《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課件第1、2章 概述+計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

第一篇計(jì)算機(jī)的基本原理

第一章

概述

教學(xué)目的：了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展；微型計(jì)算機(jī)與嵌入式計(jì)算機(jī)的發(fā)展、組成及特點(diǎn)；嵌入式系統(tǒng)及微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述。

教學(xué)重點(diǎn)：微型計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的組成、發(fā)展及特點(diǎn)。1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史

1.1.2微型計(jì)算機(jī)與嵌入式計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.3單片機(jī)與微機(jī)的主要異同點(diǎn)1.1.4計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

1）字長(zhǎng)字長(zhǎng)是指計(jì)算機(jī)能處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，習(xí)慣上稱為位長(zhǎng)?；咀珠L(zhǎng)一般是指參加一次運(yùn)算的操作數(shù)的位數(shù)。2）主頻主頻是指計(jì)算機(jī)中的主時(shí)鐘頻率，是CPU工作的頻率。3）運(yùn)算速度運(yùn)算速度是指計(jì)算機(jī)每秒執(zhí)行指令的條數(shù)，它反映計(jì)算機(jī)運(yùn)算和處理數(shù)據(jù)的速度。4）內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量是指只讀存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器的容量之和。1.2

嵌入式系統(tǒng)概述1.2.1嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)1.嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入到對(duì)象系統(tǒng)（可以是一種裝置、儀表或設(shè)備等）中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2．嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：功能專一；抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高；自動(dòng)化程度高；體積??；功耗低；性能價(jià)格比高。1.2.2嵌入式系統(tǒng)的組成

1.嵌入式計(jì)算機(jī)(1)單片機(jī)（微控制器MCU)(2)嵌入式微處理器(EMPU))(3)數(shù)字信號(hào)處理器DSP(DSP)(4)片上系統(tǒng)(SoC)（5）可編程片上系統(tǒng)（PCoS）2．外圍設(shè)備(1)存儲(chǔ)器(2)接口(3)人機(jī)交互3．嵌入式操作系統(tǒng)4．應(yīng)用軟件1.2.3單片機(jī)簡(jiǎn)介1．單片機(jī)的探索階段（1974年—1978年）2．單片機(jī)完善階段（1978年—1982年）3．向微控制器發(fā)展的階段（1982年—1995年）4．單片機(jī)的全面發(fā)展階段（1995年—至今）

本書(shū)在介紹具體單片機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)選用AT89S51/52單片機(jī)，但在進(jìn)行一般共性介紹時(shí)還是用符號(hào)80C51代表。1.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.3.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成1.3.2微型計(jì)算機(jī)的分類1.3.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展第2章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)目的：掌握計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)：計(jì)算機(jī)中的數(shù)制與碼制、基本組成電路和儲(chǔ)存器知識(shí)。

教學(xué)重點(diǎn)：數(shù)制與碼制的概念與使用、對(duì)計(jì)算機(jī)基本組成電路的理解。教學(xué)難點(diǎn)：存儲(chǔ)單元地址與內(nèi)容的區(qū)別

2.1數(shù)制與編碼2.1.1數(shù)制（1）數(shù)制的基與權(quán)3）十六進(jìn)制A31H=10×162+3×161+1×160=2560+48+1=2609（2）數(shù)制的轉(zhuǎn)換1）二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)2.1.2計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示及運(yùn)算

(1)有符號(hào)數(shù)的表示方法(原碼、反碼和補(bǔ)碼)1）原碼正數(shù)的符號(hào)位用0表示，負(fù)數(shù)的符號(hào)位用1表示例如：X1=+93=+1011101[X1]原=01011101

X2=–93=–1011101[X2]原=110111012）反碼反碼是在原碼的基礎(chǔ)上求得的。如果是正數(shù)，則其反碼和原碼相同；如果是負(fù)數(shù)，則其反碼除符號(hào)位為1外，其他各位取反，凡是1轉(zhuǎn)換為0，凡是0轉(zhuǎn)換為1。例如：X1=+1011101[X1]反=01011101

X2=–1011101[X2]反=101000103）補(bǔ)碼補(bǔ)碼是在反碼的基礎(chǔ)上求得的。如果是正數(shù)，則其補(bǔ)碼和反碼相同，即與原碼也相同；如果是負(fù)數(shù)，則其補(bǔ)碼為反碼加1。例如：X1=+1011101[X1]補(bǔ)=01011101

X2=–1011101[X2]補(bǔ)=10100011(2)有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算(3)無(wú)符號(hào)數(shù)的表示方法（4）不同表達(dá)方式下的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系2.1.3二進(jìn)制編碼(1)二—十進(jìn)制編碼

(2)字母與字符的編碼2.2計(jì)算機(jī)的基本組成電路

2.1.1常用簡(jiǎn)單邏輯電路2.2.2觸發(fā)器

2.2.3寄存器（1）緩沖寄存器

圖2.34位緩沖寄存器電路原理圖

（2）移位寄存器圖2.4所示即為一串行輸入移位寄存器電路。圖2.4四位串行輸入移位寄存器

（3）計(jì)數(shù)器圖2.5就是由J-K觸發(fā)器組成的行波計(jì)數(shù)器的工作原理圖。圖2.5行波計(jì)數(shù)器工作原理圖

（4）三態(tài)門(mén)見(jiàn)圖2.6為三態(tài)門(mén)原理圖。圖2.7所示為一個(gè)4位的三態(tài)輸出緩沖寄存器圖2.6三態(tài)門(mén)圖2.7三態(tài)輸出緩沖寄存器2.3存儲(chǔ)器概述2.3.1存儲(chǔ)器的分類2.3.2半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類（1）只讀存儲(chǔ)器ROM（ReadOnlyMemory）

（2）隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM(RandomAccessMemory)

（3）可改寫(xiě)的非易失存儲(chǔ)器2.3.3存儲(chǔ)器中常用名詞術(shù)語(yǔ)及主要指標(biāo)

1.常用名詞術(shù)語(yǔ)

存儲(chǔ)單元、位（bi