單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目化教程 教案 1-1認(rèn)識(shí)單片機(jī) - 數(shù)制轉(zhuǎn)換

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程知識(shí)導(dǎo)學(xué)數(shù)制轉(zhuǎn)換。。。

數(shù)制轉(zhuǎn)換。。。與單片機(jī)相關(guān)的技術(shù)知識(shí)1、單片機(jī)中信息和數(shù)的表示單片機(jī)是數(shù)字電路構(gòu)成的。單片機(jī)中只能認(rèn)識(shí)“0”和“1”兩種數(shù)碼，任何信息都是采用0和1的組合序列來表示的。一個(gè)數(shù)在機(jī)器（計(jì)算機(jī)）中的表示形式稱為機(jī)器數(shù)；機(jī)器數(shù)在形式上為二進(jìn)制數(shù)。分為無符號(hào)數(shù)和有符號(hào)數(shù)。2、各進(jìn)制數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換首先，我們來看下面3個(gè)式子是否正確。1+1=1；1+1=2；1+1=10。應(yīng)當(dāng)說這三個(gè)式子都是正確的。1+1=1是邏輯運(yùn)算，邏輯運(yùn)算表示事物之間的因果關(guān)系，不表示大小；1+1=2是常用的十進(jìn)制運(yùn)算；1+1=10仍然是數(shù)值運(yùn)算，只不過是用二進(jìn)制表示數(shù)的大小，逢二進(jìn)一。因此，數(shù)制是表示數(shù)大小的一種方法。我們最熟悉的是十進(jìn)制數(shù)，但在數(shù)字電路中只有高、低電平。這就決定了數(shù)字電路是以二進(jìn)制數(shù)為基礎(chǔ)的。CPU是數(shù)字電路發(fā)展的成果之一，因此CPU只能處理二進(jìn)制信息。①二進(jìn)制任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)都是由0或1兩個(gè)數(shù)碼組成的，“逢二進(jìn)一”，其權(quán)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(jìn)制：十六進(jìn)制的數(shù)碼有十六個(gè)，分別為0~9和A~F,A~F表示10~15.其運(yùn)算規(guī)律為“逢十六進(jìn)一”，其權(quán)為16，后綴為H。例如：8CH。用C語(yǔ)言程序時(shí)，在十六進(jìn)制數(shù)的前面加“0X”,例如：0X8C。③二進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換從二進(jìn)制的最位開始，每四位為一組，最后不足四位的補(bǔ)0，然后分別轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)碼。例如：11010110B，可分為1101與0110兩組，對(duì)應(yīng)為D6H。3、邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算又稱為布爾運(yùn)算，用數(shù)學(xué)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(yùn)算?！芭c”邏輯在C語(yǔ)言中的運(yùn)算符號(hào)為&&；“或”邏輯在C語(yǔ)言中的運(yùn)算符號(hào)為||；“與”邏輯在C語(yǔ)言中的運(yùn)算符號(hào)為?。弧爱惢颉边壿嬙贑語(yǔ)言中的運(yùn)算符號(hào)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(shù)字電壓的高低、低電平，稱為邏輯電平。理解邏輯電平的內(nèi)容，首先要知道一下幾個(gè)概念的含義：輸入高電平（Vih）：當(dāng)輸入當(dāng)輸入電平高于Vih時(shí)，則認(rèn)為輸入電平為高電平。輸入低電平（Vil）：當(dāng)輸入電平低于Vil時(shí)，則認(rèn)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(shí)負(fù)載電流（為拉電流）。⑥Iol:邏輯門輸出為低電平時(shí)負(fù)載電流（為灌電流）。⑦Iihi:邏輯門輸入為高電平時(shí)電流（為灌電流）。⑧Iii:邏輯門輸入為高低平時(shí)電流。5、指令及指令格式（1）指令計(jì)算機(jī)指令是指揮機(jī)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(jì)算機(jī)工作的過程。通常一條指令包括兩方面的內(nèi)容：操作碼和操作數(shù)；操作碼決定要完成的操作，操作數(shù)指參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)及其所在的單元地址。在計(jì)算機(jī)中，操作要求和操作數(shù)地址都由二進(jìn)制數(shù)碼表示，分別為操作碼和地址碼，整條指令以二進(jìn)制編碼的形式存放在存儲(chǔ)器中。指令的多少和種類與具體的機(jī)型有關(guān)。（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(shù)地址。雙字節(jié)指令：有一個(gè)操作數(shù)地址。三字節(jié)指令：有兩個(gè)操作數(shù)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(nèi)存儲(chǔ)器取出當(dāng)前執(zhí)行的指令，并送到控制器的指令寄存器中，對(duì)所取的指令進(jìn)行分析，即依據(jù)指令的操作碼確定計(jì)算機(jī)應(yīng)進(jìn)行什么操作。其次是執(zhí)行指令。根據(jù)指令分析結(jié)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(jì)算機(jī)完成這一操作，同時(shí)，還為取下一條指令做好準(zhǔn)備。6、時(shí)序與周期單片機(jī)工作時(shí)，是在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖控制下一拍一拍地進(jìn)行的。這個(gè)脈沖是由單片機(jī)控制器中的時(shí)序電路發(fā)出的。單片機(jī)的時(shí)序就是CPU在執(zhí)行指令時(shí)所需要控制信號(hào)的時(shí)間順序。CPU控制器實(shí)際上是復(fù)雜的同步時(shí)序電路，所有的工作都是在時(shí)鐘信號(hào)的控制下進(jìn)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(hào)，這些信號(hào)在時(shí)間上的相互關(guān)系就是CPU的時(shí)序。一個(gè)單片機(jī)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(shí)序匹配。單片機(jī)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(gè)步驟，每個(gè)步驟又由許多微操作組成，這些微操作必須在一個(gè)統(tǒng)一時(shí)鐘控制下才能正確的順序執(zhí)行。時(shí)鐘電路控制著計(jì)算機(jī)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(shí)鐘周期、機(jī)器周期、指令周期。①震蕩周期：指單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的震蕩周期源的周期。T=1/f。F—頻率。②時(shí)鐘