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1、单片机课件第单片机课件第1章章教学目的 n n了解单片机的分类和发展历史。了解单片机的分类和发展历史。了解单片机的分类和发展历史。了解单片机的分类和发展历史。n n了解单片机的特点及应用。了解单片机的特点及应用。了解单片机的特点及应用。了解单片机的特点及应用。n n掌握计算机中常用的数制和码制。掌握计算机中常用的数制和码制。掌握计算机中常用的数制和码制。掌握计算机中常用的数制和码制。n n掌握微型计算机的基本结构与基本原理。掌握微型计算机的基本结构与基本原理。掌握微型计算机的基本结构与基本原理。掌握微型计算机的基本结构与基本原理。 学习重点和难点学习重点和难点 n n不同数制之间的转换和有符号
2、数的加减法运算。不同数制之间的转换和有符号数的加减法运算。不同数制之间的转换和有符号数的加减法运算。不同数制之间的转换和有符号数的加减法运算。n n微型计算机执行程序的过程。微型计算机执行程序的过程。微型计算机执行程序的过程。微型计算机执行程序的过程。 嵌入式计算机系统与通用计算机系统的主要区别嵌入式计算机系统与通用计算机系统的主要区别 n n嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式系系系系统统统统最最最最显显显显著著著著的的的的特特特特点点点点是是是是面面面面对对对对工工工工控控控控领领领领域域域域的的的的测测测测控控控控对对对对象象象象。控控控控制制制制对对对对象象象象对对对对嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式计计
3、计计算算算算机机机机系系系系统统统统采采采采集集集集、处处处处理理理理、控控控控制制制制的的的的速速速速度度度度要要要要求求求求是是是是有限有限有限有限的，而对的，而对的，而对的，而对控制方式控制方式控制方式控制方式与与与与控制能力控制能力控制能力控制能力的要求是的要求是的要求是的要求是无限无限无限无限的。的。的。的。n n为为为为了了了了实实实实现现现现海海海海量量量量高高高高速速速速数数数数值值值值计计计计算算算算，通通通通用用用用计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统对对对对计计计计算算算算机机机机运运运运行行行行速速速速度度度度的的的的要要要要求求求求是是是是无无无无限限限限的的的的
4、，而而而而对对对对计计计计算算算算机机机机的的的的控控控控制制制制功功功功能能能能的的的的要要要要求求求求是是是是有限有限有限有限的。的。的。的。 n n在在在在数数数数字字字字信信信信号号号号处处处处理理理理(DSP)(DSP)领领领领域域域域的的的的嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式系系系系统统统统也也也也要要要要求求求求高高高高速速速速处处处处理理理理能能能能力力力力，在在在在多多多多媒媒媒媒体体体体技技技技术术术术的的的的外外外外设设设设管管管管理理理理领领领领域域域域的的的的通通通通用用用用计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统也也也也要求良好的要求良好的要求良好的要求良好的控制能力控制能力
5、控制能力控制能力，但两者存在，但两者存在，但两者存在，但两者存在本质本质本质本质的差别。的差别。的差别。的差别。 嵌入式系统的分类嵌入式系统的分类 n n工业控制计算机。工业控制计算机。工业控制计算机。工业控制计算机。 将将将将CPUCPU、存存存存储储储储器器器器、I/OI/O接接接接口口口口电电电电路路路路和和和和总总总总线线线线接接接接口口口口等等等等组组组组装装装装在在在在一一一一块块块块主主主主机机机机板板板板（即即即即微微微微机机机机主主主主板板板板）。各各各各种种种种适适适适配配配配板板板板卡卡卡卡插插插插在在在在主主主主机机机机板板板板的的的的扩扩扩扩展展展展槽槽槽槽上上上上并
6、并并并与与与与电电电电源源源源、软软软软/ /硬硬硬硬盘盘盘盘驱驱驱驱动动动动器器器器及及及及光光光光驱驱驱驱等等等等装装装装在在在在同同同同一一一一机机机机箱箱箱箱内内内内，再再再再配配配配上上上上系系系系统统统统软软软软件件件件，就就就就构构构构成成成成了了了了一一一一台台台台完完完完整整整整的的的的微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统（简称系统机）。（简称系统机）。（简称系统机）。（简称系统机）。n n通用通用通用通用CPUCPU模块。模块。模块。模块。 n n嵌入式微处理器嵌入式微处理器嵌入式微处理器嵌入式微处理器(Embedded Processor)(Embed
7、ded Processor)。 n n嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式微微微微控控控控制制制制器器器器(Embedded (Embedded Microcontrollers)Microcontrollers)。 嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式微微微微控控控控制制制制器器器器是是是是嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式系系系系统统统统概概概概念念念念广广广广泛泛泛泛使使使使用用用用后后后后，给传统单片机定位的称呼。给传统单片机定位的称呼。给传统单片机定位的称呼。给传统单片机定位的称呼。 单单单单片片片片机机机机是是是是经经经经典典典典的的的的嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式系系系系统统统统，它它它它具具具具有有有有唯唯唯唯一一
8、一一的的的的专专专专门门门门为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统 。 国国国国内内内内外外外外公公公公认认认认的的的的标标标标准准准准体体体体系系系系结结结结构构构构是是是是IntelIntel的的的的MCS-51MCS-51系系系系列列列列，其其其其中中中中80518051已已已已被被被被许许许许多多多多厂厂厂厂家家家家作作作作为为为为基基基基核核核核，发发发发展展展展了了了了许许许许多多多多兼兼兼兼容容容容系系系系列列列列，所所所所有有有有这这这这些些些些系系系系列列列列都都都都统统
9、统统称称称称为为为为80C5180C51系系系系列列列列。 1.1.2 单片机技术的发展 n n第第第第一一一一阶阶阶阶段段段段(19741976)(19741976)(19741976)(19741976)初初初初始始始始阶阶阶阶段段段段。以以以以4 4 4 4位位位位单单单单片片片片机机机机为为为为主主主主，功功功功能能能能比比比比较较较较简简简简单单单单。如如如如1974197419741974年年年年美美美美国国国国FairchildFairchildFairchildFairchild公公公公司司司司生生生生产产产产的的的的第第第第一一一一台台台台单单单单片片片片机机机机F8F8F8
10、F8，采采采采用用用用双双双双片片片片形形形形式，功能简单。式，功能简单。式，功能简单。式，功能简单。 n n第第第第二二二二阶阶阶阶段段段段(19761978)(19761978)(19761978)(19761978)探探探探索索索索阶阶阶阶段段段段。单单单单芯芯芯芯片片片片形形形形式式式式，低低低低档档档档8 8 8 8位位位位单单单单片片片片机机机机。如如如如1976197619761976年年年年美美美美国国国国IntelIntelIntelIntel公公公公司司司司生生生生产产产产的的的的MCS-48MCS-48MCS-48MCS-48系系系系列列列列单单单单片片片片机机机机，这这
11、这这是是是是第第第第一一一一台台台台完完完完全全全全的的的的8 8 8 8位位位位单单单单片片片片机机机机。MCS-48MCS-48MCS-48MCS-48的的的的推推推推出出出出是是是是在在在在工工工工控控控控领领领领域域域域的的的的探探探探索索索索，此此此此后后后后，各各各各种种种种8 8 8 8位位位位单单单单片片片片机机机机纷纷应运而生。纷纷应运而生。纷纷应运而生。纷纷应运而生。n n第第第第三三三三阶阶阶阶段段段段(19781982)(19781982)(19781982)(19781982)完完完完善善善善阶阶阶阶段段段段。提提提提高高高高电电电电路路路路的的的的集集集集成成成成度
12、度度度，增增增增加加加加8 8 8 8位位位位单单单单片片片片机机机机的的的的功功功功能能能能。如如如如IntelIntelIntelIntel公公公公司司司司在在在在MCS-48MCS-48MCS-48MCS-48基基基基础础础础上上上上推推推推出出出出了了了了完完完完善善善善的的的的高高高高档档档档8 8 8 8位位位位单单单单片片片片机机机机系列系列系列系列MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51。n n第第第第四四四四阶阶阶阶段段段段(19821990) (19821990) (19821990) (19821990) 巩巩巩巩固固固固和和和和发发发发展展展展阶阶阶阶段段段段。
13、巩巩巩巩固固固固发发发发展展展展8 8 8 8位位位位单单单单片片片片机机机机、推推推推出出出出16161616位位位位单单单单片片片片机机机机、向向向向微微微微控控控控制制制制器器器器发发发发展展展展，强强强强化化化化了了了了智智智智能能能能控控控控制制制制器器器器的的的的特特特特征征征征 。 如如如如将将将将ADCADCADCADC、DACDACDACDAC、PWMPWMPWMPWM、WDTWDTWDTWDT、DMADMADMADMA集成到单片机集成到单片机集成到单片机集成到单片机 。n n第第第第五五五五阶阶阶阶段段段段(1990(1990(1990(1990至至至至今今今今) ) )
14、) 全全全全面面面面发发发发展展展展阶阶阶阶段段段段。适适适适合合合合不不不不同同同同领领领领域域域域要要要要求求求求的的的的单单单单片片片片机机机机，如如如如各各各各种种种种高高高高速速速速、大大大大存存存存储储储储容容容容量量量量、强强强强运运运运算算算算能能能能力力力力的的的的8 8 8 8 位位位位/16/16/16/16位位位位/ / / /32323232位位位位通通通通用用用用型型型型单单单单片片片片机机机机，还有用于单一领域的廉价的还有用于单一领域的廉价的还有用于单一领域的廉价的还有用于单一领域的廉价的专用型专用型专用型专用型单片机。单片机。单片机。单片机。 1.1.3 单片机
15、的特点、分类及发展趋势 单片机的主要特点单片机的主要特点 n n集成度高集成度高集成度高集成度高 n n控制功能强控制功能强控制功能强控制功能强 n n可靠性高可靠性高可靠性高可靠性高 n n低功耗、低电压低功耗、低电压低功耗、低电压低功耗、低电压 n n外部总线丰富外部总线丰富外部总线丰富外部总线丰富 n n功能扩展性强功能扩展性强功能扩展性强功能扩展性强 n n体积小、成本低体积小、成本低体积小、成本低体积小、成本低 n n性价比高性价比高性价比高性价比高 单片机的分类单片机的分类 n n按单片机数据处理按单片机数据处理按单片机数据处理按单片机数据处理位数位数位数位数来划分来划分来划分来划
16、分 4 4位单片机位单片机位单片机位单片机 8 8位单片机位单片机位单片机位单片机 16 16位单片机位单片机位单片机位单片机 32 32位单片机位单片机位单片机位单片机 n n按单片机按单片机按单片机按单片机适用范围适用范围适用范围适用范围来划分来划分来划分来划分 通用型单片机通用型单片机通用型单片机通用型单片机 专用型单片机专用型单片机专用型单片机专用型单片机 n n按单片机按单片机按单片机按单片机并行总线并行总线并行总线并行总线来划分来划分来划分来划分 总线型单片机（如总线型单片机（如总线型单片机（如总线型单片机（如AT89C51 AT89C51 ） 非总线型单片机（如非总线型单片机（如
17、非总线型单片机（如非总线型单片机（如AT89C2051 AT89C2051 ） 单片机的发展趋势单片机的发展趋势n nCMOSCMOSCMOSCMOS化化化化单片机将具有更低的单片机将具有更低的单片机将具有更低的单片机将具有更低的功耗功耗功耗功耗、更低的、更低的、更低的、更低的电压电压电压电压。 n n高性能化高性能化高性能化高性能化精简指令集精简指令集精简指令集精简指令集( ( ( (RISCRISCRISCRISC) ) ) )结构。结构。结构。结构。n n高可靠性高可靠性高可靠性高可靠性提高单片机的抗电磁干扰能力提高单片机的抗电磁干扰能力提高单片机的抗电磁干扰能力提高单片机的抗电磁干扰能
18、力 。 n n大容量化大容量化大容量化大容量化扩大片内存储器容量。扩大片内存储器容量。扩大片内存储器容量。扩大片内存储器容量。 n n多多多多功功功功能能能能化化化化把把把把众众众众多多多多的的的的各各各各种种种种外外外外围围围围功功功功能能能能器器器器件件件件集集集集成成成成在在在在片片片片内内内内，如模如模如模如模/ / / /数转换器、数数转换器、数数转换器、数数转换器、数/ / / /模转换器、液晶显示驱动器模转换器、液晶显示驱动器模转换器、液晶显示驱动器模转换器、液晶显示驱动器 等。等。等。等。 n n串串串串行行行行扩扩扩扩展展展展技技技技术术术术 SPISPISPISPI、I I
19、 I I2 2 2 2C C C C、MicrowireMicrowireMicrowireMicrowire、1-Wire1-Wire1-Wire1-Wire等等等等串串串串行行行行总总总总线线线线的的的的引引引引入入入入，可可可可以以以以使使使使单单单单片片片片机机机机的的的的引引引引脚脚脚脚设设设设计计计计得得得得更更更更少少少少，单单单单片片片片机系统结构更加简化。机系统结构更加简化。机系统结构更加简化。机系统结构更加简化。 1.2 单片机的应用 n n1.2.1 智能仪器的应用 n n1.2.2 通信设备的应用 n n1.2.3 家用电器的应用 n n1.2.4 工业控制的应用 1.
20、2.1 智能仪器的应用 n n单片机用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，可以提高单片机用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，可以提高单片机用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，可以提高单片机用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，可以提高测量的自动化程度和精度；简化仪器仪表的硬件结构，减测量的自动化程度和精度；简化仪器仪表的硬件结构，减测量的自动化程度和精度；简化仪器仪表的硬件结构，减测量的自动化程度和精度；简化仪器仪表的硬件结构，减小体积，提高其性价比。例如：小体积，提高其性价比。例如：小体积，提高其性价比。例如：小体积，提高其性价比。例如：温度智能控制仪表温度智能控制仪表温度智能控制仪表温度智能控
21、制仪表、医用医用医用医用仪表仪表仪表仪表、汽车电子设备汽车电子设备汽车电子设备汽车电子设备、数字示波器数字示波器数字示波器数字示波器等。等。等。等。n n例如，在普通模拟示波器的基础上用单片机进行改造而成例如，在普通模拟示波器的基础上用单片机进行改造而成例如，在普通模拟示波器的基础上用单片机进行改造而成例如，在普通模拟示波器的基础上用单片机进行改造而成的数字存储示波器，克服了普通模拟示波器的缺点，并增的数字存储示波器，克服了普通模拟示波器的缺点，并增的数字存储示波器，克服了普通模拟示波器的缺点，并增的数字存储示波器，克服了普通模拟示波器的缺点，并增加了许多功能，如可以显示大量的预触发信息，可以
22、长期加了许多功能，如可以显示大量的预触发信息，可以长期加了许多功能，如可以显示大量的预触发信息，可以长期加了许多功能，如可以显示大量的预触发信息，可以长期贮存波形，可以在打印机或绘图仪上制作硬拷贝以供编制贮存波形，可以在打印机或绘图仪上制作硬拷贝以供编制贮存波形，可以在打印机或绘图仪上制作硬拷贝以供编制贮存波形，可以在打印机或绘图仪上制作硬拷贝以供编制文件使用，可以将采集的波形和操作人员手工或示波器全文件使用，可以将采集的波形和操作人员手工或示波器全文件使用，可以将采集的波形和操作人员手工或示波器全文件使用，可以将采集的波形和操作人员手工或示波器全自动采集的参考波形进行比较，波形信息可用数学方
23、法进自动采集的参考波形进行比较，波形信息可用数学方法进自动采集的参考波形进行比较，波形信息可用数学方法进自动采集的参考波形进行比较，波形信息可用数学方法进行处理。行处理。行处理。行处理。 1.2.2 通信设备的应用 n n单片机与通信技术相结合促使通信设备的智能控制水平大单片机与通信技术相结合促使通信设备的智能控制水平大单片机与通信技术相结合促使通信设备的智能控制水平大单片机与通信技术相结合促使通信设备的智能控制水平大大提高，广泛应用于通信的各个领域。例如：大提高，广泛应用于通信的各个领域。例如：大提高，广泛应用于通信的各个领域。例如：大提高，广泛应用于通信的各个领域。例如：调制解调器调制解调
24、器调制解调器调制解调器、传真机传真机传真机传真机、复印机复印机复印机复印机、打印机打印机打印机打印机、移动电话机移动电话机移动电话机移动电话机、固定电话机固定电话机固定电话机固定电话机等。等。等。等。n n例如，传统的电话机只能实现简单的拨号、响铃、通话等例如，传统的电话机只能实现简单的拨号、响铃、通话等例如，传统的电话机只能实现简单的拨号、响铃、通话等例如，传统的电话机只能实现简单的拨号、响铃、通话等功能，使用单片机后，可以开发出来电显示、存储电话号功能，使用单片机后，可以开发出来电显示、存储电话号功能，使用单片机后，可以开发出来电显示、存储电话号功能，使用单片机后，可以开发出来电显示、存储
25、电话号码、时钟显示、免提、重拨、声控等功能。功能更多的无码、时钟显示、免提、重拨、声控等功能。功能更多的无码、时钟显示、免提、重拨、声控等功能。功能更多的无码、时钟显示、免提、重拨、声控等功能。功能更多的无绳电话机、录音电话机、可视电话机等多功能电话机也已绳电话机、录音电话机、可视电话机等多功能电话机也已绳电话机、录音电话机、可视电话机等多功能电话机也已绳电话机、录音电话机、可视电话机等多功能电话机也已走进人们的生活。走进人们的生活。走进人们的生活。走进人们的生活。 1.2.3 家用电器的应用 n n传统的家电配上单片机以后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受传统的家电配上单片机以后，提高了智
26、能化程度，增加了功能，倍受传统的家电配上单片机以后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受传统的家电配上单片机以后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱；单片机使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。例如：人们喜爱；单片机使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。例如：人们喜爱；单片机使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。例如：人们喜爱；单片机使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。例如：洗洗洗洗衣机衣机衣机衣机、电冰箱电冰箱电冰箱电冰箱、电子玩具电子玩具电子玩具电子玩具、收录机收录机收录机收录机、微波炉微波炉微波炉微波炉、电视机电视机电视机电视机、录像机录像机录像机录像机、音响音响音响音响设备设备设备设备
27、、程控玩具程控玩具程控玩具程控玩具、游戏机游戏机游戏机游戏机等。等。等。等。n n例如，单片机控制的全自动洗衣机集洗涤、脱水于一体，能自动完成例如，单片机控制的全自动洗衣机集洗涤、脱水于一体，能自动完成例如，单片机控制的全自动洗衣机集洗涤、脱水于一体，能自动完成例如，单片机控制的全自动洗衣机集洗涤、脱水于一体，能自动完成洗衣全过程，并有多种洗涤程序供用户自由选择，能任意调节工作时洗衣全过程，并有多种洗涤程序供用户自由选择，能任意调节工作时洗衣全过程，并有多种洗涤程序供用户自由选择，能任意调节工作时洗衣全过程，并有多种洗涤程序供用户自由选择，能任意调节工作时间，显示工作状态、洗涤时间和脱水时间，
28、能自动处理脱水不平衡，间，显示工作状态、洗涤时间和脱水时间，能自动处理脱水不平衡，间，显示工作状态、洗涤时间和脱水时间，能自动处理脱水不平衡，间，显示工作状态、洗涤时间和脱水时间，能自动处理脱水不平衡，具有各种故障和高低电压自动保护功能，工作结束或电源故障会自动具有各种故障和高低电压自动保护功能，工作结束或电源故障会自动具有各种故障和高低电压自动保护功能，工作结束或电源故障会自动具有各种故障和高低电压自动保护功能，工作结束或电源故障会自动断电以确保安全。目前，有的全自动洗衣机还采用了模糊技术，即洗断电以确保安全。目前，有的全自动洗衣机还采用了模糊技术，即洗断电以确保安全。目前，有的全自动洗衣机
29、还采用了模糊技术，即洗断电以确保安全。目前，有的全自动洗衣机还采用了模糊技术，即洗衣机能对传感器提供的信息进行逻辑推理，自动判断衣服质地、重量、衣机能对传感器提供的信息进行逻辑推理，自动判断衣服质地、重量、衣机能对传感器提供的信息进行逻辑推理，自动判断衣服质地、重量、衣机能对传感器提供的信息进行逻辑推理，自动判断衣服质地、重量、脏污程度，从而自动选择最佳的洗涤时间、进水量、漂洗次数、脱水脏污程度，从而自动选择最佳的洗涤时间、进水量、漂洗次数、脱水脏污程度，从而自动选择最佳的洗涤时间、进水量、漂洗次数、脱水脏污程度，从而自动选择最佳的洗涤时间、进水量、漂洗次数、脱水时间，并显示洗涤剂的用量，达到
30、整个洗涤过程自动化，使用方便，时间，并显示洗涤剂的用量，达到整个洗涤过程自动化，使用方便，时间，并显示洗涤剂的用量，达到整个洗涤过程自动化，使用方便，时间，并显示洗涤剂的用量，达到整个洗涤过程自动化，使用方便，节能节水。节能节水。节能节水。节能节水。 1.2.4 工业控制的应用 n n机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集机械技术、机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集机械技术、机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集机械技术、机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微微电
31、子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制的机控制的机控制的机控制的车床车床车床车床、钻床钻床钻床钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它体等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它体等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它体等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大积小、可靠性高、功能强等优点，可大大积小、可靠性高、功能强等优点，可大大积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程提高机
32、器的自动化、智能化程提高机器的自动化、智能化程提高机器的自动化、智能化程度度度度。n n单片机广泛用于导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网单片机广泛用于导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网单片机广泛用于导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网单片机广泛用于导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网络通信与数据传输、机器人、工业自动化过程的实时控制和数据处理。络通信与数据传输、机器人、工业自动化过程的实时控制和数据处理。络通信与数据传输、机器人、工业自动化过程的实时控制和数据处理。络通信与数据传输、机器人、工业自动化过程的实时控制和数据处理。例如，在这些例如
33、，在这些例如，在这些例如，在这些实时控制系统实时控制系统实时控制系统实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器，单片机的中，都可以用单片机作为控制器，单片机的中，都可以用单片机作为控制器，单片机的中，都可以用单片机作为控制器，单片机的实时数据处理能力和控制功能，可实时数据处理能力和控制功能，可实时数据处理能力和控制功能，可实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态使系统保持在最佳工作状态使系统保持在最佳工作状态使系统保持在最佳工作状态，提高系提高系提高系提高系统的工作效率和产品质量统的工作效率和产品质量统的工作效率和产品质量统的工作效率和产品质量。n n在比较复杂的系统中，常采用分布
34、式多机系统。多机系统一般由若干台在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系联系、协调
35、工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，统的某些节点上，统的某些节点上，统的某些节点上，对现场信息进行实时测量和控制对现场信息进行实时测量和控制对现场信息进行实时测量和控制对现场信息进行实时测量和控制。单片机的高可靠性。单片机的高可靠性。单片机的高可靠性。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。 1.2.4 工业控制的应用 n n在教育部倡
36、导的在教育部倡导的在教育部倡导的在教育部倡导的全国大学生电子设计大赛全国大学生电子设计大赛全国大学生电子设计大赛全国大学生电子设计大赛中，有一道设计简易智能电动车的题中，有一道设计简易智能电动车的题中，有一道设计简易智能电动车的题中，有一道设计简易智能电动车的题目，参赛者用目，参赛者用目，参赛者用目，参赛者用51515151系列单片机完成了设计任务并取得了较好的成绩。该设计采用系列单片机完成了设计任务并取得了较好的成绩。该设计采用系列单片机完成了设计任务并取得了较好的成绩。该设计采用系列单片机完成了设计任务并取得了较好的成绩。该设计采用单片机单片机单片机单片机AT89C51AT89C51AT8
37、9C51AT89C51和和和和AT89C2051AT89C2051AT89C2051AT89C2051芯片为核心部件，利用光电检测技术、超声波测距、芯片为核心部件，利用光电检测技术、超声波测距、芯片为核心部件，利用光电检测技术、超声波测距、芯片为核心部件，利用光电检测技术、超声波测距、电涡流检测技术并配合一套独特的软件实现了电动车识别并选择正确的电涡流检测技术并配合一套独特的软件实现了电动车识别并选择正确的电涡流检测技术并配合一套独特的软件实现了电动车识别并选择正确的电涡流检测技术并配合一套独特的软件实现了电动车识别并选择正确的行进路行进路行进路行进路线线线线、电机的、电机的、电机的、电机的方
38、向方向方向方向和和和和速度速度速度速度控制、控制、控制、控制、自动寻找光源自动寻找光源自动寻找光源自动寻找光源、判断并自动躲避障碍物判断并自动躲避障碍物判断并自动躲避障碍物判断并自动躲避障碍物、时间显时间显时间显时间显示示示示、蜂鸣器报警蜂鸣器报警蜂鸣器报警蜂鸣器报警等功能。等功能。等功能。等功能。 电动车控制方案如下图所示。电动车控制方案如下图所示。电动车控制方案如下图所示。电动车控制方案如下图所示。 智能电动车控制方案智能电动车控制方案智能电动车控制方案智能电动车控制方案 1.3 计算机运算基础 n n1.3.1 数制 n n1.3.2 有符号二进制数的编码 n n1.3.3 二进制编码
39、1.3.1 数制 n n数数数数制制制制是是是是指指指指数数数数的的的的制制制制式式式式，是是是是人人人人们们们们利利利利用用用用符符符符号号号号进进进进行行行行计计计计数数数数的的的的科科科科学方法。学方法。学方法。学方法。n n数数数数制制制制有有有有很很很很多多多多种种种种，在在在在计计计计算算算算机机机机中中中中常常常常用用用用的的的的数数数数制制制制有有有有十十十十进进进进制制制制、二进制二进制二进制二进制和和和和十六进制十六进制十六进制十六进制。 1. 1. 十进制十进制 n n十十十十进进进进制制制制中中中中共共共共使使使使用用用用0 0 0 09 9 9 9十十十十个个个个数数
40、数数字字字字符符符符号号号号( ( ( (称称称称为为为为数数数数码码码码) ) ) )，数数数数码码码码的的的的个个个个数数数数称称称称为为为为基基基基数数数数。十十十十进进进进制制制制的的的的基基基基数数数数为为为为10101010，任任任任何何何何一一一一个个个个十十十十进进进进制制制制数数数数都都都都可可可可用这十个数码的组合来表示。用这十个数码的组合来表示。用这十个数码的组合来表示。用这十个数码的组合来表示。 n n十进制数一般有以下特点：十进制数一般有以下特点：十进制数一般有以下特点：十进制数一般有以下特点：l l有有有有0 0 0 09 9 9 9十个数字符号，基数为十个数字符号
41、，基数为十个数字符号，基数为十个数字符号，基数为10101010，各位的权为，各位的权为，各位的权为，各位的权为10101010n n n n( ( ( (n n n n为整为整为整为整数数数数) ) ) )。l l运算规则是加法运算规则是加法运算规则是加法运算规则是加法逢十进一逢十进一逢十进一逢十进一、减法、减法、减法、减法借一为十借一为十借一为十借一为十。l l用后缀用后缀用后缀用后缀D D D D(Decimal)(Decimal)(Decimal)(Decimal)表示十进制数，通常对十进制数可不加表示十进制数，通常对十进制数可不加表示十进制数，通常对十进制数可不加表示十进制数，通常对
42、十进制数可不加后缀。后缀。后缀。后缀。 1. 1. 十进制十进制 n n任一个数中每一位的值可用该位的数字乘以基数的幂次来任一个数中每一位的值可用该位的数字乘以基数的幂次来任一个数中每一位的值可用该位的数字乘以基数的幂次来任一个数中每一位的值可用该位的数字乘以基数的幂次来表示，基数的幂次称为表示，基数的幂次称为表示，基数的幂次称为表示，基数的幂次称为权权权权。n n十进制数各位的权是以十进制数各位的权是以十进制数各位的权是以十进制数各位的权是以10101010为底的幂，任何一个十进制数都为底的幂，任何一个十进制数都为底的幂，任何一个十进制数都为底的幂，任何一个十进制数都可用权展开式来表示。可用
43、权展开式来表示。可用权展开式来表示。可用权展开式来表示。例如：例如：例如：例如：十进制数十进制数十进制数十进制数1986.1291986.1291986.1291986.129可如下式展开：可如下式展开：可如下式展开：可如下式展开： 1986.129=110 1986.129=110 1986.129=110 1986.129=1103 3 3 3+910+910+910+9102 2 2 2+810+810+810+8101 1 1 1+610+610+610+6100 0 0 0+110+110+110+110-1-1-1-1 +210+210+210+210-2-2-2-2+910+91
44、0+910+910-3-3-3-3 上式中上式中上式中上式中101010100 0 0 0、101010101 1 1 1、101010102 2 2 2、101010103 3 3 3分别称为分别称为分别称为分别称为0 0 0 0权位权位权位权位、1 1 1 1权位权位权位权位、2 2 2 2权位权位权位权位、3 3 3 3权位权位权位权位。 2. 2. 二进制二进制 n n二进制中共使用二进制中共使用二进制中共使用二进制中共使用0 0 0 0、1 1 1 1两个数字符号。两个数字符号。两个数字符号。两个数字符号。 n n二进制数一般有以下特点：二进制数一般有以下特点：二进制数一般有以下特点
45、：二进制数一般有以下特点：l l有有有有0 0 0 0、1 1 1 1两个数字符号，基数为两个数字符号，基数为两个数字符号，基数为两个数字符号，基数为2 2 2 2，各位的权为，各位的权为，各位的权为，各位的权为2 2 2 2n n n n( ( ( (n n n n为整数为整数为整数为整数) ) ) )。 l l运算规则是加法运算规则是加法运算规则是加法运算规则是加法逢二进一逢二进一逢二进一逢二进一、减法、减法、减法、减法借一为二借一为二借一为二借一为二。 l l用后缀用后缀用后缀用后缀B B B B(Binary)(Binary)(Binary)(Binary)表示二进制数。表示二进制数。
46、表示二进制数。表示二进制数。2. 2. 二进制二进制 n n二进制数各位的权是以二进制数各位的权是以二进制数各位的权是以二进制数各位的权是以2 2 2 2为底的幂，任何一个二进制数都可为底的幂，任何一个二进制数都可为底的幂，任何一个二进制数都可为底的幂，任何一个二进制数都可用权展开式来表示。用权展开式来表示。用权展开式来表示。用权展开式来表示。例如：例如：例如：例如：二进制数二进制数二进制数二进制数1011.111011.111011.111011.11可如下式展开：可如下式展开：可如下式展开：可如下式展开： 1011.11B=12 1011.11B=12 1011.11B=12 1011.1
47、1B=123 3 3 3+02+02+02+022 2 2 2+12+12+12+121 1 1 1+12+12+12+120 0 0 0+12+12+12+12-1-1-1-1+12+12+12+12-2-2-2-2 =11.75=11.75=11.75=11.75 由上式可知，二进制数由上式可知，二进制数由上式可知，二进制数由上式可知，二进制数1011.11B1011.11B1011.11B1011.11B相当于十进制数相当于十进制数相当于十进制数相当于十进制数11.7511.7511.7511.75。 3. 3. 十六进制十六进制 n n十十十十六六六六进进进进制制制制中中中中共共共共使
48、使使使用用用用0 0 0 09 9 9 9及及及及A A A AF F F F十十十十六六六六个个个个数数数数字字字字符符符符号号号号，其其其其中中中中A A A AF F F F相相相相当于十进制数的当于十进制数的当于十进制数的当于十进制数的1010101015151515。 n n十六进制数一般有以下特点：十六进制数一般有以下特点：十六进制数一般有以下特点：十六进制数一般有以下特点：l l有有有有0 0 0 09 9 9 9及及及及A A A AF F F F十六个数字符号，基数为十六个数字符号，基数为十六个数字符号，基数为十六个数字符号，基数为16161616，各位的权为，各位的权为，各
49、位的权为，各位的权为16161616n n n n( ( ( (n n n n为整数为整数为整数为整数) ) ) )。 l l运算规则是加法运算规则是加法运算规则是加法运算规则是加法逢十六进一逢十六进一逢十六进一逢十六进一、减法、减法、减法、减法借一为十六借一为十六借一为十六借一为十六。 l l用后缀用后缀用后缀用后缀H H H H(Hexadecimal)(Hexadecimal)(Hexadecimal)(Hexadecimal)表示十六进制数。表示十六进制数。表示十六进制数。表示十六进制数。 3. 3. 十六进制十六进制 n n十六进制数各位的权是以十六进制数各位的权是以十六进制数各位的
50、权是以十六进制数各位的权是以16161616为底的幂，任何一个十六进制为底的幂，任何一个十六进制为底的幂，任何一个十六进制为底的幂，任何一个十六进制数都可用权展开式来表示。数都可用权展开式来表示。数都可用权展开式来表示。数都可用权展开式来表示。例如：例如：例如：例如：十六进制数十六进制数十六进制数十六进制数5D6E.45D6E.45D6E.45D6E.4可如下式展开：可如下式展开：可如下式展开：可如下式展开：5D6E.4H=5165D6E.4H=5165D6E.4H=5165D6E.4H=5163 3 3 3+1316+1316+1316+13162 2 2 2+616+616+616+616
51、1 1 1 1+1416+1416+1416+14160 0 0 0+416+416+416+416-1-1-1-1 =23918.25=23918.25=23918.25=23918.25 由上式可知，十六进制数由上式可知，十六进制数由上式可知，十六进制数由上式可知，十六进制数5D6E.45D6E.45D6E.45D6E.4相当于十进制数相当于十进制数相当于十进制数相当于十进制数23918.2523918.2523918.2523918.25。 十进制数、二进制数和十六进制数对照表十进制数、二进制数和十六进制数对照表十进制数、二进制数和十六进制数对照表十进制数、二进制数和十六进制数对照表十十
52、十十进进制数制数制数制数二二二二进进制数制数制数制数十六十六十六十六进进制数制数制数制数十十十十进进制数制数制数制数二二二二进进制数制数制数制数十六十六十六十六进进制数制数制数制数0 0 0 000000000000000000 0 0 08 8 8 810001000100010008 8 8 81 1 1 100010001000100011 1 1 19 9 9 910011001100110019 9 9 92 2 2 200100010001000102 2 2 2101010101010101010101010A A A A3 3 3 300110011001100113 3 3
53、3111111111011101110111011B B B B4 4 4 401000100010001004 4 4 4121212121100110011001100C C C C5 5 5 501010101010101015 5 5 5131313131101110111011101D D D D6 6 6 601100110011001106 6 6 6141414141110111011101110E E E E7 7 7 701110111011101117 7 7 7151515151111111111111111F F F F4. 4. 不同数制之间的转换不同数制之间的转换
54、 n n二进制数转换成十六进制数二进制数转换成十六进制数二进制数转换成十六进制数二进制数转换成十六进制数采用采用采用采用“四位合一位四位合一位四位合一位四位合一位”法法法法 n n十六进制数转换成二进制数十六进制数转换成二进制数十六进制数转换成二进制数十六进制数转换成二进制数采用采用采用采用“一位分四位一位分四位一位分四位一位分四位”法法法法 n n二进制数转换成十进制数二进制数转换成十进制数二进制数转换成十进制数二进制数转换成十进制数按按按按权展开后相加权展开后相加权展开后相加权展开后相加 n n十六进制数转换成十进制数十六进制数转换成十进制数十六进制数转换成十进制数十六进制数转换成十进制数
55、按按按按权展开后相加权展开后相加权展开后相加权展开后相加 n n十进制整数转换成二进制整数十进制整数转换成二进制整数十进制整数转换成二进制整数十进制整数转换成二进制整数采用采用采用采用“除以除以除以除以2 2 2 2取余取余取余取余”法法法法n n十进制整数转换成十六进制整数十进制整数转换成十六进制整数十进制整数转换成十六进制整数十进制整数转换成十六进制整数采用采用采用采用“除以除以除以除以16161616取余取余取余取余”法法法法n n十进制小数转换成二进制小数十进制小数转换成二进制小数十进制小数转换成二进制小数十进制小数转换成二进制小数采用采用采用采用“乘乘乘乘2 2 2 2取整取整取整取
56、整”法法法法 n n十进制小数转换成十六进制小数十进制小数转换成十六进制小数十进制小数转换成十六进制小数十进制小数转换成十六进制小数采用采用采用采用“乘乘乘乘16161616取整取整取整取整”法法法法 4. 4. 不同数制之间的转换不同数制之间的转换 【例【例【例【例1 1 1 1】 将十进制整数将十进制整数将十进制整数将十进制整数100100100100转换成二进制整数。转换成二进制整数。转换成二进制整数。转换成二进制整数。解：用解：用解：用解：用2 2 2 2连续除连续除连续除连续除100100100100，直至商小于，直至商小于，直至商小于，直至商小于2 2 2 2，算式如下：，算式如下
57、：，算式如下：，算式如下： 运算结果：运算结果：运算结果：运算结果：100=1100100B100=1100100B100=1100100B100=1100100B。 4. 4. 不同数制之间的转换不同数制之间的转换 【例【例【例【例2 2 2 2】 将十进制小数将十进制小数将十进制小数将十进制小数0.6180.6180.6180.618转换成二进制小数。转换成二进制小数。转换成二进制小数。转换成二进制小数。解：用解：用解：用解：用2 2 2 2连续乘以连续乘以连续乘以连续乘以0.6180.6180.6180.618，小数部分为，小数部分为，小数部分为，小数部分为0 0 0 0或保留或保留或保
58、留或保留4 4 4 4位小数，算式如位小数，算式如位小数，算式如位小数，算式如下：下：下：下： 运算结果：运算结果：运算结果：运算结果：0.6180.1001B0.6180.1001B0.6180.1001B0.6180.1001B。 1.3.2 有符号二进制数的编码 基本概念基本概念n n在在在在计计计计算算算算机机机机中中中中把把把把有有有有符符符符号号号号数数数数、字字字字母母母母、数数数数字字字字和和和和字字字字符符符符用用用用二二二二进进进进制制制制代代代代码码码码按按按按一一一一定定定定规规规规律律律律编编编编排排排排，使使使使每每每每组组组组代代代代码码码码具具具具有有有有特特特
59、特定定定定的的的的含含含含义义义义，称称称称为为为为计计计计算算算算机编码机编码机编码机编码。 n n有有符符号号二二进进制制数数的的正正负负号号分分别别用用“+”“+”和和“-”“-”来来表表示示。一一般般规规定定最最高高位位为为符符号号位位，最最高高位位为为“0”“0”表表示示正正数数，为为“1”“1”表表示示负负数数，这这种种把把符符号号数数值值化化的的数数称称为为机机器器数数，而而原原来的数值称为机器数的来的数值称为机器数的真值真值。n n有符号二进制数有三种表示法，即有符号二进制数有三种表示法，即原码原码、反码反码和和补码补码。 1. 1. 原码原码 n n原码的表示方法：原码的表示
60、方法：原码的表示方法：原码的表示方法： 正数的符号位用正数的符号位用正数的符号位用正数的符号位用“0”“0”“0”“0”表示。表示。表示。表示。 负数的符号位用负数的符号位用负数的符号位用负数的符号位用“1”“1”“1”“1”表示。表示。表示。表示。n n0 0 0 0的原码有两种表示形式：的原码有两种表示形式：的原码有两种表示形式：的原码有两种表示形式： +0+0+0+0原原原原= 00000000 = 00000000 = 00000000 = 00000000 -0 -0 -0 -0原原原原= 10000000= 10000000= 10000000= 10000000n n原码的特点：
61、原码的特点：原码的特点：原码的特点： 原码表示简单直观，但原码表示简单直观，但原码表示简单直观，但原码表示简单直观，但0 0 0 0的表示不唯一，加减运算复杂。的表示不唯一，加减运算复杂。的表示不唯一，加减运算复杂。的表示不唯一，加减运算复杂。n n8 8 8 8位二进制数的原码能表示的范围为位二进制数的原码能表示的范围为位二进制数的原码能表示的范围为位二进制数的原码能表示的范围为 11111111B11111111B11111111B11111111B01111111B01111111B01111111B01111111B (-127 (-127 (-127 (-127+127) +127)
62、 +127) +127) 2. 2. 反码反码 n n反码的表示方法：反码的表示方法：反码的表示方法：反码的表示方法： 正数的反码与原码表示形式相同。正数的反码与原码表示形式相同。正数的反码与原码表示形式相同。正数的反码与原码表示形式相同。 负数的反码的符号位为负数的反码的符号位为负数的反码的符号位为负数的反码的符号位为1 1 1 1，数值位按位取反。，数值位按位取反。，数值位按位取反。，数值位按位取反。n n0 0 0 0的反码有两种表示形式。的反码有两种表示形式。的反码有两种表示形式。的反码有两种表示形式。 +0+0+0+0反反反反= 00000000= 00000000= 0000000
63、0= 00000000 -0 -0 -0 -0反反反反= 11111111= 11111111= 11111111= 11111111n n8 8 8 8位二进制数的反码能表示的范围为位二进制数的反码能表示的范围为位二进制数的反码能表示的范围为位二进制数的反码能表示的范围为 10000000B10000000B10000000B10000000B01111111B01111111B01111111B01111111B (-127 (-127 (-127 (-127+127)+127)+127)+127)3. 3. 补码补码 n n补码的表示方法：补码的表示方法：补码的表示方法：补码的表示方法：
64、 正数的补码表示与原码表示形式相同。正数的补码表示与原码表示形式相同。正数的补码表示与原码表示形式相同。正数的补码表示与原码表示形式相同。 负数的补码的符号位为负数的补码的符号位为负数的补码的符号位为负数的补码的符号位为1 1 1 1，数值位按位求反加，数值位按位求反加，数值位按位求反加，数值位按位求反加1 1 1 1。n n0 0 0 0的补码只有一种表示形式：的补码只有一种表示形式：的补码只有一种表示形式：的补码只有一种表示形式： +0+0+0+0补补补补= -0= -0= -0= -0补补补补= 00000000= 00000000= 00000000= 00000000n n补码的特点
65、：补码的特点：补码的特点：补码的特点： 0 0 0 0的表示唯一，加减运算方便。的表示唯一，加减运算方便。的表示唯一，加减运算方便。的表示唯一，加减运算方便。n n8 8 8 8位二进制数的补码能表示的范围为位二进制数的补码能表示的范围为位二进制数的补码能表示的范围为位二进制数的补码能表示的范围为 10000000B10000000B10000000B10000000B01111111B01111111B01111111B01111111B (-128 (-128 (-128 (-128+127) +127) +127) +127) 4. 4. 有符号数的运算有符号数的运算 n n补码的加法运
66、算规则：补码的加法运算规则：补码的加法运算规则：补码的加法运算规则： X+YX+YX+YX+Y补补补补=X=X=X=X补补补补+Y+Y+Y+Y补补补补n n补码的减法运算规则：补码的减法运算规则：补码的减法运算规则：补码的减法运算规则： X-YX-YX-YX-Y补补补补=X=X=X=X补补补补-Y-Y-Y-Y补补补补=X=X=X=X补补补补+-Y+-Y+-Y+-Y补补补补n n在计算机中有符号数一般用补码表示，无论是加法还在计算机中有符号数一般用补码表示，无论是加法还在计算机中有符号数一般用补码表示，无论是加法还在计算机中有符号数一般用补码表示，无论是加法还是减法都可采用加法运算，而且是连同符
67、号位一起进是减法都可采用加法运算，而且是连同符号位一起进是减法都可采用加法运算，而且是连同符号位一起进是减法都可采用加法运算，而且是连同符号位一起进行运算的，运算的结果仍为补码。行运算的，运算的结果仍为补码。行运算的，运算的结果仍为补码。行运算的，运算的结果仍为补码。 4. 4. 有符号数的运算有符号数的运算 【例【例【例【例8 8 8 8】 真值真值真值真值X1=+17X1=+17X1=+17X1=+17，X2=+25X2=+25X2=+25X2=+25，求，求，求，求X1-X2X1-X2X1-X2X1-X2的值。的值。的值。的值。解：解：解：解：X1X1X1X1补补补补=00010001
68、-X2=00010001 -X2=00010001 -X2=00010001 -X2补补补补=11100111=11100111=11100111=11100111 X1-X2 X1-X2 X1-X2 X1-X2补补补补=X1=X1=X1=X1补补补补+-X2+-X2+-X2+-X2补补补补=11111000=11111000=11111000=11111000 用二进制加法运算如下：用二进制加法运算如下：用二进制加法运算如下：用二进制加法运算如下： X1-X2=X1-X2X1-X2=X1-X2X1-X2=X1-X2X1-X2=X1-X2补补补补 补补补补=-88D=-88D=-88D=-88
69、D 1.3.3 二进制编码 n n在在在在计计计计算算算算机机机机中中中中对对对对数数数数字字字字、字字字字母母母母和和和和字字字字符符符符用用用用二二二二进进进进制制制制代代代代码码码码进进进进行行行行编编编编码码码码的的的的方方方方法法法法很很很很多多多多，二二二二进进进进制制制制数数数数的的的的位位位位数数数数越越越越长长长长，所所所所能能能能编编编编码码码码的的的的数数数数字字字字、字字字字母母母母和字符就越多。和字符就越多。和字符就越多。和字符就越多。n n常用的二进制编码有常用的二进制编码有常用的二进制编码有常用的二进制编码有BCDBCDBCDBCD码码码码、ASCIIASCIIA
70、SCIIASCII码码码码等。等。等。等。 1. BCD1. BCD码码n n用用用用二二二二进进进进制制制制编编编编码码码码表表表表示示示示的的的的十十十十进进进进制制制制数数数数称称称称为为为为二二二二- - - -十十十十进进进进制制制制数数数数，简简简简称称称称BCD(Binary Coded Decimal)BCD(Binary Coded Decimal)BCD(Binary Coded Decimal)BCD(Binary Coded Decimal)码。码。码。码。 n nBCDBCDBCDBCD码码码码保保保保留留留留了了了了十十十十进进进进制制制制的的的的权权权权，用用用用
71、四四四四位位位位二二二二进进进进制制制制数数数数给给给给0 0 0 09 9 9 9这这这这10101010个个个个数数数数字编码。字编码。字编码。字编码。n nBCDBCDBCDBCD码种类较多，如有码种类较多，如有码种类较多，如有码种类较多，如有8421842184218421码码码码、2421242124212421码码码码和和和和余余余余3 3 3 3码码码码等。等。等。等。n n最最最最常常常常用用用用的的的的是是是是 8421BCD8421BCD8421BCD8421BCD码码码码( ( ( (以以以以后后后后简简简简称称称称BCDBCDBCDBCD码码码码) ) ) )，组组组组
72、成成成成它它它它的的的的4 4 4 4位位位位二二二二进制数码的权分别是进制数码的权分别是进制数码的权分别是进制数码的权分别是8 8 8 8、4 4 4 4、2 2 2 2、1 1 1 1。 8421BCD8421BCD8421BCD8421BCD码与十进制数的对应关系表码与十进制数的对应关系表码与十进制数的对应关系表码与十进制数的对应关系表 十十十十进进制数制数制数制数8421842184218421码码十十十十进进制数制数制数制数8421842184218421码码十十十十进进制数制数制数制数8421842184218421码码0 0 0 00000000000000000 6 6 6 6
73、0110011001100110 12 12 12 12000100100001001000010010000100101 1 1 10001000100010001 7 7 7 70111011101110111 13 13 13 13000100110001001100010011000100112 2 2 20010001000100010 8 8 8 81000100010001000 14 14 14 14000101000001010000010100000101003 3 3 30011001100110011 9 9 9 91001100110011001 15 15 15 1
74、5000101010001010100010101000101014 4 4 40100010001000100 10 10 10 1000010000000100000001000000010000 16 16 16 16000101100001011000010110000101105 5 5 50101010101010101 11 11 11 1100010001000100010001000100010001 17 17 17 17000101110001011100010111000101111. BCD1. BCD码码n nBCDBCDBCDBCD码码码码的的的的加加加加减减减减
75、法法法法运运运运算算算算与与与与十十十十进进进进制制制制运运运运算算算算规规规规则则则则相相相相同同同同，加加加加法法法法为为为为逢逢逢逢十十十十进进进进一一一一、减法为、减法为、减法为、减法为借一为十借一为十借一为十借一为十。 n nBCDBCDBCDBCD码加法运算的修正原则：码加法运算的修正原则：码加法运算的修正原则：码加法运算的修正原则： 若和的低若和的低若和的低若和的低4 4 4 4位大于位大于位大于位大于9 9 9 9或低或低或低或低4 4 4 4位向高位向高位向高位向高4 4 4 4位有进位，则低位有进位，则低位有进位，则低位有进位，则低4 4 4 4位加位加位加位加6 6 6
76、6；若高若高若高若高4 4 4 4位大于位大于位大于位大于9 9 9 9或高或高或高或高4 4 4 4位向最高位有进位，则高位向最高位有进位，则高位向最高位有进位，则高位向最高位有进位，则高4 4 4 4位加位加位加位加6 6 6 6。n nBCDBCDBCDBCD码减法运算的修正原则：码减法运算的修正原则：码减法运算的修正原则：码减法运算的修正原则： 若差的低若差的低若差的低若差的低4 4 4 4位大于位大于位大于位大于9 9 9 9或低或低或低或低4 4 4 4位向高位向高位向高位向高4 4 4 4位有借位，则低位有借位，则低位有借位，则低位有借位，则低4 4 4 4位减位减位减位减6 6
77、 6 6；若高若高若高若高4 4 4 4位大于位大于位大于位大于9 9 9 9或高或高或高或高4 4 4 4位向最高位有借位，则高位向最高位有借位，则高位向最高位有借位，则高位向最高位有借位，则高4 4 4 4位减位减位减位减6 6 6 6。 2. ASCII2. ASCII码码 n nASCIIASCIIASCIIASCII码码码码(Ameriacan (Ameriacan (Ameriacan (Ameriacan Standard Standard Standard Standard Coded Coded Coded Coded for for for for Information
78、Information Information Information Interchange)Interchange)Interchange)Interchange)是是是是“美美美美国国国国信信信信息息息息交交交交换换换换标标标标准准准准代代代代码码码码”的的的的简简简简称称称称，已已已已成成成成为国际通用的标准编码。为国际通用的标准编码。为国际通用的标准编码。为国际通用的标准编码。 n nASCIIASCIIASCIIASCII码采用码采用码采用码采用7 7 7 7位二进制编码，可为位二进制编码，可为位二进制编码，可为位二进制编码，可为128128128128个字符编码，这个字符编码，这
79、个字符编码，这个字符编码，这128128128128个字符分为两类。个字符分为两类。个字符分为两类。个字符分为两类。l l图形字符图形字符图形字符图形字符包括包括包括包括10101010个十进制数符、个十进制数符、个十进制数符、个十进制数符、52525252个大小写英文字母个大小写英文字母个大小写英文字母个大小写英文字母和和和和34343434个其它字符，共计个其它字符，共计个其它字符，共计个其它字符，共计96969696个。图形字符具有特定的形状，个。图形字符具有特定的形状，个。图形字符具有特定的形状，个。图形字符具有特定的形状，可以在显示器上显示。可以在显示器上显示。可以在显示器上显示。可
80、以在显示器上显示。l l控制字符控制字符控制字符控制字符包括回车、换行、退格等，共包括回车、换行、退格等，共包括回车、换行、退格等，共包括回车、换行、退格等，共32323232个。控制字个。控制字个。控制字个。控制字符没有特定的形状但有一定的控制作用，不能在显示器上符没有特定的形状但有一定的控制作用，不能在显示器上符没有特定的形状但有一定的控制作用，不能在显示器上符没有特定的形状但有一定的控制作用，不能在显示器上显示。显示。显示。显示。 ASCIIASCII码字符表码字符表 字字 高高低低 符符 位位 位位0 01 12 23 34 45 56 67 700000000100101001001
81、10111001001011011101101111110 000000000NULNULDLEDLESPSP0 0P P、p p1 100010001SOHSOHDC1DC1! !1 1A AQ Qa aq q2 200100010STXSTXDC2DC2“ “2 2B BR Rb br r3 300110011ETXETXDC3DC3# #3 3C CS Sc cs s4 401000100EOTEOTDC4DC44 4D DT Td dt t5 501010101ENQENQNAKNAK%5 5E EU Ue eu u6 601100110ACKACKSYNSYN&6 6F FV Vf
82、fv v7 701110111BELBELETBETB 7 7G GWWg gw w8 810001000BSBSCANCAN( (8 8H HX Xh hx x9 910011001HTHTEMEM) )9 9I IY Yj jy yA A10101010LFLFSUBSUB* *：J JZ Zj jz zB B10111011VTVTESCESC+ +；K K k k C C11001100FFFFFSFS，L L l l| |D D11011101CRCRGSGS- -= =MM mm E E11101110SOSORSRS. . N N n nF F11111111SISIUSUS/
83、/? ?O Oo oDELDEL1.4 微型计算机的结构与原理n n1.4.1 微型计算机的基本结构 n n1.4.2 微型计算机的工作原理 1.4.1 微型计算机的基本结构 n n微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机由由由由硬硬硬硬件件件件系系系系统统统统和和和和软软软软件件件件系系系系统统统统两两两两大大大大部部部部分分分分组组组组成成成成，一一一一般般般般把把把把二者构成的系统称为微型计算机系统。二者构成的系统称为微型计算机系统。二者构成的系统称为微型计算机系统。二者构成的系统称为微型计算机系统。 n n微型计算机的硬件主要是由微型计算机的硬件主要是由微型计算机的硬件主要是由微型计算
84、机的硬件主要是由CPUCPUCPUCPU( ( ( (运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器) ) ) )、存储器存储器存储器存储器、I/OI/OI/OI/O接口接口接口接口和和和和I/OI/OI/OI/O设备设备设备设备组成，各组成部分之间通过地址总线组成，各组成部分之间通过地址总线组成，各组成部分之间通过地址总线组成，各组成部分之间通过地址总线ABABABAB (Address Bus)(Address Bus)(Address Bus)(Address Bus)、数据总线、数据总线、数据总线、数据总线DBDBDBDB (Data Bus) (Data Bus) (Dat
85、a Bus) (Data Bus)、控制总线、控制总线、控制总线、控制总线CBCBCBCB (Control Bus)(Control Bus)(Control Bus)(Control Bus)联系在一起。联系在一起。联系在一起。联系在一起。n n微型计算机的软件包括微型计算机的软件包括微型计算机的软件包括微型计算机的软件包括系统软件系统软件系统软件系统软件和和和和应用软件应用软件应用软件应用软件两大类。软件两大类。软件两大类。软件两大类。软件与硬件相辅相成，共同构成微型计算机系统，缺一不可。与硬件相辅相成，共同构成微型计算机系统，缺一不可。与硬件相辅相成，共同构成微型计算机系统，缺一不可。
86、与硬件相辅相成，共同构成微型计算机系统，缺一不可。 微型计算机的系统结构框图微型计算机的系统结构框图 微型计算机系统采用总线结构形式。总线结构的主要优点：设计简单、灵活性好、易于扩展、便于故障检测和维修。 AB1.4.2 微型计算机的工作原理 n n指指指指令令令令是是是是对对对对计计计计算算算算机机机机发发发发出出出出的的的的一一一一条条条条条条条条工工工工作作作作命命命命令令令令，命命命命令令令令它它它它执执执执行行行行规规规规定定定定的操作，的操作，的操作，的操作，程序程序程序程序是实现既定任务的指令序列。是实现既定任务的指令序列。是实现既定任务的指令序列。是实现既定任务的指令序列。 n
87、 n把把把把程序程序程序程序和和和和数据数据数据数据送到具有记忆功能的送到具有记忆功能的送到具有记忆功能的送到具有记忆功能的存储器存储器存储器存储器中保存起来，计中保存起来，计中保存起来，计中保存起来，计算机工作时只要给出程序中第一条指令的地址，算机工作时只要给出程序中第一条指令的地址，算机工作时只要给出程序中第一条指令的地址，算机工作时只要给出程序中第一条指令的地址，控制器控制器控制器控制器就就就就可依据存储程序中的指令顺序周而复始地取出指令、分析可依据存储程序中的指令顺序周而复始地取出指令、分析可依据存储程序中的指令顺序周而复始地取出指令、分析可依据存储程序中的指令顺序周而复始地取出指令、
88、分析指令、执行指令，直到执行完全部指令为止。指令、执行指令，直到执行完全部指令为止。指令、执行指令，直到执行完全部指令为止。指令、执行指令，直到执行完全部指令为止。 微型计算机执行程序的过程微型计算机执行程序的过程 n n微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机执执执执行行行行程程程程序序序序的的的的过过过过程程程程就就就就是是是是逐逐逐逐条条条条执执执执行行行行指指指指令令令令的的的的过过过过程程程程。由由由由于于于于执执执执行行行行每每每每一一一一条条条条指指指指令令令令，都都都都包包包包括括括括取取取取指指指指令令令令与与与与执执执执行行行行指指指指令令令令两两两两个个个个基基基基本本本
89、本阶阶阶阶段段段段，所所所所以以以以，微微微微机机机机的的的的工工工工作作作作过过过过程程程程，也也也也就就就就是是是是不不不不断断断断地地地地取取取取指指指指令令令令和和和和执执执执行行行行指令的过程。指令的过程。指令的过程。指令的过程。n n17+1517+15的加法运算程序如下：的加法运算程序如下：的加法运算程序如下：的加法运算程序如下： 存储地址存储地址存储地址存储地址 机器语言程序机器语言程序机器语言程序机器语言程序 汇编语言程序汇编语言程序汇编语言程序汇编语言程序 注释注释注释注释 0000H0000H 74 11 MOV A,#11H 74 11 MOV A,#11H; ;数数数
90、数11H11H送入累加送入累加送入累加送入累加 器器器器AA 0002H0002H 24 0F 24 0F ADD A,#0FH ADD A,#0FH ; ;数数数数0FH0FH与累加器与累加器与累加器与累加器AA中的中的中的中的11H11H 相加相加相加相加, ,和送入累加器和送入累加器和送入累加器和送入累加器A A 0004H0004H 80 FE 80 FE SJMP SJMP ; ;暂停暂停暂停暂停执行程序的过程示意图执行程序的过程示意图 执行第一条指令的过程（一）执行第一条指令的过程（一） n n开始执行程序时，必须先给程序计数器开始执行程序时，必须先给程序计数器开始执行程序时，必须
91、先给程序计数器开始执行程序时，必须先给程序计数器PCPCPCPC赋以第赋以第赋以第赋以第1 1 1 1条指令的首地址条指令的首地址条指令的首地址条指令的首地址0000H0000H0000H0000H，然后就进入第一条指令的，然后就进入第一条指令的，然后就进入第一条指令的，然后就进入第一条指令的取指令阶段取指令阶段取指令阶段取指令阶段。n n取第一条指令的步骤取第一条指令的步骤取第一条指令的步骤取第一条指令的步骤如下：如下：如下：如下： 把程序计数器把程序计数器把程序计数器把程序计数器PCPCPCPC的内容的内容的内容的内容0000H0000H0000H0000H送到地址寄存器送到地址寄存器送到
92、地址寄存器送到地址寄存器ARARARAR。 程序计数器程序计数器程序计数器程序计数器PCPCPCPC的内容送入的内容送入的内容送入的内容送入ARARARAR后，后，后，后，PCPCPCPC自动加自动加自动加自动加1 1 1 1，即由，即由，即由，即由0000H0000H0000H0000H变为变为变为变为0001H0001H0001H0001H。此。此。此。此时时时时ARARARAR的内容并没有变化。的内容并没有变化。的内容并没有变化。的内容并没有变化。 把地址寄存器把地址寄存器把地址寄存器把地址寄存器ARARARAR的内容的内容的内容的内容0000H0000H0000H0000H通过地址总线
93、通过地址总线通过地址总线通过地址总线ABABABAB送至存储器，经地址译码送至存储器，经地址译码送至存储器，经地址译码送至存储器，经地址译码器译码，选中存储器相应的器译码，选中存储器相应的器译码，选中存储器相应的器译码，选中存储器相应的0000H0000H0000H0000H单元。单元。单元。单元。 CPU CPU CPU CPU控制器发出读命令。控制器发出读命令。控制器发出读命令。控制器发出读命令。 在读命令控制下，把所选中的在读命令控制下，把所选中的在读命令控制下，把所选中的在读命令控制下，把所选中的0000H0000H0000H0000H单元中的内容即第单元中的内容即第单元中的内容即第单
94、元中的内容即第1 1 1 1条指令的操作条指令的操作条指令的操作条指令的操作码码码码74H74H74H74H读到数据总线读到数据总线读到数据总线读到数据总线DBDBDBDB上。上。上。上。 把读出的内容把读出的内容把读出的内容把读出的内容74H74H74H74H经数据总线经数据总线经数据总线经数据总线DBDBDBDB送到数据寄存器送到数据寄存器送到数据寄存器送到数据寄存器DRDRDRDR。 因取出的是指令的操作码，故把数据寄存器因取出的是指令的操作码，故把数据寄存器因取出的是指令的操作码，故把数据寄存器因取出的是指令的操作码，故把数据寄存器DRDRDRDR的内容的内容的内容的内容74H74H7
95、4H74H送到指令寄存送到指令寄存送到指令寄存送到指令寄存器器器器IRIRIRIR，然后再送到指令译码器，然后再送到指令译码器，然后再送到指令译码器，然后再送到指令译码器IDIDIDID。这就完成了第一条指令的取指令阶。这就完成了第一条指令的取指令阶。这就完成了第一条指令的取指令阶。这就完成了第一条指令的取指令阶段，然后转入第一条指令的段，然后转入第一条指令的段，然后转入第一条指令的段，然后转入第一条指令的执行阶段执行阶段执行阶段执行阶段。 执行第一条指令的过程（二）执行第一条指令的过程（二） n n经过对操作码经过对操作码经过对操作码经过对操作码74H74H74H74H译码后，译码后，译码后
96、，译码后，CPUCPUCPUCPU识别出这个操作码是把下一个存储单元识别出这个操作码是把下一个存储单元识别出这个操作码是把下一个存储单元识别出这个操作码是把下一个存储单元中的操作数送入累加器中的操作数送入累加器中的操作数送入累加器中的操作数送入累加器A A A A的双字节指令，所以，执行第一条指令就必须的双字节指令，所以，执行第一条指令就必须的双字节指令，所以，执行第一条指令就必须的双字节指令，所以，执行第一条指令就必须把指令第把指令第把指令第把指令第2 2 2 2字节中的操作数取出来。字节中的操作数取出来。字节中的操作数取出来。字节中的操作数取出来。n n取第一条指令操作数的步骤取第一条指令
97、操作数的步骤取第一条指令操作数的步骤取第一条指令操作数的步骤如下：如下：如下：如下： 把程序计数器把程序计数器把程序计数器把程序计数器PCPCPCPC的内容的内容的内容的内容0001H0001H0001H0001H送到地址寄存器送到地址寄存器送到地址寄存器送到地址寄存器ARARARAR。 程序计数器程序计数器程序计数器程序计数器PCPCPCPC的内容送到的内容送到的内容送到的内容送到ARARARAR后，后，后，后，PCPCPCPC自动加自动加自动加自动加1 1 1 1，变为，变为，变为，变为0002H0002H0002H0002H。此时。此时。此时。此时ARARARAR中的中的中的中的内容并没
98、有变化。内容并没有变化。内容并没有变化。内容并没有变化。 把地址寄存器把地址寄存器把地址寄存器把地址寄存器ARARARAR的内容的内容的内容的内容0001H0001H0001H0001H通过地址总线通过地址总线通过地址总线通过地址总线ABABABAB送至存储器，经地址译码送至存储器，经地址译码送至存储器，经地址译码送至存储器，经地址译码器译码，选中存储器相应的器译码，选中存储器相应的器译码，选中存储器相应的器译码，选中存储器相应的0001H0001H0001H0001H单元。单元。单元。单元。 CPU CPU CPU CPU控制器发出读命令。控制器发出读命令。控制器发出读命令。控制器发出读命令
99、。 在读命令控制下，将选中的在读命令控制下，将选中的在读命令控制下，将选中的在读命令控制下，将选中的0001H0001H0001H0001H单元的内容单元的内容单元的内容单元的内容11H11H11H11H读到数据总线读到数据总线读到数据总线读到数据总线DBDBDBDB上。上。上。上。 把读出的内容把读出的内容把读出的内容把读出的内容11H11H11H11H经数据总线经数据总线经数据总线经数据总线DBDBDBDB送到数据寄存器送到数据寄存器送到数据寄存器送到数据寄存器DRDRDRDR。 因因因因CPUCPUCPUCPU已知这时读出的是操作数，且指令要求把它送到累加器已知这时读出的是操作数，且指令
100、要求把它送到累加器已知这时读出的是操作数，且指令要求把它送到累加器已知这时读出的是操作数，且指令要求把它送到累加器A A A A，故把，故把，故把，故把数据寄存器数据寄存器数据寄存器数据寄存器DRDRDRDR的内容的内容的内容的内容11H11H11H11H经内部数据总线送到累加器经内部数据总线送到累加器经内部数据总线送到累加器经内部数据总线送到累加器A A A A中，于是第一条中，于是第一条中，于是第一条中，于是第一条指令执行完毕，进入第二条指令的取指令阶段。指令执行完毕，进入第二条指令的取指令阶段。指令执行完毕，进入第二条指令的取指令阶段。指令执行完毕，进入第二条指令的取指令阶段。 本章小结
101、n n计计计计算算算算机机机机按按按按规规规规模模模模、性性性性能能能能、用用用用途途途途和和和和价价价价格格格格来来来来分分分分类类类类，可可可可分分分分为为为为巨巨巨巨、大大大大、中中中中、小小小小、微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机。计计计计算算算算机机机机技技技技术术术术已已已已发发发发展展展展成成成成通通通通用用用用计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统和和和和嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统两两两两大大大大分分分分支支支支，嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式系系系系统统统统一一一一般般般般可可可可分分分分为为为为工工工工业业业业控控控控制制制制计计计计
102、算算算算机机机机、通通通通用用用用CPUCPUCPUCPU模模模模块块块块、嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式微微微微处处处处理理理理器器器器和和和和嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式微微微微控控控控制制制制器器器器四四四四类类类类。单单单单片片片片机机机机是是是是经经经经典典典典的的的的嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式系系系系统统统统，它它它它具具具具有有有有专专专专门门门门为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统。为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统。为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统。为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统。n n单单单单片片片片机机机机主主主主要要要要特特特特点点点点：集集集集成成成成度度度度高高高高
103、、控控控控制制制制功功功功能能能能强强强强、可可可可靠靠靠靠性性性性高高高高、低低低低功功功功耗耗耗耗、低低低低电电电电压压压压、外外外外部部部部总总总总线线线线丰丰丰丰富富富富、功功功功能能能能扩扩扩扩展展展展性性性性强强强强、体体体体积积积积小小小小、性性性性价价价价比比比比高高高高。单单单单片片片片机机机机按按按按数数数数据据据据处处处处理理理理位位位位数数数数可可可可分分分分为为为为4 4 4 4位位位位机机机机、8 8 8 8位位位位机机机机、16161616位位位位机机机机和和和和32323232位位位位机机机机，按按按按适适适适用用用用范范范范围围围围可可可可分分分分为为为为通通
104、通通用用用用型型型型和和和和专专专专用用用用型型型型，按按按按并行总线可分为并行总线可分为并行总线可分为并行总线可分为总线型总线型总线型总线型和非总线型。和非总线型。和非总线型。和非总线型。本章小结n n在在在在计计计计算算算算机机机机中中中中常常常常用用用用的的的的数数数数制制制制有有有有十十十十进进进进制制制制、二二二二进进进进制制制制和和和和十十十十六六六六进进进进制制制制。不不不不同同同同数数数数制制制制之之之之间间间间的的的的转转转转换换换换都都都都有有有有一一一一定定定定的的的的规规规规则则则则，如如如如二二二二进进进进制制制制数数数数转转转转换换换换成成成成十十十十六六六六进进进
105、进制制制制数数数数采采采采用用用用“ “四四四四位位位位合合合合一一一一位位位位” ”法法法法，十十十十六六六六进进进进制制制制数数数数转转转转换换换换成成成成二二二二进进进进制制制制数数数数采采采采用用用用“ “一一一一位位位位分分分分四四四四位位位位” ”法法法法，十十十十进进进进制制制制整整整整数数数数转转转转换换换换成成成成二二二二进进进进制制制制整整整整数数数数采采采采用用用用“ “除除除除2 2取取取取余余余余” ”法法法法，十十十十进进进进制制制制整整整整数数数数转转转转换换换换成成成成十十十十六六六六进进进进制制制制整整整整数数数数采采采采用用用用“ “除除除除1616取取取取
106、余余余余” ”法法法法，十十十十进进进进制制制制小小小小数数数数转转转转换换换换成成成成二二二二进进进进制制制制小小小小数数数数采采采采用用用用“ “乘乘乘乘2 2取取取取整整整整” ”法法法法，十十十十进进进进制制制制小小小小数数数数转转转转换换换换成成成成十十十十六六六六进进进进制制制制小小小小数数数数采采采采用用用用“ “乘乘乘乘1616取取取取整整整整” ”法。法。法。法。 n n有有有有符符符符号号号号二二二二进进进进制制制制数数数数有有有有三三三三种种种种表表表表示示示示法法法法，即即即即原原原原码码码码、反反反反码码码码和和和和补补补补码码码码。在在在在计计计计算算算算机机机机中
107、中中中有有有有符符符符号号号号数数数数一一一一般般般般用用用用补补补补码码码码表表表表示示示示，无无无无论论论论是是是是加加加加法法法法还还还还是是是是减减减减法法法法都都都都可可可可采采采采用用用用加加加加法法法法运运运运算算算算，而而而而且且且且是是是是连连连连同同同同符符符符号号号号位位位位一一一一起起起起进进进进行行行行的的的的，运运运运算算算算的结果仍为补码。的结果仍为补码。的结果仍为补码。的结果仍为补码。n nBCDBCD码码码码的的的的加加加加减减减减法法法法运运运运算算算算与与与与十十十十进进进进制制制制运运运运算算算算规规规规则则则则相相相相同同同同，但但但但必必必必须须须须
108、对对对对运运运运算算算算结结结结果果果果进进进进行行行行修修修修正正正正。ASCIIASCII码码码码是是是是国国国国际际际际通通通通用用用用的的的的标标标标准准准准编编编编码码码码，采采采采用用用用7 7位位位位二二二二进进进进制制制制编编编编码码码码，分分分分为为为为图图图图形形形形字字字字符符符符和和和和控控控控制制制制字字字字符符符符两两两两类类类类，共共共共128128个字符。个字符。个字符。个字符。 本章小结n n微型计算机由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件主微型计算机由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件主微型计算机由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件主微型计算机由硬件系统
109、和软件系统两大部分组成。硬件主要是由要是由要是由要是由CPUCPU、存储器、存储器、存储器、存储器、I/OI/O接口和接口和接口和接口和I/OI/O设备组成，采用总设备组成，采用总设备组成，采用总设备组成，采用总线结构形式。软件包括系统软件和应用软件两大类，程序线结构形式。软件包括系统软件和应用软件两大类，程序线结构形式。软件包括系统软件和应用软件两大类，程序线结构形式。软件包括系统软件和应用软件两大类，程序设计语言分为三级，分别是机器语言、设计语言分为三级，分别是机器语言、设计语言分为三级，分别是机器语言、设计语言分为三级，分别是机器语言、汇编语言汇编语言汇编语言汇编语言和高级语和高级语和高
110、级语和高级语言。言。言。言。n n微型计算机执行程序的过程就是逐条执行指令的过程。执微型计算机执行程序的过程就是逐条执行指令的过程。执微型计算机执行程序的过程就是逐条执行指令的过程。执微型计算机执行程序的过程就是逐条执行指令的过程。执行每一条指令，都包括取指令与执行指令两个基本阶段。行每一条指令，都包括取指令与执行指令两个基本阶段。行每一条指令，都包括取指令与执行指令两个基本阶段。行每一条指令，都包括取指令与执行指令两个基本阶段。 习 题1. 十进制、二进制、十六进制数各有什么特点?请举例加以说明。2. 将下列十进制数转换为二进制和十六进制数。 255 127 0.123 0.1415 45.
111、32 1999.083. 将下列二进制和十六进制数转换为十进制数。 1001010B 0.1010111B 1010.11B 1C3H 0.A49H EB.0AH4. 将下列二进制数转换为十六进制数。 1011011B 0.1010101B 1010.0101B 111000010100.1110101B5. 机器数、真值、原码、反码和补码如何表示? 请举例加以说明。6. 下列是有符号数的原码，请写出其反码和补码。 01111011B 10101010B 10000001B 11111111B习 题7. 把下列数看成无符号数时，对应的十进制数为多少?若把它们看成有符号数的补码，对应的十进制数是
112、多少? 10101010B 00110010B 10000001B8. 把下列各数用补码表示，再按补码运算规则分别求出X+Y补和X-Y补。 X=+46 Y=-78 X=+112 Y=-519. 写出89和157两数的BCD码，并对这两个BCD码进行加法运算。10. 微型计算机系统的硬件和软件包括哪些部分?11. 结合图1-2简述微型计算机执行一条指令的过程。 Thanks!n n单片机的内部、外部结构单片机的内部、外部结构( (一一) )n n一、单片机的外部结构一、单片机的外部结构 n n拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎样连线，我们用的一块拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎
113、样连线，我们用的一块称之为称之为89C5189C51的芯片，下面我们就看一下如何给它连线。的芯片，下面我们就看一下如何给它连线。 1 1、 电源：电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V5V电源，其中正极接电源，其中正极接4040引脚，引脚，负极（地）接负极（地）接2020引脚。引脚。 2 2、 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体提供脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接振荡器，接1818、1919脚。只要买来晶振，电容，连
114、上就可以了，按图脚。只要买来晶振，电容，连上就可以了，按图1 1接接上即可。上即可。 3 3、 复位引脚：按图复位引脚：按图1 1中画法连好，至于复位是何含义及为何中画法连好，至于复位是何含义及为何需要复要复位，在单片机功能中介绍。需要复要复位，在单片机功能中介绍。 4 4、 EA EA引脚：引脚：EAEA引脚接到正电引脚接到正电源端。源端。 至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。 我们要P1.0输出高电平，只要写SETB P1.0，要P1.0输出低电平，只要写 CLR P1.0就可以了。 n n计算机看不懂计算机看不懂SETB
115、 CLRSETB CLR之类的指令，我们得把指令翻译成计算之类的指令，我们得把指令翻译成计算机能懂的方式，再让计算机去读。计算机能懂什么呢？它只懂一机能懂的方式，再让计算机去读。计算机能懂什么呢？它只懂一样东西样东西数字。因此我们得把数字。因此我们得把SETB P1.0SETB P1.0变为（变为（D2H,90H D2H,90H ），），把把CLR P1.0CLR P1.0变为变为 （C2H,90H C2H,90H ），至于为什么是这两个数字，），至于为什么是这两个数字，这也是由这也是由5151芯片的设计者芯片的设计者-INTEL-INTEL规定的，我们不去研究。第二规定的，我们不去研究。第二步，在得到这两个数字后，怎样让这两个数字进入单片机的内部步，在得到这两个数字后，怎样让这两个数字进入单片机的内部呢？这要借助于一个硬件工具呢？这要借助于一个硬件工具 编程器编程器 。n n我们将编程器与电脑连好，运行编程器的软件，然后在编缉区内我们将编程器与电脑连好，运行编程器的软件，然后在编缉区内写入（写入（D2H,90HD2H,90H）见图）见图2 2，写入，写入好，拿下片子，把片子插入好，拿下片子，把片子插入做好的电路板，接通电源做好的电路板，接通电源结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！64
