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文檔簡(jiǎn)介
單片微機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第1頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三2一、簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:§1-1單片機(jī)概述集成電路
電子管晶體管大規(guī)模集成電路
計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向:一是向高檔機(jī)方向發(fā)展,高速、高性能二是向微型化方向發(fā)展,可靠、價(jià)廉、體積小
單片機(jī)是計(jì)算機(jī)微型化發(fā)展的一個(gè)分支,其含義:
●單片微型計(jì)算機(jī)SCM(Singlechipmicrocomputer)第2頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三3
●微控制器(Microcontroller),簡(jiǎn)寫為MCU
MicrocontrollerUnit
●嵌入式單片機(jī)(EmbeddedMicrocontroller)定義:?jiǎn)纹瑱C(jī)是由微型計(jì)算機(jī)(PC機(jī))發(fā)展而來(lái),把CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口電路集成在一塊芯片上,具有存儲(chǔ)、運(yùn)算、輸入輸出功能的計(jì)算機(jī)。二、單片機(jī)的發(fā)展歷程經(jīng)歷了4位機(jī)、8位低檔機(jī)、8位高檔機(jī)、16位機(jī)等
●4位機(jī)——1975年由美國(guó)Taxas儀器公司推出,主要用于儀表方面?!竦蜋n8位機(jī)——1976~1978年由Intel公司開(kāi)發(fā)的MCS-48系列低檔8位機(jī),用于工業(yè)控制,推廣很快第3頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三4
●高檔8位機(jī)——1978~1983年由Intel公司推出的第二代單片機(jī)MCS-51系列高檔8位機(jī),應(yīng)用更廣泛?!?6位機(jī)——1983年Intel公司推出的MCS-96系列16位機(jī),有準(zhǔn)16位機(jī)8098/8398/8798(內(nèi)部運(yùn)算為16位,外部接口為8位)及完全的16位機(jī)80C196?!?2位機(jī)——也在不斷出現(xiàn)并投入使用。三、單片機(jī)的應(yīng)用
1、工業(yè)控制——數(shù)控機(jī)床,數(shù)據(jù)采集,測(cè)控系統(tǒng)
2、智能儀表
3、家用電器——模糊控制全自動(dòng)洗衣機(jī)
4、電信產(chǎn)品——手機(jī),通信產(chǎn)品
返回第4頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三5一、數(shù)制及轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)的進(jìn)位制,計(jì)數(shù)方法用不同的基數(shù)作為計(jì)數(shù)的體制,有十進(jìn)制,二進(jìn)制等§1-2數(shù)制和碼制
1、十進(jìn)制(Decimal)
以10為基數(shù),用0、1、2……9表示,逢十進(jìn)一,如:
1275=1×103+2×102+7×101+5×100
上式叫按權(quán)展開(kāi)式
2、二進(jìn)制(Binary)
以2為基數(shù),用0、1兩個(gè)數(shù)碼表示,逢二進(jìn)一
10011B=1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=19
十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制用“除2取余逆排法”第5頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三6
3、十六進(jìn)制(Hexadecimal)
用0、1……9、A、B、C、D、E、F表示,逢十六進(jìn)一
1個(gè)16進(jìn)制數(shù)寫成4位2進(jìn)制數(shù),叫“一拉四”
4E6H=010011100110B
反過(guò)來(lái),4位2進(jìn)制數(shù)寫成1位16進(jìn)制數(shù),叫“四合一”
101011110011B=AF3H
16進(jìn)制數(shù)是2進(jìn)制數(shù)的縮寫,要注意后綴標(biāo)識(shí)
16進(jìn)制與10進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換通過(guò)2進(jìn)制進(jìn)行:
(十六進(jìn)制數(shù))
(十進(jìn)制數(shù))
二進(jìn)制數(shù)第6頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三7二、帶符號(hào)數(shù)的表示
計(jì)算機(jī)中符號(hào)是如何處理的?用數(shù)據(jù)的最高位作符號(hào)位,該位為0表示正,1為負(fù)無(wú)符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)8位數(shù)據(jù)表示數(shù)的范圍:00H~7FH,表示正數(shù)+0~+12780H~FFH,表示負(fù)數(shù)-0~-12716位數(shù)據(jù)表示數(shù)的范圍:0000H~7FFFH,+0~+327678000H~FFFFH,-0~-32767
D7
D6D5D4D3D2D1D0符號(hào)位數(shù)值位
例如:+74=01001010B=4AH-74=11001010B=CAH第7頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三8三、原碼、反碼、補(bǔ)碼
1、原碼真值的概念X=+5=+0000101B
X=-5=-0000101B
由真值求原碼[X]原
=[±5]原=
00000101B
10000101B
2、反碼
如:[-24]反
=[10011000B]反=
11100111B
正數(shù)的反碼=原碼負(fù)數(shù)的反碼=符號(hào)位不變,其它位按位求反
3、補(bǔ)碼
如:[-24]補(bǔ)
=[-24]反+1=
11100111B+1
=
11101000B
正數(shù)的補(bǔ)碼=原碼負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼=反碼+1第8頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三9
在計(jì)算機(jī)中,帶符號(hào)數(shù)一般用補(bǔ)碼表示,且運(yùn)算結(jié)果也用補(bǔ)碼表示,符號(hào)數(shù)字化了,符號(hào)位參加運(yùn)算。例:35–24=11
用減法00100011B35-00011000B24
————————————————
00001011B
11
用加法00100011B35+11101000B[-24]補(bǔ)
——————————————————
1
00001011B
11
自然丟失11111011B[-5]補(bǔ)
+11111001B[-7]補(bǔ)
——————————————————
1
11110100B
補(bǔ)碼
求:
-5+(-7)=-12
結(jié)果為補(bǔ)碼,求原碼:10001011B+1=10001100=-12
第9頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三10
結(jié)果為負(fù)數(shù)時(shí),將結(jié)果的數(shù)值部分按位求反+1,求得原碼,即結(jié)果求補(bǔ)。
計(jì)算機(jī)中只能使用二進(jìn)制數(shù),所有在計(jì)算機(jī)中使用的字符和數(shù)字都要用特定的二進(jìn)制編碼表示,編碼方法很多,常用的有ASCII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)和BCD碼。四、BCD碼
(BinaryCodedDecimal)
1、BCD碼的概念用四位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼的編碼方法,稱為二-十進(jìn)制碼,即BCD碼。BCD碼表示的數(shù)叫BCD數(shù),即二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)。常用8421BCD碼:十進(jìn)制數(shù)0123456789BCD碼0000000100100011010001010110011110001001第10頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三11注意BCD數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的差別:(45)BCD=01000101B=45H
(45)2=00101101B=2DH
D7
D6D5D4D3D2D1D01286432168421請(qǐng)熟記8位二進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)重:
2、BCD碼的運(yùn)算
BCD碼運(yùn)算時(shí),每組4位二進(jìn)制數(shù)之間應(yīng)是“逢十進(jìn)一”,但計(jì)算機(jī)只按二進(jìn)制運(yùn)算,進(jìn)位規(guī)則4位一組是“逢十六進(jìn)一”,這樣結(jié)果會(huì)出錯(cuò),如何解決?低位BCD碼向高位BCD碼有進(jìn)位或本位>9,則在該位+6調(diào)整。第11頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三12例:用BCD碼表示并運(yùn)算47+35=8201000111B47+00110101B35
01111100B
7CH
————————————————
+
0110B
6
個(gè)位>9,+6調(diào)整
————————————————
10000010B82
例:用BCD碼表示并運(yùn)算81+9881+10011000B98
100011001B
119
————————————————
+
01100000B
60H
十位有進(jìn)位,+6調(diào)整
————————————————————
000101111001B
179
減法運(yùn)算時(shí),有借位或>9,則-6調(diào)整。第12頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三13例:用BCD碼表示并運(yùn)算34–9=2500110100B34-00001001B9
00101011B
2BH
————————————————
-
0110B
6
個(gè)位有借位,-6調(diào)整
————————————————
00100101B25
在51單片機(jī)指令中,有專門的十進(jìn)制調(diào)整指令:
DAA注意只用于BCD碼加法運(yùn)算,不能用于減法運(yùn)算。
第13頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常由多塊印刷電路板制成:多板機(jī)
主板顯卡聲卡存儲(chǔ)器接口網(wǎng)卡輸入輸出接口內(nèi)存條CPU第14頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三CPUCPU芯片內(nèi)存條存儲(chǔ)器接口存儲(chǔ)器芯片輸入輸出接口輸入輸出接口芯片定時(shí)計(jì)數(shù)器芯片A/D、D/A芯片單板機(jī)
印刷電路板第15頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三
單硅晶片CPU存儲(chǔ)器控制電路定時(shí)器時(shí)鐘電路I/O口單片機(jī)第16頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三17第17頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三18第18頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三19第19頁(yè),共21頁(yè),2023年,2月20日,星期三
八位二進(jìn)制數(shù)所能表示的數(shù)據(jù)范圍機(jī)器數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)原碼反碼補(bǔ)碼000000000
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