第一章 認(rèn)識(shí)單片機(jī)

嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)教師：王楚月第一章認(rèn)識(shí)單片機(jī)1.1計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼1.4單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)1.1計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展1946-1958:第一代電子管計(jì)算機(jī)。磁鼓存儲(chǔ)器，機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言編程。世界上第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)ENIAC。1958-1964:第二代晶體管計(jì)算機(jī)。磁芯作主存儲(chǔ)器,磁盤(pán)作外存儲(chǔ)器，開(kāi)始使用高級(jí)語(yǔ)言編程。1964-1971:第三代集成電路計(jì)算機(jī)。使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，出現(xiàn)多終端計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。1971-1980:第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。出現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)、單片微型計(jì)算機(jī)，外部設(shè)備多樣化。1981-:第五代人工智能計(jì)算機(jī)。模擬人的智能和交流方式。1、計(jì)算機(jī)發(fā)展/124/ENIAC長(zhǎng)30.48米，寬6米，高2.4米，占地面積約170平方米，30個(gè)操作臺(tái)，重達(dá)30英噸，耗電量150千瓦，造價(jià)48萬(wàn)美元。它包含了17,468根真空管（電子管）7,200根晶體二極管，1,500個(gè)中轉(zhuǎn)，70,000個(gè)電阻器，10,000個(gè)電容器，1500個(gè)繼電器，6000多個(gè)開(kāi)關(guān)，計(jì)算速度是每秒5000次加法或400次乘法，是使用繼電器運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電式計(jì)算機(jī)的1000倍、手工計(jì)算的20萬(wàn)倍。1.1計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展電子管1.1計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展晶體管1.1計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展電子器件發(fā)展1.1計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展（1）運(yùn)算速度快,計(jì)算能力強(qiáng)（2）計(jì)算精度高（3）具有記憶功能（4）具有邏輯判斷功能（5）高度自動(dòng)化2、計(jì)算機(jī)特點(diǎn)1.1計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展微型化─便攜式、低功耗巨型化─尖端科技領(lǐng)域的信息處理，需要超大容量、高速度智能化─模擬人類(lèi)大腦思維和交流方式，多種處理能力網(wǎng)絡(luò)化─網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和信息高速公路多機(jī)系統(tǒng)─大型設(shè)備、生產(chǎn)流水線集中管理(獨(dú)立控制、 故障分散、資源共享)3、計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)1.1計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1、硬件系統(tǒng)1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（1）中央處理器

中央處理器（Central

Processing

Unit，CPU）主要包括運(yùn)算器（ALU）和控制器（CU）兩大部件，是計(jì)算機(jī)的核心部件。主要指標(biāo)有：CPU字長(zhǎng)運(yùn)算速度工作頻率①

運(yùn)算器：是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件：與、或、非。②

控制器：從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令并對(duì)指令進(jìn)行分析、判斷，并根據(jù)指令發(fā)出相應(yīng)的各種控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)的有關(guān)設(shè)備或電子器件有條不紊地協(xié)調(diào)工作，保證計(jì)算機(jī)能自動(dòng)、連續(xù)地工作。1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（2）存儲(chǔ)器

具有記憶能力的部件，用來(lái)保存程序和數(shù)據(jù)。分類(lèi)：

內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器按位置分有內(nèi)存（或主存）和外存。前者暫時(shí)存儲(chǔ)，速度快，容量小。后者長(zhǎng)期存儲(chǔ)，速度慢，容量大。操作：

寫(xiě)入操作和讀出操作1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（3）輸入/輸出接口（I/O接口）完成外設(shè)與CPU的連接；轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)傳送速度；轉(zhuǎn)換電平；將I/O設(shè)備的狀態(tài)信息反饋給CPU等。常用設(shè)備：（輸入）鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、掃描儀等。（輸出）顯示器、打印機(jī)等。1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（4）總線（Bus）總線是將CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口等相對(duì)獨(dú)立的功能部件連接起來(lái)，并傳送信息的公共通道。數(shù)據(jù)總線DB（DataBus）：雙向通信總線。地址總線AB（AddressBus）：?jiǎn)蜗蛲ㄐ趴偩€。控制總線CB（ControlBus）：?jiǎn)蜗蛲ㄐ趴偩€。1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)AB

即Address

Bus；又稱(chēng)：位址總線，是由

CPU

或有

DMA

能力的單元，用來(lái)溝通這些單元想要存取(讀取/寫(xiě)入)電腦內(nèi)存元件/地方的實(shí)體位址。DB（DataBus）：數(shù)據(jù)總據(jù)總線，用于傳送數(shù)據(jù)信息。數(shù)線是雙向三態(tài)形式的總線，即它既可以把CPU的數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器或輸入輸出接口等其它部件，也可以將其它部件的數(shù)據(jù)傳送到CPU。CB（ControlBus）：控制總線?？刂瓶偩€主要用來(lái)傳送控制信號(hào)和時(shí)序信號(hào)?？刂菩盘?hào)中，有的是微處理器送往存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備接口電路的，如讀/寫(xiě)信號(hào)，片選信號(hào)、中斷響應(yīng)信號(hào)等；也有是其它部件反饋給CPU的，比如：中斷申請(qǐng)信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、總線請(qǐng)求信號(hào)、限備就緒信號(hào)等。1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2、軟件系統(tǒng)（1）系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件通常是用來(lái)有效地運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、給應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)與運(yùn)行提供支持、為用戶(hù)管理與使用計(jì)算機(jī)提供方便的一類(lèi)軟件。主要有操作系統(tǒng)、各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其解釋、編譯系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。（2）應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是指利用計(jì)算機(jī)及系統(tǒng)軟件為解決各種實(shí)際問(wèn)題而編制的、具有專(zhuān)門(mén)用途的計(jì)算機(jī)程序。主要有各種字處理軟件、各種用于科學(xué)計(jì)算的軟件包、計(jì)算機(jī)輔助軟件、各種圖形軟件等。1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3、微機(jī)和單片機(jī)的概念微機(jī)：微處理器加上同樣采用大規(guī)模集成電路制成的用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，以及與輸入輸出設(shè)備相銜接的輸入輸出接口電路就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)(Microcomputer)。單片機(jī)：如果將微處理器、存儲(chǔ)器和輸入輸出接口電路集成在一塊集成電路芯片上，稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。

1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)(1)PC機(jī)：PC機(jī)系統(tǒng)全力實(shí)現(xiàn)海量高速數(shù)據(jù)處理，兼顧控制功能。(2)單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)全力滿足測(cè)控對(duì)象的測(cè)控功能，兼顧數(shù)據(jù)處理能力。形成兩大分支：1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1、位（Bit）：2、字、字長(zhǎng)、字節(jié)只有“1”和“0”

，計(jì)算機(jī)所能表示的最小數(shù)據(jù)單位。CPU通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線一次存取、加工和傳送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度稱(chēng)為字；通常一個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)（2個(gè)字節(jié)）稱(chēng)為一個(gè)字，四個(gè)字節(jié)稱(chēng)為雙字。字（Word）：1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼字節(jié)（Byte）：一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)稱(chēng)為一個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)處理的最小單位，即以字節(jié)為單位存儲(chǔ)和解釋信息。1KB=210=1024Bytes（字節(jié)）1MB=210KB=220字節(jié)=1048576（字節(jié)）1GB=210MB=230字節(jié)=1073741824（字節(jié)）1TB=210GB=240字節(jié)=1099511627776（字節(jié)）

字長(zhǎng)（WordLength）：

指字的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。是計(jì)算機(jī)一次所能處理的實(shí)際位數(shù)的長(zhǎng)度,是衡量性能的重要指標(biāo)。8位微處理器的字長(zhǎng)為8位,每個(gè)字由1個(gè)字節(jié)構(gòu)成16位微處理器中,每個(gè)字由2個(gè)字節(jié)構(gòu)成32位微處理器中,每個(gè)字由4個(gè)字節(jié)構(gòu)成64位微處理器中,每個(gè)字由8個(gè)字節(jié)構(gòu)成1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼3、指令（Instruction）：

是計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和執(zhí)行的操作命令。一條指令，通常包括兩方面內(nèi)容：操作碼和地址碼。其中，操作碼用來(lái)表征一條指令的操作特性和功能；地址碼給出參與操作的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的地址。4、指令系統(tǒng)（Instructionset）：

是計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和執(zhí)行的全部指令的集合。指令系統(tǒng)一般都包括以下幾大類(lèi)指令：（1）數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令。（2）運(yùn)算類(lèi)指令，包括算術(shù)運(yùn)算指令和邏輯運(yùn)算指令。（3）程序控制類(lèi)指令，主要用于控制程序的流向。（4）輸入/輸出類(lèi)指令，簡(jiǎn)稱(chēng)I/O指令，這類(lèi)指令用于主機(jī)與外設(shè)之間交換信息。5、程序（Program）：

是指令的有序集合。是一組為完成某種任務(wù)而編制的指令集合。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼1.3.1數(shù)制數(shù)制：是按進(jìn)位原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的一種方法，即進(jìn)位計(jì)數(shù)制。十進(jìn)制數(shù)（1）記數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；書(shū)寫(xiě)時(shí)用“D”作后綴（一般省略）。（2）進(jìn)位原則：“逢十進(jìn)一”。（3）按權(quán)展開(kāi)式：1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼二進(jìn)制數(shù)（1）記數(shù)符號(hào)：0、1；書(shū)寫(xiě)時(shí)用“B”作后綴。（2）進(jìn)位原則：“逢二進(jìn)一”；（3）按權(quán)展開(kāi)式：1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼八進(jìn)制數(shù)（1）記數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7；書(shū)寫(xiě)時(shí)用“O”作后綴。（2）進(jìn)位原則：“逢八進(jìn)一”；（3）按權(quán)展開(kāi)式：1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼八進(jìn)制數(shù)（1）記數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7；書(shū)寫(xiě)時(shí)用“O”作后綴。（2）進(jìn)位原則：“逢八進(jìn)一”；（3）按權(quán)展開(kāi)式：十六進(jìn)制數(shù)（1）記數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F；書(shū)寫(xiě)時(shí)用“H”作后綴。（2）進(jìn)位原則：“逢十六進(jìn)一”；（3）按權(quán)展開(kāi)式：1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼記住：十六進(jìn)制與十進(jìn)制、十六進(jìn)制與二進(jìn)制對(duì)應(yīng)關(guān)系。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼1.3.2數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換1.二進(jìn)制及其他進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制的方法是：將二進(jìn)制、八進(jìn)制或十六進(jìn)制寫(xiě)成按權(quán)展開(kāi)式，然后各項(xiàng)相加，則得相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)?！纠堪讯M(jìn)制數(shù)10101.1011B轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。解：10101.1011B

＝1×24＋0×23＋１×22＋0×21＋1×20

＋1×2-1＋1×2-3＋1×2-4

＝21.6875D1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼2.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)是將整數(shù)部分按“除2倒讀余數(shù)法”的原則進(jìn)行轉(zhuǎn)換；小數(shù)部分按“乘2順讀整數(shù)法”的原則進(jìn)行轉(zhuǎn)換?！纠堪咽M(jìn)制數(shù)15.625轉(zhuǎn)換成為對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)。解：所以十進(jìn)制數(shù)15.625＝1111.101B1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼3.二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)時(shí)，從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，分別向左、向右每4位二進(jìn)制數(shù)劃為一組，整數(shù)部分不足4位前面添0，小數(shù)部分不足4位后面添0，然后每一組（4位二進(jìn)制數(shù)）用1位十六進(jìn)制數(shù)代替（4位二進(jìn)制數(shù)與1位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表），小數(shù)點(diǎn)位置保持不變。

【例】二進(jìn)制數(shù)1111000111.100101B轉(zhuǎn)換成為十六進(jìn)制數(shù)。解：

1111000111.100101B＝001111000111.10010100B

＝3C7.94H1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼3.二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí)，1位十六進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)替換，小數(shù)點(diǎn)位置保持不變?！纠繉⑹M(jìn)制數(shù)2F5.CH轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)解：

2F5.CH＝001011110101.1100B

＝1011110101.11B4.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，再將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼1.3.3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1．加法運(yùn)算加法規(guī)則：

0＋0＝0；0＋1＝1；1＋0＝1；1＋1＝10進(jìn)位原則：逢二進(jìn)位?！纠壳?111B與0110B之和。解：0111……（7）

＋）0110……（6）

1101……（13）∴0111B＋0110B＝1101B1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼2．減法運(yùn)算減法規(guī)則：

0－0＝0；1－0＝1；1－1＝0；0－1＝1（借位）【例】求1110B－0101B＝？解：1110……（14）

－）0101……（5）

1001……（9）∴1110B－0101B＝1001B1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼3．乘法運(yùn)算在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都是將乘法作為連續(xù)的加法來(lái)執(zhí)行。其中，自身相加的數(shù)為被乘數(shù)，相加的次數(shù)為乘數(shù)。【例】求1101B×11B＝？解：1101B×11B＝1101B＋1101B＋1101B

＝100111B 4．除法運(yùn)算除法可以歸結(jié)為連續(xù)的減法，即從被除數(shù)中不斷地減去除數(shù)，所減的次數(shù)是相除的商，而剩下的值則是相除的余數(shù)。注意：因?yàn)闇p法可以轉(zhuǎn)換為加法（見(jiàn)二進(jìn)制數(shù)補(bǔ)碼的加減運(yùn)算），所以除法也能轉(zhuǎn)換成加法。這樣，二進(jìn)制數(shù)的加、減、乘、除都可以轉(zhuǎn)換加法運(yùn)算。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼1.3.4二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算1．邏輯與運(yùn)算

運(yùn)算規(guī)則

0∧0＝0；0∧1＝0；1∧0＝0；1∧1＝1

記憶口訣：有0為0，全1為1。2．邏輯或運(yùn)算

運(yùn)算規(guī)則

0∨0＝0；0∨1＝1；1∨0＝1；1∨1＝1

記憶口訣：有1為1，全0為0。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼3．邏輯異或運(yùn)算

運(yùn)算規(guī)則

0⊕0＝0；0⊕1＝1；1⊕0＝1；1⊕1＝0

記憶口訣：相同為0，不同為1（僅指兩位異或運(yùn)算）。4．邏輯非運(yùn)算

運(yùn)算規(guī)則

記憶口訣：取反。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼1.3.5計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示與編碼1．計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示在計(jì)算機(jī)中，為了運(yùn)算的方便，數(shù)的最高位用來(lái)表示正、負(fù)數(shù)。最高位為“0”表示正數(shù)，最高位為“1”表示負(fù)數(shù)。真值:帶“+、－”號(hào)的數(shù)。機(jī)器數(shù):數(shù)碼化了的帶符號(hào)數(shù)。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼【例】正數(shù)59H真值和機(jī)器數(shù)表示法。解：真值的表示法：+1011001B或+59H

機(jī)器數(shù)表示法：01011001B或59H【例】-59H真值和機(jī)器數(shù)表示法。解：真值的表示法：-1011001B或-59H

機(jī)器數(shù)表示法：11011001B或D9H1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼微型計(jì)算機(jī)中一個(gè)符號(hào)數(shù)的機(jī)器數(shù)的表示方法有原碼、反碼、補(bǔ)碼等三種表示法。原碼：用最高位表示符號(hào)位，后面各位表示該數(shù)的絕對(duì)值。（注意：符號(hào)位：0代表＋，1代表-)【例】

（＋56）原碼＝00111000B＝38H

（－56）原碼＝10111000B＝B8H從例題中可以看出：一個(gè)負(fù)數(shù)的原碼只要在其對(duì)應(yīng)的正數(shù)原碼基礎(chǔ)上加80H就可以方便地求出其原碼。（－56）原碼＝（＋56）原碼＋80H＝38H＋80H＝B8H1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼反碼：正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼是在其原碼的基礎(chǔ)上，保留符號(hào)位不變，數(shù)值位各位取反?！纠?/p>

（＋56）反碼＝00111000B＝38H

（－56）反碼＝11000111B＝C7H從例題中可以看出：一個(gè)負(fù)數(shù)的反碼只要在其對(duì)應(yīng)的正數(shù)反碼（即原碼）基礎(chǔ)上各位取反就可以方便地求出其反碼。而取反的方法也很簡(jiǎn)單，只要用FFH去減該數(shù)即可。

（－56）反碼＝FFH-（＋56）原碼＝FFH-38H＝C7H1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼、反碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的基礎(chǔ)上加1即可?！纠?/p>

（＋56）補(bǔ)碼＝00111000B＝38H

（－56）補(bǔ)碼＝（－56）反碼＋1＝C7H＋1＝C8H從求反碼的方法中可以推導(dǎo)：（－56）補(bǔ)碼＝（－56）反碼＋1＝FFH-（＋56）原碼＋1

＝100H-（＋56）原碼＝100H-38H=C8H1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼負(fù)數(shù)原碼、反碼、補(bǔ)碼求法歸納：（負(fù)數(shù)）原碼＝（對(duì)應(yīng)正數(shù)）原碼＋80H（負(fù)數(shù)）反碼＝FFH－（對(duì)應(yīng)正數(shù)）原碼（負(fù)數(shù)）補(bǔ)碼＝100H－（對(duì)應(yīng)正數(shù)）原碼在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)值一律用補(bǔ)碼來(lái)表示和存儲(chǔ)。原因在于，使用補(bǔ)碼，可以將符號(hào)位和數(shù)值域統(tǒng)一處理；同時(shí)，加法和減法也可以統(tǒng)一處理。此外，補(bǔ)碼與原碼相互轉(zhuǎn)換，其運(yùn)算過(guò)程是相同的，不需要額外的硬件電路。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼注意：在原碼和反碼，0有兩種表示法，即＋0和－0的表示法不同；而在補(bǔ)碼中0的表示法只有一種。1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼2.二進(jìn)制編碼BCD碼：用二進(jìn)制數(shù)表示的十進(jìn)制數(shù)稱(chēng)為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)。非壓縮BCD碼：8位碼表示1位十進(jìn)制數(shù)（高4位填0）的編碼。壓縮的BCD碼：8位碼表示2位十進(jìn)制數(shù)（高4位、低4位各代表一位十進(jìn)制數(shù)）。非法碼：4位代碼在1010B~1111B范圍時(shí)。（2個(gè)BCD碼的運(yùn)算可能出現(xiàn)非法碼，這時(shí)要對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。）1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼ASCII碼：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（即ASCII碼）。字符0～9的ASCII碼：30H～39H大寫(xiě)英文字母A～Z的ASCII碼：41H～5AH小寫(xiě)英文字母a～z的ASCII碼：61H～7AH1.3計(jì)算機(jī)的數(shù)制與編碼1.4單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)1.4單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)1、單片機(jī)特點(diǎn)（1）體積小，功耗低，性?xún)r(jià)比高。（2）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。因?yàn)閿?shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送。（3）使用方便，控制功能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)靈活，應(yīng)用廣泛。2、單片機(jī)的應(yīng)用應(yīng)用5、儀表及傳感器1、工控3、辦公自動(dòng)化4、商業(yè)2、家電6、醫(yī)療設(shè)備7、其它1.4單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)控制應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣泛，從實(shí)時(shí)性角度可分為離線應(yīng)用和在線應(yīng)用。軟硬件結(jié)合：軟硬件統(tǒng)籌考慮，不僅要會(huì)編程，還要有硬件的理論和實(shí)踐知識(shí)。應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣：電磁干擾、電源波動(dòng)、沖擊震動(dòng)、高低溫等環(huán)境因素的影響。要考慮芯片等級(jí)選擇、接地技術(shù)、屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)、濾波技術(shù)、抑制反電勢(shì)干擾技術(shù)等。應(yīng)用空間大：工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表、家用電器、信息和通信產(chǎn)品、軍事裝備等領(lǐng)域。

單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)MCS-51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介1、51系列51系列單片機(jī)源于Intel公司的MCS—51系列，在Intel公司將MCS—51系列單片機(jī)實(shí)行技術(shù)開(kāi)放政策之后，許多公司，如Philips、Dallas、Siemens、Atmel、華邦、LG等都以MCS—51中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)8051為基核推出了許多各具特色、具有優(yōu)異性能的單片機(jī)。這樣，把這些廠家以8051為基核推出的各種型號(hào)的兼容型單片機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為51系列單片機(jī)。Intel公司MCS—51系列單片機(jī)中的8051是其中最基礎(chǔ)的單片機(jī)型號(hào)。1.4單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)（1）STC89系列STC89系列單片機(jī)是深圳宏晶科技公司的產(chǎn)品。它是MCS—51系列的派生產(chǎn)品，具有高速（最高90MHz）、超低功耗、超強(qiáng)抗干擾、加密性強(qiáng)、在系統(tǒng)中可編程、無(wú)須編程器和仿真器等特點(diǎn)。

事實(shí)上STC是美國(guó)公司開(kāi)發(fā)的，技術(shù)賣(mài)給深圳宏晶科技公司，宏晶現(xiàn)在委托臺(tái)灣megawin貼牌生產(chǎn)。宏晶自己銷(xiāo)售。宏晶科技/1.4單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)（2）C8051F系列C8051F系列單片機(jī)是Cygnal（已被SiliconLab，即芯科實(shí)驗(yàn)室收購(gòu)）公司的產(chǎn)品。該系列的單片機(jī)大部分指令都可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成，同時(shí)還增加了中斷源、復(fù)位源的數(shù)量，帶有JTAG接口，可實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程調(diào)試，還可實(shí)現(xiàn)捕捉、高速輸出及PWM功能，是51單片機(jī)中的高端產(chǎn)品。JTAG接口：

JointTestActionGroup，聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組，是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議（IEEE1149.1兼容），主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試?，F(xiàn)在多數(shù)的高級(jí)器件都支持JTAG協(xié)議，如DSP、FPGA器件等。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。)

現(xiàn)在，JTAG接口還常用于實(shí)現(xiàn)ISP（In-SystemProgrammable，在線編程），對(duì)FLASH等器件進(jìn)行編程。JTAG編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對(duì)芯片進(jìn)行預(yù)編程現(xiàn)再裝到板上因此而改變，簡(jiǎn)化的流程為先固定器件到電路板上，再用JTAG編程，從而大大加快工程進(jìn)度。

1.4單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)（3）LPC系列LPC系列單片機(jī)是PHLIPS公司的產(chǎn)品，是基于51內(nèi)核的微控制器，每機(jī)器周期只要6個(gè)時(shí)鐘，比標(biāo)準(zhǔn)51快一倍；嵌入了掉電檢測(cè)、模擬、片內(nèi)RC振蕩器等功能，且具有低功耗，成本低的特點(diǎn)。1.4單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)2、PIC系列PIC（PeripheralInterfaceController），系列單片機(jī)是美國(guó)Microchip公司的產(chǎn)品。其最大的特點(diǎn)是不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，靠發(fā)展多種型號(hào)來(lái)滿足不同層次的應(yīng)用要求。就實(shí)際而言，不同的應(yīng)用對(duì)單片機(jī)功能和資源的需求也是不同的。

CISC（復(fù)雜指令集）結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線和指令線分時(shí)復(fù)用，即所謂馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)。它的指令豐富，功能較強(qiáng)，但取指令和取數(shù)據(jù)不能同時(shí)進(jìn)行，速度受限，價(jià)格亦高。屬于CISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)有Motorola的M68HC系列、Atmel的AT89系列、臺(tái)灣Winbond（華邦）W78系列、荷蘭Philips的PCF80C51系列等；

RISC（精簡(jiǎn)指令集）結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線和指令線分離，即所謂哈佛結(jié)構(gòu)。的有Intel8051系列、Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韓國(guó)三星公司的KS57C系列4位單片機(jī)、臺(tái)灣義隆的EM-78系列等。3、AVR系列PIC（PeripheralInterfaceController），系列單片機(jī)是美國(guó)Microchip公司的產(chǎn)品。其最大的特點(diǎn)是不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，靠發(fā)展多種型號(hào)來(lái)滿足不同層次的應(yīng)用要求。就實(shí)際而言，不同的應(yīng)用對(duì)單片機(jī)功能和資源