字處理時所用的二進(jìn)制編碼，通常稱為機(jī)內(nèi)碼，處理時所用的二進(jìn)制編碼，通常稱為機(jī)內(nèi)碼，如電報碼、國標(biāo)碼和區(qū)位碼等。如電報碼、國標(biāo)碼和區(qū)位碼等。 國標(biāo)碼（國標(biāo)碼（

34、GB2312） 國標(biāo)碼采用國標(biāo)碼采用14位二進(jìn)制數(shù)來給位二進(jìn)制數(shù)來給7445個圖形個圖形字符編碼。國標(biāo)碼是采用字符編碼。國標(biāo)碼是采用4位十六進(jìn)制數(shù)來表位十六進(jìn)制數(shù)來表示一個漢字的。例如示一個漢字的。例如“啊啊”的國標(biāo)碼位的國標(biāo)碼位3021H（30H為第一字節(jié)，為第一字節(jié)，21H為第二字節(jié)），為第二字節(jié)），“廠廠”的國標(biāo)碼為的國標(biāo)碼為3327H（33H為第一字節(jié)，為第一字節(jié)，27H為第二字節(jié)）。為第二字節(jié)）。 區(qū)位碼區(qū)位碼國標(biāo)碼用國標(biāo)碼用4位十六進(jìn)制數(shù)來表示一個漢字，位十六進(jìn)制數(shù)來表示一個漢字，區(qū)位碼使用區(qū)位碼使用4位十進(jìn)制數(shù)來表示一個漢字，其位十進(jìn)制數(shù)來表示一個漢字，其中兩位用來表示區(qū)號，兩位

35、表示位號。整個字中兩位用來表示區(qū)號，兩位表示位號。整個字符集分成符集分成94個區(qū)，每區(qū)有個區(qū)，每區(qū)有94個位。個位。例如例如“啊啊”的區(qū)位碼為的區(qū)位碼為1601（十進(jìn)制），（十進(jìn)制），16是區(qū)號，是區(qū)號，01是位號；是位號； “廠廠”的區(qū)位碼為的區(qū)位碼為1907（十進(jìn)制），（十進(jìn)制），19是區(qū)號，是區(qū)號，07是位號。把換算成是位號。把換算成十六進(jìn)制的區(qū)位碼加上十六進(jìn)制的區(qū)位碼加上2020H，就得到國標(biāo)碼，就得到國標(biāo)碼。 1.3.1 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點 1.3.2 單片機(jī)的主要產(chǎn)品系列單片機(jī)的主要產(chǎn)品系列 1.3.3 單片機(jī)應(yīng)用單片機(jī)應(yīng)用 1.3.4 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系

36、統(tǒng)開發(fā) 單片微型計算機(jī)（單片微型計算機(jī)（Single Chip Computer），），簡稱單片機(jī)，國際上統(tǒng)稱為微控制器簡稱單片機(jī)，國際上統(tǒng)稱為微控制器MCU（Micro controller Unit），是一類內(nèi)部集成了計），是一類內(nèi)部集成了計算機(jī)核心技術(shù)的智能芯片。從結(jié)構(gòu)上看，單片機(jī)算機(jī)核心技術(shù)的智能芯片。從結(jié)構(gòu)上看，單片機(jī)就是把中央處理器就是把中央處理器CPU（Central Processing Unit）、存儲器（）、存儲器（Memory）、定時器、輸入輸）、定時器、輸入輸出接口（出接口（I/O，Input/Output）等一些計算機(jī)的主）等一些計算機(jī)的主要功能部件集成在一塊集成電路

37、芯片上，從而形要功能部件集成在一塊集成電路芯片上，從而形成一部完整的微型計算機(jī)。成一部完整的微型計算機(jī)。 單片機(jī)的典型結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)的典型結(jié)構(gòu)框圖 圖圖1-6 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)的結(jié)構(gòu)性能特點：單片機(jī)的結(jié)構(gòu)性能特點：（1）優(yōu)異的性能價格比。）優(yōu)異的性能價格比。（2）集成度高、體積小、有很高的可靠性。）集成度高、體積小、有很高的可靠性。 （3）控制功能強(qiáng)。）控制功能強(qiáng)。（4）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。1MCS-51系列系列MCS-51系列單片機(jī)是系列單片機(jī)是Intel公

38、司于公司于1980年推年推出的產(chǎn)品，現(xiàn)已成為世界上出的產(chǎn)品，現(xiàn)已成為世界上8位單片機(jī)的工業(yè)標(biāo)位單片機(jī)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并得到了極其廣泛的應(yīng)用。按其內(nèi)部資源準(zhǔn)，并得到了極其廣泛的應(yīng)用。按其內(nèi)部資源配置供應(yīng)狀態(tài)的不同，配置供應(yīng)狀態(tài)的不同，MCS-51可分為兩個子系可分為兩個子系列和四種類型列和四種類型 表表1-1 MCS-51系列單片機(jī)分類表資源配置系列單片機(jī)分類表資源配置 2其他其他 MCS51系列兼容單片機(jī)系列兼容單片機(jī)ATMEL擁有廣泛的基于擁有廣泛的基于80C51結(jié)構(gòu)的微控結(jié)構(gòu)的微控制器，包括可在線編程的制器，包括可在線編程的FLASH版本，版本，OTP版本以及版本以及ROM版本。在眾多的版本。在眾多的51系列單片機(jī)系列單片機(jī)中，中， ATMEL 公司的公司的AT89C51、AT89S51更實更實用。用。Philips（飛利浦）公司有許多（飛利浦）公司有許多8051的變型的變型芯片，如芯片，如8XC552系列，在系列，在80C51的基礎(chǔ)上增加的基礎(chǔ)上增加了一個了一個16位的定時計數(shù)器，和一個位的定時計數(shù)器，和一個8路輸入路輸入的的10位位AD轉(zhuǎn)換器，并配有串行總線接口，轉(zhuǎn)