微型计算机系统基本知识.ppt

第1章 微型计算机系统基本知识,单片机原理与控制技术,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: 十进制数是人们习惯使用的进制。 计算机只能“识别”二进制数。 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。 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,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；, 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,- 1101,1,0,0,1,0,1,【例】 10110101B 10011100B, 二进制数“与”运算,规则：0 0 = 0，1 0 = 0， 1 0 = 0，1 1 = 1。,0,0,1,0,1,0,0,1,B,规则： 0 0 = 0，1 0 = 0， 1 1 = 0，0 1 = 1。,【例】 10110101B 10011100B, 二进制数“或”运算,B,1,0,1,1,1,1,0,1,【例】 10110101B 10011100B, 二进制数“异或”运算,规则：00 = 0，01 = 1， 10 = 1，11 = 0。,B,1,0,0,1,0,1,0,0,8. 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,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，10101111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