第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 什么是单片机？什么是单片机？学习单片机需要的基本常识学习单片机需要的基本常识第1章 单片机基础知识 学习目标：学习目标：第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.1 单片机概述单片机概述 1.2 微微 型型 计计 算算 机机 中中 数数 的的 表表 示示 方方 法法 及及 数制间的转换数制间的转换 1.3 二进制数的运算二进制数的运算 1.4 微机的码制和编码微机的码制和编码 习题与思考题习题与思考题 第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.1 单片机概述 1.1.1 微处理器、微型计算机和单片机的概念 电子计算机高速发展到今天，通常可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五类。它们在系统结构和基本工作原理方面并无本质的区别，只是在体积、性能和应用领域方面有所不同。 第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1. 微处理器MP(Micro Processor) 微处理器就是传统计算机的CPU，是集成在同一块芯片上的具有运算和逻辑控制功能的中央处理器，简称MP，它是构成微型计算机系统的核心部件。 2. 微型计算机MC(Micro Computer) 以微处理器为核心，再配上存储器、I/O接口和中断系统等构成的整体，称为微型计算机。它们可集中装在同一块或数块印刷电路板上，一般不包括外设和软件。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 3. 微型计算机系统MCS(Micro Computer System) 这是指以微型计算机为核心，配上外围设备、电源和软件等，构成能独立工作的完整计算机系统。 4. 单 片 微 型 计 算 机 (Single Chip Microcomputer) 单片机是将微处理器、存储器、I/O接口和中断系统集成在同一块芯片上，具有完整功能的微型计算机，这块芯片就是其硬件。 第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 单片机芯片第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.1.2 ATMEL89系列单片机简介 ATMEL89系列(以下简称AT89)单片机是美国ATMEL公司生产的8位高性能单片机，其主要技术优势是内部含有可编程Flash存储器，用户可以很方便地进行程序的擦写操作，在嵌入式控制领域中被广泛的应用。AT89系列单片机与工业标准MCS-51系列单片机的指令组和引脚是兼容的，因而可替代MCS-51系列单片机使用。AT89系列单片机可分为标准型、低档型和高档型三种类型。表1-1列举出AT89系列单片机的概况。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 表1-1 AT89系列单片机概况型 号AT89C51AT89C52AT89C1051AT89C2051AT89S8252档次标准型低档型高档型Flash/KB48128片内RAM/KB12825664128256I/O/条3232151532定时器/个23123中断源/个68369串行接口/个11111M加密/级33223片内振荡器有有有有有EEPROM/KB无无无无无第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.1.3 单片机的用途嵌入到电子产品中，形成嵌入式控制系统数据处理工业应用民用智能仪表汽车设备通信方面第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 跟我想：跟我想： 单片机的各种应用，有哪些熟知的典型产品？ 在这些产品中，如何单片机充当着什么样的控制作用？第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.2 微型计算机中数的表示方法及数制间的转换 1.2.1 微型计算机中的常用数制 微型计算机中常用的数制有三种，即十进制数、二进制数和十六进制数。 1.2.2 数制间的转换第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.3 二进制数的运算 1.3.1 算术运算 1. 加法运算 运 算 规 则 为 ： 0+0=0 、 1+0=0+1=1、1+1=10(向高位有进位)。 2. 减法运算 运算规则为：0-0=0、1-0=1、1-1=0、0-1=1(向高位借1当作2)。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 3. 乘法运算 运算规则为：00=0、01=10=0、11=1。 4. 除法运算 除法运算是乘法运算的逆运算。与十进制类似，从被除数最高位开始取出与除数相同的位数，减去除数。 第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.3.2 逻辑运算 微型机内二进制信息的逻辑运算由专门的逻辑电路完成。 1. 逻辑与运算 逻辑与常用符号“”表示，运算规则为：00=0，10=0，01=0，11=1。两个位数相同的二进制数进行逻辑与时，只是对应位进行与运算。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 2. 逻辑或运算 逻辑或又称为逻辑加，常用符号“”表示，其运算规则为：00=0，10=1，01=1，11=1。 3. 逻辑非运算 逻辑非运算又称逻辑取反，常用运算符号“-”表示，运算规则为： =1， =0。 第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 4. 逻辑异或运算 逻辑异或又称半加，是不考虑进位的加法，常用运算符号 表示。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.4 微机的码制和编码 1.4.1 机器数 在微型计算机中，参与算术运算的数基本表示形式是机器数。 51单片机中的参与运算的机器数都是8位的，称为字节。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 图1-1 8位机器数结构 第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.4.2 微型机中常用的编码 1BCD码 BCD码是将每一位十进制数用二进制数编码，它保留了十进制的权，数字则用二进制数表示，因而也称为二-十进制数。一般用标识符BCD表示。BCD码种类较多，如8421码、2421码、格雷码等，其中最常用的编码为8421码。 第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1) 8421码编码方法 8421码编码原则是每位十进制数用4位二进制数来表示，8、4、2、1代表4位二进制数每一位的权。8421码名称也由此而得。十进制数共有09十个数字，而4位二进制数共有16种组合。8421码用其中0000B1001B组合表示09十个十进制数。而1010B1111B六个编码舍去不用。它们之间的对应关系如表1-2所示。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 表1-2 8421码与十进制数的对应关系十进制数BCD码十进制数BCD码00000B70111B10001B81000B20010B91001B30011B100001 0000B40100B110001 0001B50101B120001 0010B60110B130001 0011B第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 2) BCD码的运算 BCD码用4位二进制数表示09十个十进制数，但4位二进制数可表示16种状态。因而有六种状态在BCD编码中为非法码。这样在BCD码的运算中必须进行修正才能得到正确的结果。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 (1) BCD码加法运算：两个BCD码相加的原则是“逢十进位”，其和也是一个BCD数。 (2) BCD码减法运算：BCD码作减法运算时也需要修正。修正的原则是：低4位出现非法码(大于9)或低4位向高4位有借位，则低4位减6修正；高4位出现非法码(大于9)或高4位最高位有借位，则高4位减6修正。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 2. ASCII码 在微型计算机中，除了处理数字信息外，还要处理大量字母和符号信息。这些字母和符号统称为字符，它们也必须用特定规则进行二进制编码，以供微型计算机识别和处理。第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 习题与思考题 1.1 什么是单片微型计算机？它与微处理器、微型计算机、微型计算机系统有何区别？ 1.2 单片机的发展分为哪几个阶段？各阶段的特点是什么？ 1.3 AT89系列单片机分为几类？各类的主要技术特点是什么？都有哪些型号？ 1.4 微型计算机中常用的数制有几种？计算机内部采用哪种数制？第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.5 十六进制数能被计算机直接执行吗？为什么要用十六进制数？1.6 将下列十进制数转换为二进制数和十六进制数。(1) 125 (2) 0.525 (3) 121.687 (4) 47.9451.7 将下列二进制数转换为十进制数和十六进制数。 (1) 10110101 (2) 0.10110010 (3) 0.1010 (4) 1101.01011.8 将下列十六进制数转换为十进制数和二进制数。 (1) ABH (2) 28.07H (3) ABC.DH (4) 0.35FH第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.9 已知下列各组二进制数X、Y，试求X+Y、XY、XY和XY。 (1) X=10101110B ，Y=1001B (2) X=101101B ，Y=1010B (3) X=11010011B ，Y=1110B (4) X=11001110B，Y=110B1.10 将下列各组十六进制数转换成二进制数，然后分别完成逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或运算。 (1) 23H和BCH (2) ABH和76H (3) CDH和8FH (4) 10H和67H第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.11 在8位二进制计算机数中，正负数如何表示？1.12 什么叫机器数？ 机器数的表示方法有几种？1.13 写出下列各十进制数的原码、反码和补码。(1) +28 (2) +69 (3) -125 (4) -541.14 什么是BCD码？BCD码与二进制数有何区别？1.15 写出下列各十进制数的BCD码。(1) 34 (2) 59 (3) 1983 (4) 270第第1 1章章 单片机基础知识单片机基础知识 1.16 已知下列各组数据，用BCD码求下列X+Y和X-Y。(1) X=36，Y=26 (2) X=100，Y=44(3) X=27，Y=79 (4) X=51，Y=881.17 什么是ASCII码？查表写出下列字符的ASCII码。(1) A (2) 7 (3) b (4) (5) = (6) ？ (7) G (8) 回车CR