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1、,电子信息工程技术,第一章 单片机知识概述,1.1 单片机简介 1.2 单片机中的数据存储格式与数制转换 1.3 单片机的特点和应用领域 1.4 单片机的发展趋势 1.5 51单片机开发平台与设计流程 【任务一】单个LED闪烁,,电子信息工程技术,1.1 单片机简介,1.单片机定义 单片机是单片微型计算机的简称。单片机将计算机必需的运算器、控制器、存储器、输入单元、输出单元五大部件集成在一个芯片上，从结构和功能上看，都具有微型计算机的特点，因此称为单片微型计算机。 *单片机英文名称：Microcontroller、Micro Control Unit,,电子信息工程技术,2.单片机主要厂商、型
2、号,,电子信息工程技术,3.单片机外形,51系列,AVR系列,PIC系列,,电子信息工程技术,应用领域：单片机小巧、便宜、灵活的特点，使其在工业，农业，商业，军工，医疗，通信，化工，材料等几乎所有国民经济领域获得了应用。 应用形式：常作为主控芯片，进行外围设备的控制、信号采集、与PC机通信、简单数据处理的等。（1.3详细介绍）,4.单片机应用形式及领域,,电子信息工程技术,1.2单片机中的数据存储格式与数制转换,数据存储格式 数制转换 二进制数运算 1.数据存储格式 单片机作为一个数字逻辑器件，数据的存储与运算都是以二进制的形式进行，因此，了解数据在单片机内部的存储格式对于今后程序的编写、系统
3、的调试是非常有意义的。,,电子信息工程技术,假设要使用单片机对一个脉冲信号计数，每计满1000个脉冲时，计数值清零并重新开始计数。计数值要通过显示器显示出来。 一般的设计思路？,,电子信息工程技术,2.进位计数制及数制转换 （1）进位计数制 （2）二进制数 （3）八进制数 （4）十六进制数 （5）各种进制数间的相互转换,,电子信息工程技术,（1）进位计数制 数制是人们对事物数量计数的一种统计规律。在日常生活中最常用的是十进制,但在计算机中,由于其电气元件最易实现的是两种稳定状态:器件的“开”与“关”;电平的“高”与“低”。因此,采用二进制数的“0”和“1”可以很方便地表示机内的数据运算与存储。
4、在编程时,为了方便阅读和书写,人们还经常用八进制数或十六进制来表示二进制数。虽然一个数可以用不同计数制形式表示它的大小,但该数的量值则是相等的。,,电子信息工程技术,当进位计数制采用位置表示法时,同一数字在不同的数位所代表的数值是不同的。每一种进位计数应包含两个基本的因素: 基数R(Radix):它代表计数制中所用到的数码个数。如:二进制计数中用到0和1两个数码；而八进制计数中用到07共八个数码。一般地说,基数为R的计数制(简称R进制)中,包含0、1、R-1个数码,进位规律为“逢R进1”。,,电子信息工程技术,位权W(Weight):进位计数制中,某个数位的值是由这一位的数码值乘以处在这一位的
5、固定常数决定的,通常把这一固定常数称之为位权值,简称位权。各位的位权是以R为底的幂。如十进制数基数R=10,则个位、十位、百位上的位权分别为100,101,102。 一个R进制数N,可以用以下两种形式表示: 并列表示法,或称位置计数法: (N)R(K n-1 K n-2K1K0K-1 K -2K-m)R,,电子信息工程技术,多项式表示法,或称以权展开式: (N)RK n-1 R n-1K n-2 R n-2K1R1K0R0 K-1 R-1K-m R-m= 其中:m、n为正整数,n代表整数部分的位数；m代表小数部分的位数；Ki代表R进制中的任一个数码,0KiR-1。 （2）二进制数 二进制数,R
6、2,Ki取0或1,进位规律为“逢2进1”。任一个二进制数N可表示为: (N)2K n-1 2 n-1K n-2 2 n-2K121K020-1-1K-m 2-m 例如:(1001.101)2=12302202112012-102-2,,电子信息工程技术,（3） 八进制数 八进制,R8,Ki可取07共8个数码中的任意1个,进位规律为“逢8进1”。任意一个八进制数N可以表示为: (N)8K n-1 8 n-1K n-2 8 n-2K181K080 K-1 8-1K-m 8-m 例如:(246.12)828248168018-128-2,,电子信息工程技术,（4）十六进制数 十六进制数,16,i可取
7、015共16个数码中的任一个,但1015分别用A、B、C、D、E、F表示,进位规律为“逢16进1”。任意一个十六进制数可表示为: (N)16K n-1 16 n-1K n-2 16 n-2K1161K0160K-1 16-1K-m 16 m 例如:(2D07.A)16216313162016171601016 -1,,电子信息工程技术,表11给出了以上3种进制数与十进制数的对应关系。为避免混淆,除用(N)R的方法区分不同进制数外,还常用数字后加字母作为标注。 其中字母B(Binary)表示二进制数; 字母O(表中为区别数字0故写成Q)表示八进制数; 字母D(Decimal)或不加字母表示十进制
8、数; 字母H(Hexadecimal)表示十六进制数。,,电子信息工程技术,表11二、八、十、十六进制数码对应表,,电子信息工程技术,（5） 各种进制数间的相互转换 各种进制数转换成十进制数 各种进制数转换成十进制数的方法是:将各进制数先按权展成多项式,再利用十进制运算法则求和,即可得到该数对应的十进制数。 例1: 将数1001.101B,246.12O,2D07.AH转换为十进制数。 1001.101B12302202112012-102-212-3 810.50.1259.625,,电子信息工程技术,246.12O28248168018-128-2 1283260.1250.0312516
9、6.15625 2D07.AH216313162016171601016-1 8192332870.62511527.625,,电子信息工程技术,十进制数转换为二、八、十六进制数 任一十进制数N转换成q进制数,先将整数部分与小数部分分为两部分,并分别进行转换,然后再用小数点将这两部分连接起来。 1)整数部分转换 整数部分转换步骤为： 第1步:用去除N的整数部分,得到商和余数,记余数为进制整数的最低位数码K0；,,电子信息工程技术,第2步:再用q去除得到的商,求出新的商和余数,余数又作为q进制整数的次低位数码K1； 第3步:再用q去除得到的新商,再求出相应的商和余数,余数作为q进制整数的下一位数
10、码Ki； 第4步:重复第3步,直至商为零,整数转换结束。此时,余数作为转换后q进制整数的最高位数码K n-1。,,电子信息工程技术,2|168 2|84 余数0, K00 2|42 余数0, K10 2|21 余数0, K20 2|10 余数1, K31 2|5 余数0, K40 8|168 2|2 余数1, K51 8|21余数0, K00 16|168 2|1 余数0, K60 8|2余数5, K15 16 |10余数8, K08 0 余数1, K71 0余数2 , K22 0 余数10,K1A 16810101000B 168250Q 168A8H,,电子信息工程技术,2)小数部分转换
11、小数部分转换步骤为： 第1步:用q去乘N的纯小数部分,记下乘积的整数部分,作为q进制小数的第1个数码K-1； 第2步:再用q去乘上次积的纯小数部分,得到新乘积的整数部分,记为q进制小数的次位数码K-i； 第3步:重复第2步,直至乘积的小数部分为零,或者达到所需要的精度位数为止。此时,乘积的整数位作为q进制小数位的数码K-m。,,电子信息工程技术,例: 将0.686转换成二、八、十六进制数(用小数点后5位表示)。 0.6862=1.372K-1=1 0.6868=5.488K-1=5 0.68616=10.976K-1=A 0.3722=0.744K-2=0 0.4888=3.904K-2=3
12、0.97616=15.616K-2=F 0.7442=1.488K-3=1 0.9048=7.232K-3=7 0.61616=9.856K-3=9 0.4882=0.976K-4=0 0.2328=1.856K-4=1 0.85616=13.696K-4=D 0.9762=1.952K-5=1 0.8568=6.848K-5=6 0.69616=11.136K-5=B 0.6860.10101B 0.6860.53716Q 0.6860.AF9DBH,,电子信息工程技术,例: 将168.686转换为二、八、十六进制数。 168.68610101000.10101B 168.686250.53
13、716Q 168.686A8.AF9DBH,,电子信息工程技术,从以上例子可以看出,二进制表示的数愈精确,所需的数位就愈多,这样，不利于书写和记忆,而且容易出错。另外,若用同样数位表示数,则八、十六进制数所表示数的精度较高。所以在汇编语言编程中常用八进制或十六进制数作为二进制数的缩码,来书写和记忆二进制数,便于人机信息交换。在MCS-51系列单片机编程中，通常采用十六进制数。,,电子信息工程技术,二进制数与八进制数之间的相互转换 由于238,故可采用“合3为1”的原则,即从小数点开始分别向左、右两边各以3位为1组进行二八换算;若不足3位的以0补足,便可将二进制数转换为八进制数。 例5: 将11
14、11011.0101B转换为八进制数。 解: 根据“合3为1”和不足3位以0补足的原则，将此二进制数书写为： 001 111 011 . 010 100 1 7 3 2 4 因此，其结果为1111011.0101B173.24Q。,,电子信息工程技术,例: 将1357.246Q转换成二进制数。 解: 根据“1分为3”的原则，可将该十进制数书写为： 1 3 5 7 . 2 6 001 011 101 111 010 100 110 其结果为1357.246Q1011101111.01010011B。 二进制数与十六进制数之间的相互转换 由于24=16,故可采用“合4为1”的原则,从小数点开始分别向左、右两边各以4位为1组进行二十六换算；
