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1、单片机基础讲授： 学时： 32 实验： 16 课设： 一周教材：单片机基础李广弟等编著北京航空航天大学出版社 参考教材：单片机通信技术与工程实践单片机原理及其接口技术学习要求： 上课记笔记 独立完成作业 认真做好实验 学习方法：动手实践Practice is a best way to learning.第1章 计算机基础知识1.1 计算机发展与应用 一、 发展概况1946-1958: 第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语言汇编语言编程。世界上第一台数字计算机1958-1964: 第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器, 磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。 1964-1971: 第三代集成电
2、路计算机。使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网络。 1971-1981: 第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多样化。 1981-至今: 第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流方式。二、 计算机发展趋势 微型化 便携式、低功耗 巨型化 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速 度 智能化 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力 系列化、标准化 便于各种计算机硬、软件兼容和升级 网络化 网络计算机和信息高速公路 多机系统 大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、故障分散、资源共享)1.2 计算机的应用概况1 1科学计算：人造卫星轨迹， 天气预报等2数
3、据处理 ：企业管理、情报检索等 3自动控制 ：航天飞行、火星探测等现场控制等 4辅助设计和制造 5系统仿真 6智能模拟 7计算机网络与信息高速公路1.3 计算机的数制及转换1.3.1 进位计数制简介一、十进制ND有十个数码09、逢十进一。十进制用于计算机输入输出，人机交互。二、二进制NB两个数码:0、1, 逢二进一。二进制为机器中的数据形式。三、十六进制NH十六个数码:09, AF, 逢十六进一。十六进制用于表示二进制数。不同进位制数以下标或后缀区别,十进制数可不带下标。如:101、101D、101B、101H、101H1.3.3 不同进位计数制之间的转换进位计数制的一般表达式：一个r1进制的
4、数转换成r2进制数的方法：先展开，然后 按r2进制的运算法则求和计算。一、 十六进制数转换成十进制数先展开，然后按照十进制运算法则求和。1011.1010B=123+121+120+12-1+12-3=11.625DFC.8H =13162+15161+12160+816-1 = 3580.5二、二进制与十六进制数之间的转换24=16 ，四位二进制数对应一位十六进制数。举例：3AF.2H = 0011 1010 1111.0010 = 1110101111.001B 3 A F 21111101.11B = 0111 1101.1100 = 7D.CH 7 D C三、十进制数转换成二、十六进制
5、数1. 整数转换法“除基取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。举例：2. 小数转换法“乘基取整”：用转换进制的基数乘以小数部分，直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数，从最高位排到最低位。举例：1.3.4 带符号数的表示方法机器中，数的符号用“0”、“1” 表示。最高位作符号位，“0”表示“+”，“1”表示“-”。一、机器数与真值机器数：机器中数的表示形式，其位数通常为8的倍数 真值： 机器数所代表的实际数值。举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下：真值：X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B
6、 机器数：X1机= 01010100 X2机= 11010100二、原码(True Form)最高位为符号位，0表示 “+”，1表示“”。数值位与真值数值位相同。例 8位原码机器数：真 值： x1 = +1010100B x2 = 1010100B 机器数： x1原 = 01010100 x2原 = 11010100原码表示简单直观,但0的表示不唯一，加减运算复杂。三、补码（Twos Complement）正数的补码表示与原码相同。负数补码的符号位为1，数值位等于求反加1。例：求 8位补码机器数：x=+4 x补= 00000100x=-4 10000100x1111011 x补 = 11111
7、100补码表示的优点：0的表示唯一，加减运算方便数的补码与“模”有关 “模”即计数系统的量程。当X0，X补= 模-X。8位二进制数的模为： 28 = 256当X0，X补= 28 -X= 256 -X= 255 -X+1= X反码 + 1 规则：求反加1，符号位不变。如： 1000 1101B 其补码：1111 0010规定：0000 0000B 为01000 0000B 不是0，而是128四、机器数与真值之间的转换1. 真值机器数(1)X1=+127，X2=-127，求X原 、X补X1原=X1补=01111111= 7FHX2原=11111111= FFH X2补=10000001= 81H(
8、2)X1=+255，X2=-255 ，求X原 、X补X1原=X1补=0000000011111111= 00FFHX2原=1000000011111111= 80FFHX2补=1111111100000001= FF01H1.3.5 二十进制编码BCD码BCD码(Binary Coded Decimal) 二进制代码表示的十进制数。一、8421 BCD码例：求十进制数876的BCD码876BCD = 1000 0111 0110 876 = 36CH = 11 0110 1100B二、BCD码运算十进制调整：计算机实际按二进制法则计算，加入十进制调整操作，可计算BCD码。十进制调整方法：当计算
9、结果有非BCD码或产生进位或借位，进行加6或减6调整。例：计算BCD码 38-29=？0011 1000 38BCD + 1101 0111 - 29BCD1 0000 1111 产生非BCD+ 1111 1010 -06调整 1 0000 1001 结果无借位：91.3.6 字符编码美国标准信息交换码ASCII码，用于计算机与计算机及外 设之间传递信息。1.4 单片机应用概况1976-1978 初级8位单片机 Intel MCS-48 系列1978- 高档8位单片机 Intel MCS-51系列：-51子系列：8031/8051/8751-52子系列：8032/8052/8752低功耗型80
10、C31高性能型80C252廉价型89C2051/10511983- 16位单片机 Intel MCS-96 系列8098/8096、80C198/80C196, DSP32位单片机 ARM二、计算机主要技术指标字长： CPU并行处理二进制的数据位数8位机、16位机、32位机和64位机。内存容量： 内存存储单元数容量单位：1K=210=1024，1M=220=1KK 8K、64K、16M、64M。运算速度： CPU处理速度时钟频率、主频、每秒运算次数6MHz、12MHz、24MHz、100MHz、300MHz。内存存取周期：内存读写速度50nS 、70nS 、200nS 。1.5 单片机结构及指
11、令执行过程单片机：单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、内存和I/O 接口)集成在一小块硅片上的微型机。单片机为工业测控而设计，又称微控制器。具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。主要应用：工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。 特别适合于嵌入式微型机应用系统。单片机开发系统：单片单板机和仿真器。实现单片机应用系统的硬、软件开发。一、单片机结构图1-1 单片机组成框图二、计算机指令执行过程图1-2 取指令、执行指令序列取指令阶段 :在CPU控制下，首先按程序计数器PC提供的地址，从存储器中读出要执行的指令，将该指令送到指令寄存器中保存。然后再由指令译码器对
12、指令进行译码，产生完成该指令操作所需要的各种定时和控制信号。执行指令阶段：在CPU控制下，执行该指令所规定的操作。机器周期：执行一条指令的时间，包括取指令周期和执行指令周期，取指令周期对任何一条指令都都是相同的，执行指令周期不同。第一章练习题： 一、选择 1.计算机中最常用的字符信息编码是（ ） A ASCII B BCD码 C 余3码 D 循环码 2以下不是构成单片机的部件（ ） A 微处理器（CPU）、B存储器 C接口适配器（IO接口电路） D 打印机 3.MCS51单片机的CPU主要的组成部分为( ) A运算器、控制器 B加法器、寄存器 C运算器、加法器 D运算器 、译码器 4.-49D
13、的二进制补码为.( ) A 11101111 B 11101101 C 0001000 D 11101100 5.十进制29的二进制表示为原码（ ） A 11100010 B 10101111 C 00011101 D 00001111 6. 十进制0.625转换成二进制数是（ ） A 0.101 B 0.111 C 0.110 D 0.100 7 选出不是计算机中常作的码制是（ ） A 原码 B 反码 C补码 D ASCII 8下列简写名称中不是单片机或单片机系统的是( ) A MCU B SCM C ICED CPU 9、在家用电器中事业单片机应属于计算机的( ) A 数据处理应用 B 控
14、制应用 C 数值计算应用 D 辅助工程应用10、80C51与 87C51的区别在于( ) A 内部程序存储器的类型不同 B 内部数据存储器的类型不同 C 内部程序存储器的容量不同 D 内部数据存储器的容量不同 11、80C51与 8051的区别在于( ) A 内部 ROM 的类型不同 B 半导体工艺的型式不同 C 内部寄存单元的数目不同 D 80C51 使用 EEPROM而 8051使用 EPROM 12、在下列单片机芯片中使用掩膜 ROM作为内部存储器的是( ) A 8031 B 80C51 C 8032 D 87C51 13、80C51芯片采用的半导体工艺是( ) A CMOS B HMOS C CHMOSD NMOS 14、单片机芯片 8031属于( ) A MCS48系列 B MCS51系列 C MCS96系列 D MCS31系列 15、使用单片机实现在线控制的好处不包括( )A 精确度高 B 速度快 C 成本低 D 能与数据处理结合17在微型计算机中，负数常用( )表示。 A 原码 B 反码 C 补码 D 真值 18将十进制数215转换成对应的二进制数是( ) A 11010111 B 11101011 C 10010111 D 10101101 16、以下所列各项中不是单片机发展方向的是( ) A 适当专用化B 不断提高其性能
