第1章單片機(jī)基礎(chǔ)知識

1、14:531第一章第一章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識單片機(jī)基礎(chǔ)知識 14:532內(nèi)容內(nèi)容單片機(jī)概述單片機(jī)概述 1.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 1.2微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)知識微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)知識 1.314:5331.1 單片機(jī)概述單片機(jī)概述1.1.1 什么是單片機(jī)什么是單片機(jī)? 單片機(jī)是指在一塊半導(dǎo)體芯片上，集成了單片機(jī)是指在一塊半導(dǎo)體芯片上，集成了微處理器、存儲器、輸入微處理器、存儲器、輸入/輸出接口、定時(shí)輸出接口、定時(shí)器器/計(jì)數(shù)器以及中斷系統(tǒng)等功能部件，構(gòu)成計(jì)數(shù)器以及中斷系統(tǒng)等功能部件，構(gòu)成一臺完整的微型計(jì)算機(jī)。一臺完整的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)實(shí)物圖單片機(jī)實(shí)物圖114:534單片機(jī)實(shí)物圖單

2、片機(jī)實(shí)物圖(2)單片機(jī)芯片單片機(jī)芯片AT89C51AT89S51AT89S52AT89C2051雙列直插式DIP40(Dual In-line Package)封裝 14:535單片機(jī)實(shí)物圖單片機(jī)實(shí)物圖(3)單片機(jī)芯片單片機(jī)芯片STC89C52塑料扁平式PQFP/TQFP(Plastic Quad Flat Package)封裝 帶引線的塑料芯片封裝PLCC44(Plastic Leaded Chip Carrier) 14:5361.1.2 單片機(jī)與微型計(jì)算機(jī)的關(guān)系單片機(jī)與微型計(jì)算機(jī)的關(guān)系v 計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從電子管、晶體管、集成電計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從電子管、晶體管、集成電路到大規(guī)模集成電

3、路四代的演變。微型計(jì)算機(jī)屬于第路到大規(guī)模集成電路四代的演變。微型計(jì)算機(jī)屬于第四代計(jì)算機(jī)。四代計(jì)算機(jī)。v 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展以微處理器的發(fā)展為特征，微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展以微處理器的發(fā)展為特征，主要表現(xiàn)：主要表現(xiàn)：v 芯片集成度的提高芯片集成度的提高( (從最初的約從最初的約20002000個(gè)晶體管個(gè)晶體管/ /片片發(fā)展到目前的幾百萬個(gè)晶體管發(fā)展到目前的幾百萬個(gè)晶體管/ /片片) )；v 處理器位數(shù)的增加（從處理器位數(shù)的增加（從4 4位增加到位增加到6464位）；位）；v 時(shí)鐘頻率的加快時(shí)鐘頻率的加快( (從從1MHz1MHz到約幾個(gè)到約幾個(gè)GHz)GHz)；v 價(jià)格的逐漸降低等方面。價(jià)格的逐漸降低等方

4、面。 14:5371.1.2 單片機(jī)與微型計(jì)算機(jī)的關(guān)系單片機(jī)與微型計(jì)算機(jī)的關(guān)系v 微型計(jì)算機(jī)有兩個(gè)主要發(fā)展方向：微型計(jì)算機(jī)有兩個(gè)主要發(fā)展方向：v 一是向高速度、高性能、大容量的高檔微一是向高速度、高性能、大容量的高檔微型計(jì)算機(jī)方向發(fā)展；型計(jì)算機(jī)方向發(fā)展；v 二是向穩(wěn)定可靠、小而廉、能適應(yīng)各種控二是向穩(wěn)定可靠、小而廉、能適應(yīng)各種控制領(lǐng)域需要的單片機(jī)方向發(fā)展。制領(lǐng)域需要的單片機(jī)方向發(fā)展。 v 單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支！單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支！14:5381.1.3 常用的單片機(jī)系列常用的單片機(jī)系列vMCS-51MCS-51系列及與之兼容的系列及與之兼容的80C5180C5

5、1系列單片機(jī)系列單片機(jī)vAtmelAtmel公司的公司的AVRAVR系列系列vMicrochipMicrochip公司的公司的PICPIC系列系列vMotorolaMotorola公司的單片機(jī)公司的單片機(jī) vTITI公司公司MSP430MSP430系列單片機(jī)系列單片機(jī) v基干基干ARMARM核的核的3232位單片機(jī)位單片機(jī) 14:539MCS-51系列及與之兼容的系列及與之兼容的80C51系列單片機(jī)系列單片機(jī) MCS-51系列單片機(jī)是美國系列單片機(jī)是美國Intel公司在公司在1980年推出的高性能單片機(jī)。年推出的高性能單片機(jī)。 型號：型號：8051、8751、8031、8032、8052等。等

6、。 其中其中8051是最典型的產(chǎn)品，其它單片機(jī)都是最典型的產(chǎn)品，其它單片機(jī)都是在是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減改變而的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減改變而來的，所以人們習(xí)慣于用來的，所以人們習(xí)慣于用8051來稱呼來稱呼MCS-51系列單片機(jī)。系列單片機(jī)。 20世紀(jì)世紀(jì)80年代中期年代中期Intel公司將公司將MCS-51的的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其他公司，如：核心技術(shù)授權(quán)給了很多其他公司，如：Atmel、Philips、STC、Siemens、Winbond等，這些廠商生產(chǎn)的芯片是等，這些廠商生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說是與兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說是與MCS-51指令系統(tǒng)指令系

7、統(tǒng)兼容的單片機(jī)，這些單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與兼容的單片機(jī)，這些單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與8051相同，并且都采用相同，并且都采用CHMOS工藝，因而工藝，因而常用常用80C51系列來稱呼它們。系列來稱呼它們。14:5310Atmel公司的公司的AVR系列系列 AVR系列單片機(jī)是系列單片機(jī)是1997年年Atmel公司為了公司為了充分發(fā)揮其充分發(fā)揮其Flash的技術(shù)優(yōu)勢，而推出的全新的技術(shù)優(yōu)勢，而推出的全新配置的精簡指令集配置的精簡指令集(Reduced Instruction Set Computer ，簡稱，簡稱RISC)單片機(jī)。該系列單片單片機(jī)。該系列單片機(jī)一進(jìn)入市場，就以其卓越的性能而大受歡機(jī)一進(jìn)入市場

8、，就以其卓越的性能而大受歡迎。通過這幾年的發(fā)展，迎。通過這幾年的發(fā)展，AVR單片機(jī)已形成單片機(jī)已形成系列產(chǎn)品，其系列產(chǎn)品，其Attiny系列、系列、AT90S系列與系列與Atmega系列分別對應(yīng)為低、中、高檔產(chǎn)品系列分別對應(yīng)為低、中、高檔產(chǎn)品(高檔產(chǎn)品含高檔產(chǎn)品含JTAG ICE仿真功能仿真功能)。 14:5311Microchip公司的公司的PIC系列系列 Microchip單片機(jī)是市場份額增長最快的單片機(jī)。它單片機(jī)是市場份額增長最快的單片機(jī)。它的主要產(chǎn)品是的主要產(chǎn)品是PIC系列系列8位單片機(jī)，它的位單片機(jī)，它的CPU采用了精采用了精簡指令集簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)的嵌入式微控制器，其高速度

9、、結(jié)構(gòu)的嵌入式微控制器，其高速度、低電壓、低功耗、大電流低電壓、低功耗、大電流LCD驅(qū)動能力和低價(jià)位驅(qū)動能力和低價(jià)位OTP技術(shù)等都體現(xiàn)出單片機(jī)產(chǎn)業(yè)的新趨勢。技術(shù)等都體現(xiàn)出單片機(jī)產(chǎn)業(yè)的新趨勢。 PIC 8位單片機(jī)產(chǎn)品共有位單片機(jī)產(chǎn)品共有3個(gè)系列，即基本級、中級個(gè)系列，即基本級、中級和高級。用戶可根據(jù)需要選擇不同檔次和不同功能的和高級。用戶可根據(jù)需要選擇不同檔次和不同功能的芯片。芯片。 14:5312 Motorola公司的單片機(jī)公司的單片機(jī) (現(xiàn)在的飛思卡爾公司現(xiàn)在的飛思卡爾公司) Motorola公司是世界上最大的單片機(jī)廠商，該公司的特點(diǎn)公司是世界上最大的單片機(jī)廠商，該公司的特點(diǎn)是品種全、選擇

10、余地大、新產(chǎn)品多，在是品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多，在8位機(jī)方面有位機(jī)方面有68HC05和升級產(chǎn)品和升級產(chǎn)品68HC08，68HC05有有30多個(gè)系列，多個(gè)系列，200多個(gè)品種，多個(gè)品種，產(chǎn)量已超過產(chǎn)量已超過20億片。億片。8位增強(qiáng)型單片機(jī)位增強(qiáng)型單片機(jī)68HC11也有也有30多個(gè)品多個(gè)品種，年產(chǎn)量在種，年產(chǎn)量在1億片以上。升級產(chǎn)品有億片以上。升級產(chǎn)品有68HC12。16位機(jī)位機(jī)68HC16也有也有10多個(gè)品種。多個(gè)品種。32位單片機(jī)的位單片機(jī)的683XX系列也有幾系列也有幾十個(gè)品種。十個(gè)品種。 Motorola單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣速度下所用的時(shí)鐘頻率單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣速度下所用的時(shí)鐘頻

11、率較較Intel類單片機(jī)低很多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力類單片機(jī)低很多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強(qiáng)，更適合用于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。強(qiáng)，更適合用于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。Motorola 8位單片位單片機(jī)過去的策略是以掩膜為主，最近推出了機(jī)過去的策略是以掩膜為主，最近推出了OTP計(jì)劃以適應(yīng)單計(jì)劃以適應(yīng)單片機(jī)發(fā)展新趨勢。在片機(jī)發(fā)展新趨勢。在32位機(jī)上，位機(jī)上，M.CORE在性能和功耗方面在性能和功耗方面都勝過都勝過ARM7。 由于由于Motorola單片機(jī)產(chǎn)品以前主要是以掩膜為主，不太適單片機(jī)產(chǎn)品以前主要是以掩膜為主，不太適合于教學(xué)，所以沒有被選做教學(xué)用機(jī)型。合于教學(xué)，所以沒有被選做教

12、學(xué)用機(jī)型。14:5313 TI公司公司MSP430系列單片機(jī)系列單片機(jī) TI公司公司MSP430系列單片機(jī)是超低功耗系列單片機(jī)是超低功耗Flash型單型單片機(jī)，有片機(jī)，有“綠色微控制器綠色微控制器(Green MCUs)”稱號，是目稱號，是目前單片機(jī)業(yè)界所有內(nèi)部集成閃速存儲器前單片機(jī)業(yè)界所有內(nèi)部集成閃速存儲器(Flash ROM)產(chǎn)品中功耗最低的，消耗功率僅為其他閃速微控制產(chǎn)品中功耗最低的，消耗功率僅為其他閃速微控制器器(Flash MCUs)的的1/5。在。在3V工作電壓下其耗電電工作電壓下其耗電電流低于流低于350A/MHz，待機(jī)模式僅為，待機(jī)模式僅為1A/MHz，具，具有有5種節(jié)能模式。

13、種節(jié)能模式。 該系列產(chǎn)品的工作溫度范圍為該系列產(chǎn)品的工作溫度范圍為-40oC85oC，可，可滿足工業(yè)應(yīng)用要求。滿足工業(yè)應(yīng)用要求。 MSP430 微控制器可廣泛地應(yīng)用于煤氣表、水表、微控制器可廣泛地應(yīng)用于煤氣表、水表、電子電度表、醫(yī)療儀器、火警智能探頭、通信產(chǎn)品、電子電度表、醫(yī)療儀器、火警智能探頭、通信產(chǎn)品、家庭自動化產(chǎn)品、便攜式監(jiān)視器及其他低耗能產(chǎn)品。家庭自動化產(chǎn)品、便攜式監(jiān)視器及其他低耗能產(chǎn)品。由于由于MSP430微控制器的功耗極低，可設(shè)計(jì)出只需微控制器的功耗極低，可設(shè)計(jì)出只需一塊電池就可以使用長達(dá)一塊電池就可以使用長達(dá)10年的儀表應(yīng)用產(chǎn)品。年的儀表應(yīng)用產(chǎn)品。MSP430 Flash系列的確

14、是不可多得的高性價(jià)比單片系列的確是不可多得的高性價(jià)比單片機(jī)。機(jī)。 14:5314基于基于ARM核的核的32位單片機(jī)位單片機(jī) ARM ( Advanced RISC Machine )是一種通用是一種通用的的32位位RISC處理器。處理器。32位是指處理器的外部數(shù)據(jù)位是指處理器的外部數(shù)據(jù)總線是總線是32位的，與位的，與8位和位和16位的相同主頻處理器相位的相同主頻處理器相比性能更強(qiáng)大。比性能更強(qiáng)大。 ARM是一種功耗很低的高性能處理器，如是一種功耗很低的高性能處理器，如ARM7 TDMI具有每瓦生產(chǎn)具有每瓦生產(chǎn)690MIPS(Millions Instruction Per Second，百萬條

15、指令，百萬條指令/秒秒)的能力，的能力，已被證明在工業(yè)界處于領(lǐng)先水平。已被證明在工業(yè)界處于領(lǐng)先水平。 ARM公司并不生產(chǎn)芯片，而是將公司并不生產(chǎn)芯片，而是將ARM的技術(shù)的技術(shù)授權(quán)其他公司生產(chǎn)。授權(quán)其他公司生產(chǎn)。ARM本質(zhì)并不是一種芯片，本質(zhì)并不是一種芯片，而是一種芯片結(jié)構(gòu)技術(shù)，不涉及芯片生產(chǎn)工藝。而是一種芯片結(jié)構(gòu)技術(shù)，不涉及芯片生產(chǎn)工藝。 授權(quán)生產(chǎn)授權(quán)生產(chǎn)ARM結(jié)構(gòu)芯片的公司采用不同的半結(jié)構(gòu)芯片的公司采用不同的半導(dǎo)體技術(shù)，面對不同的應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展和集成，標(biāo)導(dǎo)體技術(shù)，面對不同的應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展和集成，標(biāo)有不同的系列號。有不同的系列號。 目前可以提供含目前可以提供含ARM核核CPU芯片的著名半導(dǎo)芯片的著

16、名半導(dǎo)體公司有：體公司有：Intel、TI、三星半導(dǎo)體、摩托羅拉、三星半導(dǎo)體、摩托羅拉、飛利浦半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、億恒半導(dǎo)體、科勝飛利浦半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、億恒半導(dǎo)體、科勝訊、訊、ADI公司、安捷倫、高通公司、公司、安捷倫、高通公司、Atmel、Intersil、Alcatel、Altera、Cirrus Logic、Linkup、Parthus、LSI Logic、Micronas等。等。ARM的應(yīng)用的應(yīng)用范圍非常廣泛，如嵌入式控制范圍非常廣泛，如嵌入式控制汽車、電子設(shè)備、汽車、電子設(shè)備、保安設(shè)備、大容量存儲器、調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)，保安設(shè)備、大容量存儲器、調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)，數(shù)字消費(fèi)產(chǎn)品數(shù)字

17、消費(fèi)產(chǎn)品數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字式電視機(jī)、游戲數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字式電視機(jī)、游戲機(jī)、機(jī)、GPS、機(jī)頂盒、便攜式產(chǎn)品、機(jī)頂盒、便攜式產(chǎn)品手提式計(jì)算機(jī)、手提式計(jì)算機(jī)、移動電話、移動電話、PDA、靈巧電話。、靈巧電話。 14:53151.1.4 單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī)屬于控制類數(shù)字芯片，目前其應(yīng)用領(lǐng)域已非常廣單片機(jī)屬于控制類數(shù)字芯片，目前其應(yīng)用領(lǐng)域已非常廣泛，典型應(yīng)用如下：泛，典型應(yīng)用如下： 1. 工業(yè)自動化。如數(shù)據(jù)采集、測控技術(shù)。工業(yè)自動化。如數(shù)據(jù)采集、測控技術(shù)。2. 智能儀器儀表。如數(shù)字示波器、數(shù)字信號源、數(shù)字萬用表、智能儀器儀表。如數(shù)字示波器、數(shù)字信號源、數(shù)字萬用表、感應(yīng)電流表等。感應(yīng)電流表等。3.

18、 消費(fèi)類電子產(chǎn)品。如洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品。如洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、微波爐、微波爐、IC卡、汽車電子設(shè)備等?？?、汽車電子設(shè)備等。4. 通信方面。如調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機(jī)、小靈通通信方面。如調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機(jī)、小靈通等。等。5. 武器裝備。如飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、魚雷武器裝備。如飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、魚雷制導(dǎo)、智能武器等。制導(dǎo)、智能武器等。14:5316 (1) 單片機(jī)單片機(jī) (2) 電源電源 (3) 晶振晶振 (4) 復(fù)位電路復(fù)位電路 就構(gòu)成了真正就構(gòu)成了真正可使用的單片可使用的單片機(jī)最小應(yīng)用系機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng) 1.

19、1.5 一個(gè)簡單的單片機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)例一個(gè)簡單的單片機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)例系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)控制系統(tǒng)點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)控制系統(tǒng) 14:5317系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) / /* *點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管的程序點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管的程序* */ / #include / #include /包含包含5252系列單片機(jī)頭文系列單片機(jī)頭文件件 sbit led1=P10; sbit led1=P10; / /聲明單片機(jī)聲明單片機(jī)P1P1口的第一位，口的第一位，P1.0P1.0的位名稱位的位名稱位led1led1 void main() / void main() /主程序主程

20、序 led1=0; / led1=0; /* * P1.0 P1.0口輸出低電平，點(diǎn)口輸出低電平，點(diǎn)亮亮LEDLED發(fā)光二極管發(fā)光二極管 while(1); / while(1); /程序運(yùn)行到此處停止程序運(yùn)行到此處停止 14:5318配套教材配套教材 單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用 張?zhí)m紅等編張?zhí)m紅等編 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 2012.714:5319預(yù)備知識：元器件實(shí)物圖預(yù)備知識：元器件實(shí)物圖單片機(jī)芯片單片機(jī)芯片AT89C51AT89S51AT89S52AT89C205114:5320通信芯片通信芯片MAX232CPE 時(shí)鐘芯片時(shí)鐘芯片 DS130214:5321EEPROM24

21、C02溫度傳感溫度傳感器器18B20ADAD變換器變換器08320832穩(wěn)壓片穩(wěn)壓片78L0514:5322晶晶 振振電阻和排電阻電阻和排電阻14:5323瓷片小電容瓷片小電容零壓力插座零壓力插座萬用焊接板萬用焊接板儀器盒儀器盒14:5324步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)14:5325液晶字符顯示屏液晶字符顯示屏液晶圖形點(diǎn)陣顯示屏液晶圖形點(diǎn)陣顯示屏14:5326撥動開關(guān)撥動開關(guān)14:5327紅外遙控用紅外遙控用 發(fā)射接受一體管發(fā)射接受一體管繼電器繼電器14:532814:5329各類接插件各類接插件14:5330遙控組件遙控組件超聲波發(fā)射接受頭超聲波發(fā)射接受頭14:5331雙路遙控組件雙路遙控組件14:53

22、32長距離遙控器長距離遙控器30004000M14:533388二極管點(diǎn)陣二極管點(diǎn)陣 八段數(shù)碼管八段數(shù)碼管14:5334單片機(jī)控制的單片機(jī)控制的GPS定位信息顯示器系統(tǒng)定位信息顯示器系統(tǒng) 14:5335單片機(jī)控制的超聲波測距器單片機(jī)控制的超聲波測距器14:5336單片機(jī)控制的交通燈系統(tǒng)單片機(jī)控制的交通燈系統(tǒng)14:5337單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)14:5338單片機(jī)課程設(shè)計(jì)作品單片機(jī)課程設(shè)計(jì)作品14:53391.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 微型計(jì)算機(jī)硬件微型計(jì)算機(jī)硬件 微型計(jì)算機(jī)軟件微型計(jì)算

23、機(jī)軟件14:53401.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.2.1 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)運(yùn)算器：是計(jì)算機(jī)處理信息的主要部件。運(yùn)算器：是計(jì)算機(jī)處理信息的主要部件?？刂破鳎寒a(chǎn)生一系列控制命令，控制計(jì)控制器：產(chǎn)生一系列控制命令，控制計(jì) 算機(jī)各部件自動地、協(xié)調(diào)一致地工作。算機(jī)各部件自動地、協(xié)調(diào)一致地工作。存儲器：是存放程序與數(shù)據(jù)的部件。存儲器：是存放程序與數(shù)據(jù)的部件。輸入設(shè)備：用來輸入程序與數(shù)據(jù)，常用的輸入設(shè)備：用來輸入程序與數(shù)據(jù)，常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、光電輸入機(jī)等。輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、光電輸入機(jī)等。輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果用數(shù)字輸出設(shè)備

24、：將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果用數(shù)字、圖形等形式表示出來。常用的輸出設(shè)、圖形等形式表示出來。常用的輸出設(shè)備有顯示終端、數(shù)碼管、打印機(jī)、繪圖備有顯示終端、數(shù)碼管、打印機(jī)、繪圖儀等。儀等。14:53411.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.2.1 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)中央處理單元中央處理單元CPU：運(yùn)算器、控：運(yùn)算器、控制 器 合 稱 為 中 央 處 理 單 元制 器 合 稱 為 中 央 處 理 單 元CPU(Central Processing Unit) 。主機(jī)：通常把運(yùn)算器、控制器、存主機(jī)：通常把運(yùn)算器、控制器、存儲器這三部分稱為計(jì)算機(jī)主機(jī)。儲器這

25、三部分稱為計(jì)算機(jī)主機(jī)。外設(shè)：輸入、輸出設(shè)備稱為計(jì)算機(jī)外設(shè)：輸入、輸出設(shè)備稱為計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備的外圍設(shè)備( (簡稱簡稱“外沒外沒”)”)。14:53421.2.2 微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu) 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)將運(yùn)算器、隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)將運(yùn)算器、控制器集成在一塊硅片上，成為獨(dú)立的器件，該芯片控制器集成在一塊硅片上，成為獨(dú)立的器件，該芯片稱為微處理器或微處理機(jī)稱為微處理器或微處理機(jī)(Micro-processor)。 存儲器存儲器(Memory)也已經(jīng)成為一塊獨(dú)立的芯片。也已經(jīng)成為一塊獨(dú)立的芯片。 微處理器芯片、存儲器芯片與輸入輸出接口微處理器芯片、存儲器芯

26、片與輸入輸出接口 (Input/Output，簡稱，簡稱IO接口接口) 電路芯片構(gòu)成了微型電路芯片構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)(Micro-computer)，芯片之間用總線，芯片之間用總線(Bus)連接。連接。 微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) 14:53431.微處理器微處理器微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心，它通常包括微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心，它通常包括3個(gè)部分：個(gè)部分：(1) 算術(shù)邏輯部件算術(shù)邏輯部件 (Arithmetic Logic Unit，簡稱，簡稱ALU)：對傳送到微處理器的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算或：對傳送到微處理器的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算，如執(zhí)行加法、減法運(yùn)算，邏輯與、邏邏輯運(yùn)算，如執(zhí)行加

27、法、減法運(yùn)算，邏輯與、邏輯或運(yùn)算等。輯或運(yùn)算等。 (2) 工作寄存器組。工作寄存器組。 CPU中有多個(gè)工作寄存器，用來存放操作數(shù)及運(yùn)中有多個(gè)工作寄存器，用來存放操作數(shù)及運(yùn)算的中間結(jié)果等。算的中間結(jié)果等。 (3) 控制部件：包括時(shí)鐘電路和控制電路。時(shí)鐘電路控制部件：包括時(shí)鐘電路和控制電路。時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，用于計(jì)算機(jī)各部分電路的同步定產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，用于計(jì)算機(jī)各部分電路的同步定時(shí)。控制電路產(chǎn)生完成各種操作所需的控制信號。時(shí)?？刂齐娐樊a(chǎn)生完成各種操作所需的控制信號。 14:53442.存儲器存儲器介紹存儲器有關(guān)概念之前，先介紹微型計(jì)算機(jī)中的介紹存儲器有關(guān)概念之前，先介紹微型計(jì)算機(jī)中的幾個(gè)幾個(gè)常用

28、術(shù)語：常用術(shù)語： (1) 位（位（bit） 是計(jì)算機(jī)所能表示的最小的數(shù)據(jù)單位，是計(jì)算機(jī)所能表示的最小的數(shù)據(jù)單位，即即1位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù) 。它有兩種狀態(tài)：。它有兩種狀態(tài)：0和和1。(2) 字節(jié)（字節(jié)（Byte）一個(gè)連續(xù)的）一個(gè)連續(xù)的8位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)字節(jié)，即字節(jié)，即1Byte8bit。(3) 字（字（Word） 通常把通常把16位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)字，位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)字，32位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)雙字。位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)雙字。(4) 字長字長 CPU一次能夠處理二進(jìn)制信息的位數(shù)稱為一次能夠處理二進(jìn)制信息的位數(shù)稱為字長，通常也指字長，通常也指CPU與輸入與輸入/輸出設(shè)備或內(nèi)存儲

29、器輸出設(shè)備或內(nèi)存儲器之間一次傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。之間一次傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。14:5345 計(jì)算機(jī)的字長與處理能力和計(jì)算精度有關(guān)。計(jì)算機(jī)的字長與處理能力和計(jì)算精度有關(guān)。 (1)字長越長，計(jì)算精度越高，處理能力越強(qiáng)，但計(jì)算機(jī)的結(jié)字長越長，計(jì)算精度越高，處理能力越強(qiáng)，但計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)也變得更復(fù)雜。構(gòu)也變得更復(fù)雜。(2) CPU的字長有的字長有1位、位、4位、位、8位、位、16位、位、32位和位和64位，對應(yīng)位，對應(yīng)的計(jì)算機(jī)就是的計(jì)算機(jī)就是1位機(jī)、位機(jī)、4位機(jī)、位機(jī)、8位機(jī)、位機(jī)、16位機(jī)、位機(jī)、32位機(jī)和位機(jī)和64位機(jī)。位機(jī)。 本書所介紹的本書所介紹的80C51系列單片機(jī)就是系列單片機(jī)就是8位機(jī)

30、，這意味著如果位機(jī)，這意味著如果要處理要處理16位數(shù)據(jù)的話就應(yīng)分兩次處理。位數(shù)據(jù)的話就應(yīng)分兩次處理。 14:53462.存儲器存儲器 存儲器由許多存儲單元組成，在存儲器由許多存儲單元組成，在8位字長的微機(jī)中，位字長的微機(jī)中，每個(gè)存儲單元存放每個(gè)存儲單元存放8位二進(jìn)制代碼，即存放一個(gè)字位二進(jìn)制代碼，即存放一個(gè)字節(jié)節(jié)(Byte)。14:5347存儲器的一個(gè)重要指標(biāo)是容量。存儲器的一個(gè)重要指標(biāo)是容量。假如存儲器有假如存儲器有256個(gè)單元，每個(gè)單元存放個(gè)單元，每個(gè)單元存放8位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)那么該存儲器容量為那么該存儲器容量為256字節(jié)，或字節(jié)，或2568位。位。計(jì)算機(jī)中各種存儲容量的單位都是用字節(jié)

31、（計(jì)算機(jī)中各種存儲容量的單位都是用字節(jié)（Byte簡為簡為B）來表示，此外還有來表示，此外還有KB、MB、GB，他們的關(guān)系是：，他們的關(guān)系是：1KB1024B210B，1MB1024KB220B，1GB1024MB 230B 。 14:5348存儲器的讀寫操作：存儲器的讀寫操作： (1)計(jì)算機(jī)工作時(shí)，將數(shù)據(jù)存入存儲器的過程稱為計(jì)算機(jī)工作時(shí)，將數(shù)據(jù)存入存儲器的過程稱為“寫寫”操作。操作。(2) CPU從存儲器中取數(shù)據(jù)的過程為從存儲器中取數(shù)據(jù)的過程為“讀讀”操作。操作。(3)寫入存儲單元的數(shù)據(jù)取代了原有的數(shù)據(jù)，而且寫入存儲單元的數(shù)據(jù)取代了原有的數(shù)據(jù)，而且在下一個(gè)新的數(shù)據(jù)寫入之前一直保留著，即存在下一

32、個(gè)新的數(shù)據(jù)寫入之前一直保留著，即存儲器具有記憶數(shù)據(jù)的功能。儲器具有記憶數(shù)據(jù)的功能。(4)在執(zhí)行讀操作后，存儲單元中原有的內(nèi)容不變，在執(zhí)行讀操作后，存儲單元中原有的內(nèi)容不變，即存儲器的讀出是非破壞性的。即存儲器的讀出是非破壞性的。14:5349存儲單元的地址和容量的關(guān)系：存儲單元的地址和容量的關(guān)系： (1)為了便于讀、寫操作，要對存儲器所有單為了便于讀、寫操作，要對存儲器所有單元按順序編號，這種編號就是存儲單元的元按順序編號，這種編號就是存儲單元的地址。地址。(2) 地址的二進(jìn)制位數(shù)地址的二進(jìn)制位數(shù)N與存儲容量與存儲容量Q之間的之間的關(guān)系是：關(guān)系是：Q2N。14:53503.輸入輸入/輸出接口電

33、路輸出接口電路(1) I/O接口是溝通接口是溝通CPU與外圍設(shè)備的不可缺與外圍設(shè)備的不可缺少的重要部件。少的重要部件。(2) 外部設(shè)備種類繁多，其運(yùn)行速度、數(shù)據(jù)形外部設(shè)備種類繁多，其運(yùn)行速度、數(shù)據(jù)形式、電平等各不相同，常常與式、電平等各不相同，常常與CPU不一致，不一致，所以要用所以要用I/O接口作橋梁，起到信息轉(zhuǎn)換與接口作橋梁，起到信息轉(zhuǎn)換與協(xié)調(diào)的作用。協(xié)調(diào)的作用。14:53514.總線總線 總線（總線（Bus）是在微型計(jì)算機(jī)各芯片之間或芯片內(nèi)）是在微型計(jì)算機(jī)各芯片之間或芯片內(nèi)部各部件之間傳輸信息的一組公共通信線。部各部件之間傳輸信息的一組公共通信線。各芯片之間的一組各芯片之間的一組8位總線

34、位總線 14:5352 根據(jù)傳遞信息種類，總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控根據(jù)傳遞信息種類，總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。制總線。(1)地址總線地址總線AB（Address Bus）是）是CPU用于給存儲器或輸入用于給存儲器或輸入/輸出接口發(fā)送地址信息的單向通信總線，以選擇相應(yīng)的存輸出接口發(fā)送地址信息的單向通信總線，以選擇相應(yīng)的存儲單元或寄存器。地址總線的寬度（根數(shù)）決定了儲單元或寄存器。地址總線的寬度（根數(shù)）決定了CPU的的尋址范圍（即尋址范圍（即CPU所能訪問的存儲單元的個(gè)數(shù)）。所能訪問的存儲單元的個(gè)數(shù)）。(2)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）是用于實(shí)現(xiàn)）是用于實(shí)現(xiàn)CPU、存

35、儲器及、存儲器及I/O接口之間數(shù)據(jù)信息交換的雙向通信總線。接口之間數(shù)據(jù)信息交換的雙向通信總線。 (3) 控制總線控制總線CB（Control Bus）是傳輸各種控制信號的單向）是傳輸各種控制信號的單向總線，其中有的用于傳送從總線，其中有的用于傳送從CPU發(fā)出的信息；有的是其它發(fā)出的信息；有的是其它部件發(fā)給部件發(fā)給CPU的信息。的信息。14:53531.2.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)框圖微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)框圖14:53541.2.4 微型計(jì)算機(jī)軟件微型計(jì)算機(jī)軟件1. 軟件定義軟件定義 硬件：是在執(zhí)行任務(wù)過程中相對固定的一種物質(zhì)體現(xiàn)。硬件：是在執(zhí)行任務(wù)過程中相對固定的一種物質(zhì)體現(xiàn)。

36、軟件：則是在執(zhí)行任務(wù)過程中比較靈活的信息的體現(xiàn)，軟件：則是在執(zhí)行任務(wù)過程中比較靈活的信息的體現(xiàn)，即指使用和管理計(jì)算機(jī)的各種程序即指使用和管理計(jì)算機(jī)的各種程序(Program)。2.指令指令 指令：控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種操作的命令稱為指令。指令：控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種操作的命令稱為指令。操作碼：表示該指令執(zhí)行何種操作。操作碼：表示該指令執(zhí)行何種操作。 操作數(shù)：表示參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)或操作數(shù)：表示參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在的地址數(shù)據(jù)所在的地址3. 程序 程序：一系列指令的有序集合稱為程序。程序：一系列指令的有序集合稱為程序。程序設(shè)計(jì)：編制程序的過程稱為程序設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)：編制程序的過程稱為程序設(shè)計(jì)。 14:53

37、554.機(jī)器語言、匯編語言和高級語言 (1) 匯編語言：用助記符匯編語言：用助記符(通常是指令功能的英文縮寫通常是指令功能的英文縮寫)表示表示操作碼、用字符操作碼、用字符(字母、數(shù)字、符號字母、數(shù)字、符號)表示操作數(shù)的指令稱為表示操作數(shù)的指令稱為匯編指令。用匯編指令編制的程序稱為匯編語言程序。匯編指令。用匯編指令編制的程序稱為匯編語言程序。 特點(diǎn)：這種程序占用存儲器單元少，執(zhí)行速度較快，能夠特點(diǎn)：這種程序占用存儲器單元少，執(zhí)行速度較快，能夠準(zhǔn)確掌握執(zhí)行時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制，因此特別適用于實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握執(zhí)行時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制，因此特別適用于實(shí)時(shí)控制?？刂?。 然而匯編語言是面向機(jī)器的語言，各種計(jì)算

38、機(jī)的匯編語然而匯編語言是面向機(jī)器的語言，各種計(jì)算機(jī)的匯編語言是不同的，必須對所用機(jī)器的結(jié)構(gòu)、原理和指令系統(tǒng)比較言是不同的，必須對所用機(jī)器的結(jié)構(gòu)、原理和指令系統(tǒng)比較清楚，才能編寫出它的各種匯編語言程序，而且不能通用于清楚，才能編寫出它的各種匯編語言程序，而且不能通用于其他機(jī)器，這是匯編語言的不足之處。其他機(jī)器，這是匯編語言的不足之處。14:5356(2) 高級語言：為使用戶編程容易，程序中所用的語句與實(shí)際高級語言：為使用戶編程容易，程序中所用的語句與實(shí)際更接近，而且使用戶不必了解具體的機(jī)器，就能編程，使編更接近，而且使用戶不必了解具體的機(jī)器，就能編程，使編出的程序通用性更強(qiáng)，于是產(chǎn)生了高級語言。

39、出的程序通用性更強(qiáng)，于是產(chǎn)生了高級語言。 常用的高級語言有常用的高級語言有BASIC、FORTRAN、C等。等。 特點(diǎn)：高級語言是面向過程的語言，用高級語言編寫程序時(shí)特點(diǎn)：高級語言是面向過程的語言，用高級語言編寫程序時(shí)主要著眼于算法，而不必了解計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，主要著眼于算法，而不必了解計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，因此易學(xué)易用。高級語言是獨(dú)立于機(jī)器的，一般地說，同一因此易學(xué)易用。高級語言是獨(dú)立于機(jī)器的，一般地說，同一個(gè)程序可在任何種類的機(jī)器中使用。個(gè)程序可在任何種類的機(jī)器中使用。 應(yīng)用：高級語言適用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理等方面應(yīng)用：高級語言適用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理等方面 。 14:53

40、57(3) 機(jī)器語言：二進(jìn)制代碼形式的程序就是機(jī)器語言程序。機(jī)器語言：二進(jìn)制代碼形式的程序就是機(jī)器語言程序。二進(jìn)制代碼形式的指令又稱機(jī)器指令或機(jī)器碼。匯編指令與二進(jìn)制代碼形式的指令又稱機(jī)器指令或機(jī)器碼。匯編指令與機(jī)器指令具有一一對應(yīng)的關(guān)系，機(jī)器指令具有一一對應(yīng)的關(guān)系，特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)最終執(zhí)行的都是機(jī)器語言程序。特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)最終執(zhí)行的都是機(jī)器語言程序。 機(jī)器語言只有機(jī)器語言只有0和和1兩個(gè)符號，用它來直接編寫程序十分困兩個(gè)符號，用它來直接編寫程序十分困難。因此，往往先用匯編語言或高級語言編寫程序，然后再難。因此，往往先用匯編語言或高級語言編寫程序，然后再轉(zhuǎn)換成目標(biāo)程序。轉(zhuǎn)換成目標(biāo)程序。 14:535

41、8(4) 幾個(gè)概念：幾個(gè)概念：源程序：匯編語言程序與高級語言程序統(tǒng)稱為源程序源程序：匯編語言程序與高級語言程序統(tǒng)稱為源程序目標(biāo)程序：機(jī)器語言程序又稱為目標(biāo)程序。目標(biāo)程序：機(jī)器語言程序又稱為目標(biāo)程序。匯編：將匯編語言程序翻譯成目標(biāo)程序的過程稱為匯編。匯編：將匯編語言程序翻譯成目標(biāo)程序的過程稱為匯編。手工匯編：由編程人員對照指令表，一條一條查找、翻譯的手工匯編：由編程人員對照指令表，一條一條查找、翻譯的方法稱為手工匯編。方法稱為手工匯編。機(jī)器匯編：由計(jì)算機(jī)自動完成匯編語言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言的稱機(jī)器匯編：由計(jì)算機(jī)自動完成匯編語言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言的稱為機(jī)器匯編。為機(jī)器匯編。匯編程序：機(jī)器匯編時(shí)用到的軟件稱為

42、匯編程序。匯編程序：機(jī)器匯編時(shí)用到的軟件稱為匯編程序。編譯程序：高級語言轉(zhuǎn)換成機(jī)器語言的工作只能由計(jì)算機(jī)完編譯程序：高級語言轉(zhuǎn)換成機(jī)器語言的工作只能由計(jì)算機(jī)完成，轉(zhuǎn)換時(shí)所用的軟件為編譯程序。成，轉(zhuǎn)換時(shí)所用的軟件為編譯程序。14:53595、程序分類、程序分類計(jì)算機(jī)軟件示意圖計(jì)算機(jī)軟件示意圖14:53601.3 微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)知識微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)知識 在數(shù)字電子計(jì)算機(jī)中，無論是大型計(jì)算機(jī)還是單片在數(shù)字電子計(jì)算機(jī)中，無論是大型計(jì)算機(jī)還是單片微型計(jì)算機(jī)，都是將所有的信息作為數(shù)值進(jìn)行處理微型計(jì)算機(jī)，都是將所有的信息作為數(shù)值進(jìn)行處理的，包括數(shù)字的，包括數(shù)字(如如7、-8、4)，英文字符，英文字

43、符(如如A、B、k、m)，各種符號，各種符號(如如+、-、%、)。14:5361一個(gè)數(shù)值，可以用不同進(jìn)制的數(shù)表示。一個(gè)數(shù)值，可以用不同進(jìn)制的數(shù)表示。1. 十進(jìn)制十進(jìn)制日常習(xí)慣使用日常習(xí)慣使用2. 二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)字計(jì)算機(jī)最終均是用二進(jìn)制數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字計(jì)算機(jī)最終均是用二進(jìn)制數(shù)實(shí)現(xiàn)的的3.十六進(jìn)制十六進(jìn)制和二進(jìn)制轉(zhuǎn)換很方便和二進(jìn)制轉(zhuǎn)換很方便4. 八進(jìn)制、十二進(jìn)制、六十進(jìn)制等八進(jìn)制、十二進(jìn)制、六十進(jìn)制等 1.3.1 數(shù)制的概念數(shù)制的概念14:5362為了表示不同的數(shù)制，可以在數(shù)的后面放一個(gè)英文字母為了表示不同的數(shù)制，可以在數(shù)的后面放一個(gè)英文字母作為標(biāo)識符。作為標(biāo)識符。1. 二進(jìn)制數(shù)用二進(jìn)制數(shù)用B(Bina

44、ry)2. 十六進(jìn)制數(shù)用十六進(jìn)制數(shù)用H(Hexdecimal)3. 十進(jìn)制數(shù)用十進(jìn)制數(shù)用D(Decimal)，D可以省略不用，即不帶標(biāo)可以省略不用，即不帶標(biāo)識符的數(shù)是十進(jìn)制數(shù)。識符的數(shù)是十進(jìn)制數(shù)。 也可以在數(shù)的右下方加一個(gè)小數(shù)字說明，例：也可以在數(shù)的右下方加一個(gè)小數(shù)字說明，例：(1011011)2，(896)10，(896)16。如何區(qū)分不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制的數(shù)字如何區(qū)分不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制的數(shù)字?jǐn)?shù)制的基：計(jì)數(shù)制中所具有的數(shù)碼的個(gè)數(shù)。數(shù)制的基：計(jì)數(shù)制中所具有的數(shù)碼的個(gè)數(shù)。數(shù)制的權(quán)：計(jì)數(shù)制中每一位所具有的值。數(shù)制的權(quán)：計(jì)數(shù)制中每一位所具有的值。14:53631 、十進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù) 特點(diǎn)：有十個(gè)不同的數(shù)字符

45、號：特點(diǎn)：有十個(gè)不同的數(shù)字符號：0、1、2、39。 逢十進(jìn)位，即各位的權(quán)是以十為底的冪。逢十進(jìn)位，即各位的權(quán)是以十為底的冪。一般表達(dá)式：一般表達(dá)式：121012101010.1010nnnnDDDDD11221010.10mmDDD110imii nD 1.3.2 與計(jì)算機(jī)有關(guān)的數(shù)制與計(jì)算機(jī)有關(guān)的數(shù)制其中其中m、n為正整數(shù)，為正整數(shù)，i表示數(shù)字符號所在的位，表示數(shù)字符號所在的位，Di是第是第i位的位的數(shù)碼，數(shù)碼，10i表示第表示第i位的位權(quán)。位的位權(quán)。14:5364 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)398.6可表示為：可表示為： 398.6310291018100610-1 例：例：14:53652.二進(jìn)制數(shù)

46、二進(jìn)制數(shù)特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1) 有兩個(gè)不同的數(shù)字符號：有兩個(gè)不同的數(shù)字符號：0、1。 (2) 逢二進(jìn)位，即各位的權(quán)是以逢二進(jìn)位，即各位的權(quán)是以2為底的冪。為底的冪。一般表達(dá)式：一般表達(dá)式：其中其中m、n為正整數(shù)，為正整數(shù)，i表示數(shù)字符號所在的位，表示數(shù)字符號所在的位，Bi是第是第i位的位的數(shù)碼，數(shù)碼，2i表示第表示第i位的位權(quán)。位的位權(quán)。11210121210222.2222.nnmnnmB BBBBBBBB 12imii nB 14:5366二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)111.1B可表示為：可表示為：111.1B122121120121例例14:53673.十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1) 有十六個(gè)不

47、同的數(shù)字符號：有十六個(gè)不同的數(shù)字符號：09、AF。 (2)逢十六進(jìn)位，即各位的權(quán)是以十六為底逢十六進(jìn)位，即各位的權(quán)是以十六為底的冪。的冪。表達(dá)式：表達(dá)式：其中其中m、n為正整數(shù)，為正整數(shù)，i表示數(shù)字符號所在的位，表示數(shù)字符號所在的位，Hi是第是第i位的位的數(shù)碼，數(shù)碼，16i表示第表示第i位的位權(quán)。位的位權(quán)。1121012121021616.16161616.16nnmnnmHHHHHHHH 116imii nH 14:5368 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)18AF.CBH可表示為：可表示為：18AF.CBH11638162A161F160 C161B162 例：例：14:5369十、二、十六進(jìn)制數(shù)之間

48、的對應(yīng)關(guān)系十、二、十六進(jìn)制數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)000000810008100011910019200102101010A300113111011B401004121100C501015131101D601106141110E701117151111F14:53701. 二進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 方法是：將二進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)寫成按權(quán)展開式，方法是：將二進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)寫成按權(quán)展開式，然后各項(xiàng)相加，則得相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。然后各項(xiàng)相加，則得相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。1.

49、3.3 數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換10101.1011B124+122+120+12-1+12-3 +12-421.6875例例1-1 把二進(jìn)制數(shù)把二進(jìn)制數(shù)10101.1011B轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。14:5371 0F3DHF1623161D160152563161313901例例1-2 把十六進(jìn)制數(shù)把十六進(jìn)制數(shù)0F3DH轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。14:5372 2. 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分方法是：采用除整數(shù)部分方法是：采用除2取余法取余法小數(shù)部分方法是：采用乘小數(shù)部分方法是：采用乘2取整法取整法先采用除先采

50、用除2取余法將取余法將19轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)例例1-3 把十進(jìn)制數(shù)把十進(jìn)制數(shù)19.625轉(zhuǎn)換成為對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換成為對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)。所以所以 19=10011B14:5373再采用乘再采用乘2取整法將取整法將0.625轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)所以所以0.625=0.101B因此十進(jìn)制數(shù)因此十進(jìn)制數(shù)19.62510011.101B 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)的方法十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)的方法:將基數(shù)將基數(shù)2換成換成16即可。即可。14:53744位二進(jìn)制數(shù)與位二進(jìn)制數(shù)與1位十六進(jìn)制數(shù)一一對應(yīng)位十六進(jìn)制數(shù)一一對應(yīng)例例1-4 將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)1111000111.100101B轉(zhuǎn)換成為

51、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成為十六進(jìn)制數(shù) 。1111000111.100101B0011 1100 0111.1001 0100B3C7.94H 注意：位數(shù)不夠時(shí)要補(bǔ)注意：位數(shù)不夠時(shí)要補(bǔ)03.二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換例例1-5 將十六進(jìn)制數(shù)將十六進(jìn)制數(shù)2FB5H轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)2FB5H0010 1111 1011 0101B10111110110101B14:53751.3.4 碼制的概念碼制的概念1. 計(jì)算機(jī)中帶符號數(shù)的表示計(jì)算機(jī)中帶符號數(shù)的表示 在字長為在字長為8位的微型計(jì)算機(jī)中，一個(gè)數(shù)用位的微型計(jì)算機(jī)中，一個(gè)數(shù)用8位二進(jìn)制數(shù)表位二進(jìn)制數(shù)表示。

52、示。 如果計(jì)算機(jī)處理的是無符號數(shù)，如果計(jì)算機(jī)處理的是無符號數(shù)，8位二進(jìn)制數(shù)的位二進(jìn)制數(shù)的8位數(shù)符位數(shù)符都表示數(shù)值。都表示數(shù)值。 從從0000 0000B、0000 0001B到到1111 1111B，表示的無符，表示的無符號數(shù)數(shù)值從號數(shù)數(shù)值從0、1到到255。 8位二進(jìn)制數(shù)表示的無符號數(shù)范圍是位二進(jìn)制數(shù)表示的無符號數(shù)范圍是0255。14:5376 很多場合，數(shù)有正負(fù)之分，稱為帶符號數(shù)。很多場合，數(shù)有正負(fù)之分，稱為帶符號數(shù)。 在計(jì)算機(jī)中，符號在計(jì)算機(jī)中，符號“+”“+”、“-”“-”要用要用1 1位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)表示。表示。8 8位微型計(jì)算機(jī)中約定：最高位位微型計(jì)算機(jī)中約定：最高位D7D7表示符號，其他表示符號，其他7 7位位表示數(shù)值。表示數(shù)值。D7D7l l 表示負(fù)數(shù)，表示負(fù)數(shù)，D7D70 0 表示正數(shù)。表示正數(shù)。連同符號位一起數(shù)值化了的數(shù)，稱為機(jī)器數(shù)。連同符號位一起數(shù)值化了的數(shù)，稱為機(jī)器數(shù)。機(jī)器數(shù)所表示的真實(shí)的數(shù)值，稱為真值。機(jī)器數(shù)所表示的真實(shí)的數(shù)值，稱為真值。 14:5377 真值真值 機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù) B（+