單片機應用項目化教程 教案 1-1認識單片機 - 數制轉換

單片機應用技術課程知識導學數制轉換。。。

數制轉換。。。與單片機相關的技術知識1、單片機中信息和數的表示單片機是數字電路構成的。單片機中只能認識“0”和“1”兩種數碼，任何信息都是采用0和1的組合序列來表示的。一個數在機器（計算機）中的表示形式稱為機器數；機器數在形式上為二進制數。分為無符號數和有符號數。2、各進制數制之間的轉換首先，我們來看下面3個式子是否正確。1+1=1；1+1=2；1+1=10。應當說這三個式子都是正確的。1+1=1是邏輯運算，邏輯運算表示事物之間的因果關系，不表示大?。?+1=2是常用的十進制運算；1+1=10仍然是數值運算，只不過是用二進制表示數的大小，逢二進一。因此，數制是表示數大小的一種方法。我們最熟悉的是十進制數，但在數字電路中只有高、低電平。這就決定了數字電路是以二進制數為基礎的。CPU是數字電路發(fā)展的成果之一，因此CPU只能處理二進制信息。①二進制任意一個二進制數都是由0或1兩個數碼組成的，“逢二進一”，其權為2，后綴為B。例如：1101B=1×2^3+1×2^2+0×2^1+1×2^0=13。②十六進制：十六進制的數碼有十六個，分別為0~9和A~F,A~F表示10~15.其運算規(guī)律為“逢十六進一”，其權為16，后綴為H。例如：8CH。用C語言程序時，在十六進制數的前面加“0X”,例如：0X8C。③二進制與十六進制的轉換從二進制的最位開始，每四位為一組，最后不足四位的補0，然后分別轉換為十六進制數碼。例如：11010110B，可分為1101與0110兩組，對應為D6H。3、邏輯運算邏輯運算又稱為布爾運算，用數學方法研究邏輯問題。用等式表示判斷。把推理看作等式的變換。常用的有“與”、“或”、“非”和“異或”四種基本邏輯運算?！芭c”邏輯在C語言中的運算符號為&&；“或”邏輯在C語言中的運算符號為||；“與”邏輯在C語言中的運算符號為??；“異或”邏輯在C語言中的運算符號為 ；00=0；10=1；11=0；相同為0。4、邏輯電平（電平）邏輯電平是表示數字電壓的高低、低電平，稱為邏輯電平。理解邏輯電平的內容，首先要知道一下幾個概念的含義：輸入高電平（Vih）：當輸入當輸入電平高于Vih時，則認為輸入電平為高電平。輸入低電平（Vil）：當輸入電平低于Vil時，則認為輸入電平為低電平。輸出高電平（Vol）:④輸出低電平（Vol）:⑤Ioh:邏輯門輸出為高電平時負載電流（為拉電流）。⑥Iol:邏輯門輸出為低電平時負載電流（為灌電流）。⑦Iihi:邏輯門輸入為高電平時電流（為灌電流）。⑧Iii:邏輯門輸入為高低平時電流。5、指令及指令格式（1）指令計算機指令是指揮機器工作的指令和命令，程序就是一系列按一定順序排列的指令，執(zhí)行程序的過程就是計算機工作的過程。通常一條指令包括兩方面的內容：操作碼和操作數；操作碼決定要完成的操作，操作數指參加運算的數據及其所在的單元地址。在計算機中，操作要求和操作數地址都由二進制數碼表示，分別為操作碼和地址碼，整條指令以二進制編碼的形式存放在存儲器中。指令的多少和種類與具體的機型有關。（2）指令格式通常指令格式分為單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)指令格式。單字節(jié)指令：無操作數地址。雙字節(jié)指令：有一個操作數地址。三字節(jié)指令：有兩個操作數地址。（3）執(zhí)行程序（指令）首先是取指令和分析指令。按照程序規(guī)定的次序，從內存儲器取出當前執(zhí)行的指令，并送到控制器的指令寄存器中，對所取的指令進行分析，即依據指令的操作碼確定計算機應進行什么操作。其次是執(zhí)行指令。根據指令分析結果，由控制器發(fā)出完成操作所需的一系列控制電位，以便指揮計算機完成這一操作，同時，還為取下一條指令做好準備。6、時序與周期單片機工作時，是在統(tǒng)一的時鐘脈沖控制下一拍一拍地進行的。這個脈沖是由單片機控制器中的時序電路發(fā)出的。單片機的時序就是CPU在執(zhí)行指令時所需要控制信號的時間順序。CPU控制器實際上是復雜的同步時序電路，所有的工作都是在時鐘信號的控制下進行的。每執(zhí)行一條指令，CPU控制器都要發(fā)出一系列的控制信號，這些信號在時間上的相互關系就是CPU的時序。一個單片機系統(tǒng)要想正常工作，除了要做到電平匹配、功率匹配外，還需要坐到時序匹配。單片機執(zhí)行指令的過程可分為取指令、分析指令和執(zhí)行指令三個步驟，每個步驟又由許多微操作組成，這些微操作必須在一個統(tǒng)一時鐘控制下才能正確的順序執(zhí)行。時鐘電路控制著計算機的節(jié)奏。一般按指令的執(zhí)行過程規(guī)定了幾種周期，即時鐘周期、機器周期、指令周期。①震蕩周期：指單片機提供定時信號的震蕩周期源的周期。T=1/f。F—頻率。②時鐘