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第1章 微型计算机系统基本知识 第3版双解汇编和C51程序 配套免费下载的 50例全部取自于本书中例题和习题 机械工业出版社同名教材配套电子教案 张志良主编 Email： 第1章 微型计算机系统基本知识 微型计算机具有体积小，功耗低重量 轻，价格低，可靠性高，开发使用简便等 一系列优点，自问世以来得到了非常广泛 的应用。 1.1 微型计算机和单片机概述 1.1.1 微型计算机发展概况 PC机： PC机系统全力实现海量高速数据 处理，兼顾控制功能。 单片机：单片机系统全力满足测控对象的测 控功能，兼顾数据处理能力。 形成两大分支： 1.1.2 80C51单片机概述 什麽是单片机？ 都是嵌入到对象体系中， 实现对象体系智能化控制的计算机系统。 Single Chip Micro Computer Micro Controller Unit 单片机与嵌入式系统的关系 单片机与嵌入式芯片都是指微控制器 80C51优点： 性能价格比高； 操作方便的开发装置多； 国内技术人员熟悉； 芯片功能够用适用； 有众多芯片制造厂商加盟，可广泛选择。 80C51系列单片机 1.2 计算机中数的表示方法及运算 引言: l 十进制数是人们习惯使用的进制。 l 计算机只能“识别”二进制数。 l 为了书写和识读方便，因此在计算机软件编制过程中 需要用到十六进制数表示。 l 十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、 相互转换和运算方法，是学习计算机必备的基础知识。 1.2.1 二进制数和十六进制数基本概念 十进制数 主要特点： 基数是10。有10个数码（数符）构成： 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 进位规则是“逢十进一”。 【例】 1234.56 = 1103+2102+3101+4100+510-1+610-2 = 1000+200+30+4+0.5+0.06 上述，103、102、101、100、10-1、10-2 称为十进制数各数位的 “ 权 ” 。 二进制数 主要特点： 基数是2。只有两个数码：0 和 1。 进位规则是“逢二进一”。 每左移一位,数值增大一倍；右移一位,数值减小一半。 二进制数用尾缀B（Binary）作为标识符。 【例】 111.11B = 122 +121 +120 +12-1+12-2 = 7.75 其中，22、21、20、2-1、2-2 称为二进制数各数位的“ 权 ” 十六进制数 主要特点： 基数是16。共有16个数符构成： 0、1、9、A、B、C、D、E、F。其中， A、B、C、D、E、F 代表的数值分别为 10、11、12、13、14、15。 进位规则是“逢十六进一”。 十六进制数用尾缀H表示。 【例】A3.4H = 10161+3160+416-1 = 160+3+0.25 = 163.25 其中，163、162、161、160、16-1、16-2 称为十六进制数各数位的“权”。 十六进制数、二进制数和十进制数对应关系表 十进进制数十六进进制数二进进制数十进进制数十六进进制数二进进制数 000H0000B110BH 1011B 101H0001B120CH 1100B 202H0010B130DH 1101B 303H0011B140EH 1110B 404H0100B150FH 1111B 505H0101B1610H 0001 0000B 606H0110B1711H 0001 0001B 707H0111B1812H 0001 0010B 808H1000B1913H 0001 0011B 909H1001B2014H 0001 0100B 100AH1010B2115H 0001 0101B 1.2.2 数制转换 二进制数与十六进制数相互转换 二进制数转换成十六进制数 整数部分： 自右向左，四位一组，不足四位，向左填零，各部 分用相应的十六进制数替代； 小数部分： 自左向右，四位一组，不足四位，向右填零，各部 分用相应的十六进制数替代； 二进进制十六进进制二进进制十六进进制 0000010008 0001110019 00102101010 00113101111 01004110012 01015110113 01106111014 01117111115 十六进制数转换成二进制数 每位十六进制数分别用相应4位二进制数替代。 十进制数整数转换成十六进制数的方法： 除16取余法 十进制数转换成二进制数、十六进制数 十进制小数转换成二进制小数的方法： 乘2取整法 整数部分的转换 十进制整数转换成二进制整数的方法： 除2取余法 小数部分的转换 十进制小数转换成十六进制小数的方法： 乘16取整法 1.2.3 二进制数和十六进制数运算 【例】00110101B +10011100B 二进制数加法运算 规则：0 + 0 = 0，0 + 1 = 1 + 0 = 1， 1 + 1 = 0（向高位进1）。 11010001B 【例】10110101B -10011100B 规则：0 0 = 0，1 0 = 0，1 1 = 0， 0 1 = 1（向高位借1）。 二进制数减法运算 00011001B 1101 二进制数乘法运算 规则：00=0，10=01=0，11=1。 【例】 1101B 1001B 1110101B + 1101 【例】 11011110110 1 二进制数除法运算 规则：00=0，01=0，11=1。 1 - 1101 1 - 1101 1 001 01 【例】10110101B 10011100B 二进制数“与”运算 规则：0 0 = 0，1 0 = 0， 1 0 = 0，1 1 = 1。 00101001B 规则： 0 0 = 0，1 0 = 0， 1 1 = 0，0 1 = 1。 【例】10110101B 10011100B 二进制数“或”运算 B10111101 【例】10110101B 10011100B 二进制数“异或”运算 规则：00 = 0，01 = 1， 10 = 1，11 = 0。 B10010100 8. 十六进制数运算 先将十六进制转换成二进制 ，再根据二进制运算法则进行运 算，得出结果后，转换成十六进 制，即可。 1.2.4 原码、反码和补码 数的正负表示形式： D7 = 1表示负数，D7 = 0表示正数。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 符号位 数值位 X反 =X原数值位取反，符号位不变。 在计算机中，机器数有三种表示方法： 即原码、反码和补码。 采取补码运算，可以将减法转换成加 法运算。 对于正数：X原 =X反 =X补 对于负数： X补 =X反 + 1 原码、反码和补码对应关系表 无符号二进进制数 无符号十进进制数 原码码 反码码 补码补码 000000000+0+00 000000011+1+1+1 000000102+2+2+2 01111101125+125+125+125 01111110126+126+126+126 01111111127+127+127+127 10000000128-0-127-128 10000001129-1-126-127 10000010130-2-125-126 11111101253-125-2 -3 11111110254-126-1-2 11111111255-127-0-1 1.3 常用编码 8421 BCD码称为二十进制数或 BCD码 (Binary Coded Decimal Code)， 用标识符BCD表示。 特点：保留了十进制的权，每一位 十进制数字则用二进制码表示。 1.3.1 8421 BCD码 编码方法 二十进制数是十进制数，逢十进一，只是 数符09用4位二进制码 0000 1001 表示而 已； 每4位以内按二进制进位； 4位与4位之间按十进制进位。 转换关系 BCD码与十进制数相互转换关系 BCD码与二进制数相互转换关系 BCD码与二进制数之间不能直接相互转换，通 常要先转换成十进制数。 【例】将二进制数01000011B转换成BCD码。 解：01000011B= 67= 0110 0111BCD 需要指出的是: 决不能把01100111BCD误认为二进制码 01100111B，二进制码01100111B的值为103， 而01100111BCD 的值为67，显然两者是不一 样的。 BCD码运算 BCD码用4位二进制数表示，但4位二进制数 最多可表示16种状态，余下6种状态，1010 1111在BCD编码中称为非法码或冗余码。在BCD 码的运算中将会出现冗余码，需要作某些修正 ，才能得到正确的结果。 不过，这些修正不需要人工完成，单片机有 专门用于修正BCD码运算的指令，我们只需了解 这一问题。 1.3.2 ASCII码 美国信息交换标准代码： American Standed Code for Information Interchange 。 作用：用二进制编码表示各种字母和符号 ASCII编码表 b7b6b5 b4b3b2b1 000001010011100101110111 0000NULDLESP0P、p 0001SOHDC1！1AQaq 0010STXDC2“2BRbr 0011ETXDC3#3CScs