《《單片機應(yīng)用技術(shù)》第1章.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《單片機應(yīng)用技術(shù)》第1章.ppt（56頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1章基礎(chǔ)知識 教學(xué)目的 了解單片機的分類和發(fā)展歷史 了解單片機的特點及應(yīng)用 掌握計算機中常用的數(shù)制和碼制 掌握微型計算機的基本結(jié)構(gòu)與基本原理 學(xué)習(xí)重點和難點 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換和有符號數(shù)的加減法運算 微型計算機執(zhí)行程序的過程 第1章基礎(chǔ)知識 1 1嵌入式系統(tǒng)與單片機1 2單片機的應(yīng)用1 3計算機運算基礎(chǔ)1 4微型計算機的結(jié)構(gòu)與原理本章小結(jié)習(xí)題 1 1嵌入式系統(tǒng)與單片機 1 1 1嵌入式系統(tǒng)的概念1 1 2單片機技術(shù)的發(fā)展1 1 3單片機的特點 分類及發(fā)展趨勢 1 1嵌入式系統(tǒng)與單片機 計算機發(fā)展簡介第一臺電子計算機于1946年問世 計算機的發(fā)展日新月異 至今已經(jīng)歷了由電子管計算機 晶體管計算機 集成電路計算機到大規(guī)模集成電路計算機四代 單片機的出現(xiàn)是計算機技術(shù)發(fā)展史上的一個重要里程碑 它使計算機從海量數(shù)值計算進入到智能化控制領(lǐng)域 計算機技術(shù)逐步發(fā)展形成通用計算機系統(tǒng)和嵌入式計算機系統(tǒng)兩大分支 1 1 1嵌入式系統(tǒng)的概念 基本概念嵌入式計算機系統(tǒng)是面對測控對象 嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中的計算機系統(tǒng)的統(tǒng)稱 簡稱嵌入式系統(tǒng) EmbeddedSystem 通用計算機系統(tǒng)主要滿足海量 高速數(shù)值處理 兼顧控制功能 嵌入式計算機系統(tǒng)主要滿足測控對象的控制功能 兼顧數(shù)值處理 嵌入式計算機系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)的主要區(qū)別 嵌入式系統(tǒng)最顯著的特點是面對工控領(lǐng)域的測控對象 控制對象對嵌入式計算機系統(tǒng)采集 處理 控制的速度要求是有限的 而對控制方式與控制能力的要求是無限的 為了實現(xiàn)海量高速數(shù)值計算 通用計算機系統(tǒng)對計算機運行速度的要求是無限的 而對計算機的控制功能的要求是有限的 在數(shù)字信號處理 DSP 領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)也要求高速處理能力 在多媒體技術(shù)的外設(shè)管理領(lǐng)域的通用計算機系統(tǒng)也要求良好的控制能力 但兩者存在本質(zhì)的差別 嵌入式系統(tǒng)的分類 工業(yè)控制計算機 通用CPU模塊 嵌入式微處理器 EmbeddedProcessor 嵌入式微控制器 EmbeddedMicrocontrollers 嵌入式微控制器是嵌入式系統(tǒng)概念廣泛使用后 給傳統(tǒng)單片機定位的稱呼 單片機是經(jīng)典的嵌入式系統(tǒng) 它具有唯一的專門為嵌入式應(yīng)用設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng) 國內(nèi)外公認的標準體系結(jié)構(gòu)是Intel的MCS 51系列 其中8051已被許多廠家作為基核 發(fā)展了許多兼容系列 所有這些系列都統(tǒng)稱為80C51系列 1 1 2單片機技術(shù)的發(fā)展 第一階段 1974 1976 初始階段 以4位單片機為主 功能比較簡單 如1974年美國Fairchild公司生產(chǎn)的第一臺單片機F8 采用雙片形式 功能簡單 第二階段 1976 1978 探索階段 單芯片形式 低檔8位單片機 如1976年美國Intel公司生產(chǎn)的MCS 48系列單片機 這是第一臺完全的8位單片機 MCS 48的推出是在工控領(lǐng)域的探索 此后 各種8位單片機紛紛應(yīng)運而生 第三階段 1978 1982 完善階段 提高電路的集成度 增加8位單片機的功能 如Intel公司在MCS 48基礎(chǔ)上推出了完善的高檔8位單片機系列MCS 51 第四階段 1982 1990 鞏固和發(fā)展階段 鞏固發(fā)展8位單片機 推出16位單片機 向微控制器發(fā)展 強化了智能控制器的特征 如將ADC DAC PWM WDT DMA集成到單片機 第五階段 1990至今 全面發(fā)展階段 適合不同領(lǐng)域要求的單片機 如各種高速 大存儲容量 強運算能力的8位 16位 32位通用型單片機 還有用于單一領(lǐng)域的廉價的專用型單片機 1 1 3單片機的特點 分類及發(fā)展趨勢 單片機的主要特點集成度高控制功能強可靠性高低功耗 低電壓外部總線豐富功能擴展性強體積小 成本低性價比高 單片機的分類按單片機數(shù)據(jù)處理位數(shù)來劃分4位單片機8位單片機16位單片機32位單片機按單片機適用范圍來劃分通用型單片機專用型單片機按單片機并行總線來劃分總線型單片機 如AT89C51 非總線型單片機 如AT89C2051 單片機的發(fā)展趨勢CMOS化 單片機將具有更低的功耗 更低的電壓 高性能化 精簡指令集 RISC 結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用 高可靠性 提高單片機的抗電磁干擾能力 大容量化 擴大片內(nèi)存儲器容量 多功能化 把眾多的各種外圍功能器件集成在片內(nèi) 如模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 數(shù) 模轉(zhuǎn)換器 液晶顯示驅(qū)動器等 串行擴展技術(shù) SPI I2C Microwire 1 Wire等串行總線的引入 可以使單片機的引腳設(shè)計得更少 單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡化 1 2單片機的應(yīng)用 1 2 1智能儀器的應(yīng)用1 2 2通信設(shè)備的應(yīng)用1 2 3家用電器的應(yīng)用1 2 4工業(yè)控制的應(yīng)用 1 2 1智能儀器的應(yīng)用 單片機用于各種儀器儀表 使儀器儀表智能化 可以提高測量的自動化程度和精度 簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu) 減小體積 提高其性價比 例如 溫度智能控制儀表 醫(yī)用儀表 汽車電子設(shè)備 數(shù)字示波器等 例如 在普通模擬示波器的基礎(chǔ)上用單片機進行改造而成的數(shù)字存儲示波器 克服了普通模擬示波器的缺點 并增加了許多功能 如可以顯示大量的預(yù)觸發(fā)信息 可以長期貯存波形 可以在打印機或繪圖儀上制作硬拷貝以供編制文件使用 可以將采集的波形和操作人員手工或示波器全自動采集的參考波形進行比較 波形信息可用數(shù)學(xué)方法進行處理 1 2 2通信設(shè)備的應(yīng)用 單片機與通信技術(shù)相結(jié)合促使通信設(shè)備的智能控制水平大大提高 廣泛應(yīng)用于通信的各個領(lǐng)域 例如 調(diào)制解調(diào)器 傳真機 復(fù)印機 打印機 移動電話機 固定電話機等 例如 傳統(tǒng)的電話機只能實現(xiàn)簡單的撥號 響鈴 通話等功能 使用單片機后 可以開發(fā)出來電顯示 存儲電話號碼 時鐘顯示 免提 重撥 聲控等功能 功能更多的無繩電話機 錄音電話機 可視電話機等多功能電話機也已走進人們的生活 1 2 3家用電器的應(yīng)用 傳統(tǒng)的家電配上單片機以后 提高了智能化程度 增加了功能 倍受人們喜愛 單片機使人類生活更加方便 舒適 豐富多彩 例如 洗衣機 電冰箱 電子玩具 收錄機 微波爐 電視機 錄像機 音響設(shè)備 程控玩具 游戲機等 例如 單片機控制的全自動洗衣機集洗滌 脫水于一體 能自動完成洗衣全過程 并有多種洗滌程序供用戶自由選擇 能任意調(diào)節(jié)工作時間 顯示工作狀態(tài) 洗滌時間和脫水時間 能自動處理脫水不平衡 具有各種故障和高低電壓自動保護功能 工作結(jié)束或電源故障會自動斷電以確保安全 目前 有的全自動洗衣機還采用了模糊技術(shù) 即洗衣機能對傳感器提供的信息進行邏輯推理 自動判斷衣服質(zhì)地 重量 臟污程度 從而自動選擇最佳的洗滌時間 進水量 漂洗次數(shù) 脫水時間 并顯示洗滌劑的用量 達到整個洗滌過程自動化 使用方便 節(jié)能節(jié)水 1 2 4工業(yè)控制的應(yīng)用 機電一體化是機械工業(yè)發(fā)展的方向 機電一體化產(chǎn)品是指集機械技術(shù) 微電子技術(shù) 計算機技術(shù)于一體 具有智能化特征的機電產(chǎn)品 例如微機控制的車床 鉆床等 單片機作為產(chǎn)品中的控制器 能充分發(fā)揮它體積小 可靠性高 功能強等優(yōu)點 可大大提高機器的自動化 智能化程度 單片機廣泛用于導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置 飛機上各種儀表的控制 計算機的網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)傳輸 機器人 工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理 例如 在這些實時控制系統(tǒng)中 都可以用單片機作為控制器 單片機的實時數(shù)據(jù)處理能力和控制功能 可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài) 提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量 在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中 常采用分布式多機系統(tǒng) 多機系統(tǒng)一般由若干臺功能各異的單片機組成 各自完成特定的任務(wù) 它們通過串行通信相互聯(lián)系 協(xié)調(diào)工作 單片機在這種系統(tǒng)中往往作為一個終端機 安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點上 對現(xiàn)場信息進行實時測量和控制 單片機的高可靠性和強抗干擾能力 使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作 1 2 4工業(yè)控制的應(yīng)用 在教育部倡導(dǎo)的全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽中 有一道設(shè)計簡易智能電動車的題目 參賽者用51系列單片機完成了設(shè)計任務(wù)并取得了較好的成績 該設(shè)計采用單片機AT89C51和AT89C2051芯片為核心部件 利用光電檢測技術(shù) 超聲波測距 電渦流檢測技術(shù)并配合一套獨特的軟件實現(xiàn)了電動車識別并選擇正確的行進路線 電機的方向和速度控制 自動尋找光源 判斷并自動躲避障礙物 時間顯示 蜂鳴器報警等功能 電動車控制方案如下圖所示 智能電動車控制方案 1 3計算機運算基礎(chǔ) 1 3 1數(shù)制1 3 2有符號二進制數(shù)的編碼1 3 3二進制編碼 1 3 1數(shù)制 數(shù)制是指數(shù)的制式 是人們利用符號進行計數(shù)的科學(xué)方法 數(shù)制有很多種 在計算機中常用的數(shù)制有十進制 二進制和十六進制 1 十進制 十進制中共使用0 9十個數(shù)字符號 稱為數(shù)碼 數(shù)碼的個數(shù)稱為基數(shù) 十進制的基數(shù)為10 任何一個十進制數(shù)都可用這十個數(shù)碼的組合來表示 十進制數(shù)一般有以下特點 有0 9十個數(shù)字符號 基數(shù)為10 各位的權(quán)為10n n為整數(shù) 運算規(guī)則是加法逢十進一 減法借一為十 用后綴D Decimal 表示十進制數(shù) 通常對十進制數(shù)可不加后綴 1 十進制 任一個數(shù)中每一位的值可用該位的數(shù)字乘以基數(shù)的冪次來表示 基數(shù)的冪次稱為權(quán) 十進制數(shù)各位的權(quán)是以10為底的冪 任何一個十進制數(shù)都可用權(quán)展開式來表示 例如 十進制數(shù)1986 129可如下式展開 1986 129 1 103 9 102 8 101 6 100 1 10 1 2 10 2 9 10 3上式中100 101 102 103分別稱為0權(quán)位 1權(quán)位 2權(quán)位 3權(quán)位 2 二進制 二進制中共使用0 1兩個數(shù)字符號 二進制數(shù)一般有以下特點 有0 1兩個數(shù)字符號 基數(shù)為2 各位的權(quán)為2n n為整數(shù) 運算規(guī)則是加法逢二進一 減法借一為二 用后綴B Binary 表示二進制數(shù) 2 二進制 二進制數(shù)各位的權(quán)是以2為底的冪 任何一個二進制數(shù)都可用權(quán)展開式來表示 例如 二進制數(shù)1011 11可如下式展開 1011 11B 1 23 0 22 1 21 1 20 1 2 1 1 2 2 11 75由上式可知 二進制數(shù)1011 11B相當于十進制數(shù)11 75 3 十六進制 十六進制中共使用0 9及A F十六個數(shù)字符號 其中A F相當于十進制數(shù)的10 15 十六進制數(shù)一般有以下特點 有0 9及A F十六個數(shù)字符號 基數(shù)為16 各位的權(quán)為16n n為整數(shù) 運算規(guī)則是加法逢十六進一 減法借一為十六 用后綴H Hexadecimal 表示十六進制數(shù) 3 十六進制 十六進制數(shù)各位的權(quán)是以16為底的冪 任何一個十六進制數(shù)都可用權(quán)展開式來表示 例如 十六進制數(shù)5D6E 4可如下式展開 5D6E 4H 5 163 13 162 6 161 14 160 4 16 1 23918 25由上式可知 十六進制數(shù)5D6E 4相當于十進制數(shù)23918 25 十進制數(shù) 二進制數(shù)和十六進制數(shù)對照表 4 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù) 采用 四位合一位 法十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) 采用 一位分四位 法二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) 按權(quán)展開后相加十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) 按權(quán)展開后相加十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制整數(shù) 采用 除以2取余 法十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制整數(shù) 采用 除以16取余 法十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制小數(shù) 采用 乘2取整 法十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制小數(shù) 采用 乘16取整 法 4 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 例1 將十進制整數(shù)100轉(zhuǎn)換成二進制整數(shù) 解 用2連續(xù)除100 直至商小于2 算式如下 運算結(jié)果 100 1100100B 4 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 例2 將十進制小數(shù)0 618轉(zhuǎn)換成二進制小數(shù) 解 用2連續(xù)乘以0 618 小數(shù)部分為0或保留4位小數(shù) 算式如下 運算結(jié)果 0 618 0 1001B 1 3 2有符號二進制數(shù)的編碼 基本概念在計算機中把有符號數(shù) 字母 數(shù)字和字符用二進制代碼按一定規(guī)律編排 使每組代碼具有特定的含義 稱為計算機編碼 有符號二進制數(shù)的正負號分別用 和 來表示 一般規(guī)定最高位為符號位 最高位為 0 表示正數(shù) 為 1 表示負數(shù) 這種把符號數(shù)值化的數(shù)稱為機器數(shù) 而原來的數(shù)值稱為機器數(shù)的真值 有符號二進制數(shù)有三種表示法 即原碼 反碼和補碼 1 原碼 原碼的表示方法 正數(shù)的符號位用 0 表示 負數(shù)的符號位用 1 表示 0的原碼有兩種表示形式 0 原 00000000 0 原 10000000原碼的特點 原碼表示簡單直觀 但0的表示不唯一 加減運算復(fù)雜 8位二進制數(shù)的原碼能表示的范圍為11111111B 01111111B 127 127 2 反碼 反碼的表示方法 正數(shù)的反碼與原碼表示形式相同 負數(shù)的反碼的符號位為1 數(shù)值位按位取反 0的反碼有兩種表示形式 0 反 00000000 0 反 111111118位二進制數(shù)的反碼能表示的范圍為10000000B 01111111B 127 127 3 補碼 補碼的表示方法 正數(shù)的補碼表示與原碼表示形式相同 負數(shù)的補碼的符號位為1 數(shù)值位按位求反加1 0的補碼只有一種表示形式 0 補 0 補 00000000補碼的特點 0的表示唯一 加減運算方便 8位二進制數(shù)的補碼能表示的范圍為10000000B 01111111B 128 127 4 有符號數(shù)的運算 補碼的加法運算規(guī)則 X Y 補 X 補 Y 補補碼的減法運算規(guī)則 X Y 補 X 補 Y 補 X 補 Y 補在計算機中有符號數(shù)一般用補碼表示 無論是加法還是減法都可采用加法運算 而且是連同符號位一起進行運算的 運算的結(jié)果仍為補碼 4 有符號數(shù)的運算 例8 真值X1 17 X2 25 求X1 X2的值 解 X1 補 00010001 X2 補 11100111 X1 X2 補 X1 補 X2 補 11111000用二進制加法運算如下 X1 X2 X1 X2 補 補 8D 1 3 3二進制編碼 在計算機中對數(shù)字 字母和字符用二進制代碼進行編碼的方法很多 二進制數(shù)的位數(shù)越長 所能編碼的數(shù)字 字母和字符就越多 常用的二進制編碼有BCD碼 ASCII碼等 1 BCD碼 用二進制編碼表示的十進制數(shù)稱為二 十進制數(shù) 簡稱BCD BinaryCodedDecimal 碼 BCD碼保留了十進制的權(quán) 用四位二進制數(shù)給0 9這10個數(shù)字編碼 BCD碼種類較多 如有8421碼 2421碼和余3碼等 最常用的是8421BCD碼 簡稱BCD碼 組成它的4位二進制數(shù)碼的權(quán)分別是8 4 2 1 8421BCD碼與十進制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系表 1 BCD碼 BCD碼的加減法運算與十進制運算規(guī)則相同 加法為逢十進一 減法為借一為十 BCD碼加法運算的修正原則 若和的低4位大于9或低4位向高4位有進位 則低4位加6 若高4位大于9或高4位向最高位有進位 則高4位加6 BCD碼減法運算的修正原則 若差的低4位大于9或低4位向高4位有借位 則低4位減6 若高4位大于9或高4位向最高位有借位 則高4位減6 2 ASCII碼 ASCII碼 AmeriacanStandardCodedforInformationInterchange 是 美國信息交換標準代碼 的簡稱 已成為國際通用的標準編碼 ASCII碼采用7位二進制編碼 可為128個字符編碼 這128個字符分為兩類 圖形字符 包括10個十進制數(shù)符 52個大小寫英文字母和34個其它字符 共計96個 圖形字符具有特定的形狀 可以在顯示器上顯示 控制字符 包括回車 換行 退格等 共32個 控制字符沒有特定的形狀但有一定的控制作用 不能在顯示器上顯示 ASCII碼字符表 1 4微型計算機的結(jié)構(gòu)與原理 1 4 1微型計算機的基本結(jié)構(gòu)1 4 2微型計算機的工作原理 1 4 1微型計算機的基本結(jié)構(gòu) 微型計算機由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成 一般把二者構(gòu)成的系統(tǒng)稱為微型計算機系統(tǒng) 微型計算機的硬件主要是由CPU 運算器和控制器 存儲器 I O接口和I O設(shè)備組成 各組成部分之間通過地址總線AB AddressBus 數(shù)據(jù)總線DB DataBus 控制總線CB ControlBus 聯(lián)系在一起 微型計算機的軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類 軟件與硬件相輔相成 共同構(gòu)成微型計算機系統(tǒng) 缺一不可 微型計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 微型計算機系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)形式 總線結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點 設(shè)計簡單 靈活性好 易于擴展 便于故障檢測和維修 AB 1 4 2微型計算機的工作原理 指令是對計算機發(fā)出的一條條工作命令 命令它執(zhí)行規(guī)定的操作 程序是實現(xiàn)既定任務(wù)的指令序列 把程序和數(shù)據(jù)送到具有記憶功能的存儲器中保存起來 計算機工作時只要給出程序中第一條指令的地址 控制器就可依據(jù)存儲程序中的指令順序周而復(fù)始地取出指令 分析指令 執(zhí)行指令 直到執(zhí)行完全部指令為止 微型計算機執(zhí)行程序的過程 微型計算機執(zhí)行程序的過程就是逐條執(zhí)行指令的過程 由于執(zhí)行每一條指令 都包括取指令與執(zhí)行指令兩個基本階段 所以 微機的工作過程 也就是不斷地取指令和執(zhí)行指令的過程 17 15的加法運算程序如下 存儲地址機器語言程序匯編語言程序注釋0000H7411MOVA 11H 數(shù)11H送入累加器A0002H240FADDA 0FH 數(shù)0FH與累加器A中的11H相加 和送入累加器A0004H80FESJMP 暫停 執(zhí)行程序的過程示意圖 執(zhí)行第一條指令的過程 一 開始執(zhí)行程序時 必須先給程序計數(shù)器PC賦以第1條指令的首地址0000H 然后就進入第一條指令的取指令階段 取第一條指令的步驟如下 把程序計數(shù)器PC的內(nèi)容0000H送到地址寄存器AR 程序計數(shù)器PC的內(nèi)容送入AR后 PC自動加1 即由0000H變?yōu)?001H 此時AR的內(nèi)容并沒有變化 把地址寄存器AR的內(nèi)容0000H通過地址總線AB送至存儲器 經(jīng)地址譯碼器譯碼 選中存儲器相應(yīng)的0000H單元 CPU控制器發(fā)出讀命令 在讀命令控制下 把所選中的0000H單元中的內(nèi)容即第1條指令的操作碼74H讀到數(shù)據(jù)總線DB上 把讀出的內(nèi)容74H經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB送到數(shù)據(jù)寄存器DR 因取出的是指令的操作碼 故把數(shù)據(jù)寄存器DR的內(nèi)容74H送到指令寄存器IR 然后再送到指令譯碼器ID 這就完成了第一條指令的取指令階段 然后轉(zhuǎn)入第一條指令的執(zhí)行階段 執(zhí)行第一條指令的過程 二 經(jīng)過對操作碼74H譯碼后 CPU識別出這個操作碼是把下一個存儲單元中的操作數(shù)送入累加器A的雙字節(jié)指令 所以 執(zhí)行第一條指令就必須把指令第2字節(jié)中的操作數(shù)取出來 取第一條指令操作數(shù)的步驟如下 把程序計數(shù)器PC的內(nèi)容0001H送到地址寄存器AR 程序計數(shù)器PC的內(nèi)容送到AR后 PC自動加1 變?yōu)?002H 此時AR中的內(nèi)容并沒有變化 把地址寄存器AR的內(nèi)容0001H通過地址總線AB送至存儲器 經(jīng)地址譯碼器譯碼 選中存儲器相應(yīng)的0001H單元 CPU控制器發(fā)出讀命令 在讀命令控制下 將選中的0001H單元的內(nèi)容11H讀到數(shù)據(jù)總線DB上 把讀出的內(nèi)容11H經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB送到數(shù)據(jù)寄存器DR 因CPU已知這時讀出的是操作數(shù) 且指令要求把它送到累加器A 故把數(shù)據(jù)寄存器DR的內(nèi)容11H經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送到累加器A中 于是第一條指令執(zhí)行完畢 進入第二條指令的取指令階段 本章小結(jié) 計算機按規(guī)模 性能 用途和價格來分類 可分為巨 大 中 小 微型計算機 計算機技術(shù)已發(fā)展成通用計算機系統(tǒng)和嵌入式計算機系統(tǒng)兩大分支 嵌入式系統(tǒng)一般可分為工業(yè)控制計算機 通用CPU模塊 嵌入式微處理器和嵌入式微控制器四類 單片機是經(jīng)典的嵌入式系統(tǒng) 它具有專門為嵌入式應(yīng)用設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng) 單片機主要特點 集成度高 控制功能強 可靠性高 低功耗 低電壓 外部總線豐富 功能擴展性強 體積小 性價比高 單片機按數(shù)據(jù)處理位數(shù)可分為4位機 8位機 16位機和32位機 按適用范圍可分為通用型和專用型 按并行總線可分為總線型和非總線型 本章小結(jié) 在計算機中常用的數(shù)制有十進制 二進制和十六進制 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換都有一定的規(guī)則 如二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)采用 四位合一位 法 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)采用 一位分四位 法 十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制整數(shù)采用 除2取余 法 十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制整數(shù)采用 除16取余 法 十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制小數(shù)采用 乘2取整 法 十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制小數(shù)采用 乘16取整 法 有符號二進制數(shù)有三種表示法 即原碼 反碼和補碼 在計算機中有符號數(shù)一般用補碼表示 無論是加法還是減法都可采用加法運算 而且是連同符號位一起進行的 運算的結(jié)果仍為補碼 BCD碼的加減法運算與十進制運算規(guī)則相同 但必須對運算結(jié)果進行修正 ASCII碼是國際通用的標準編碼 采用7位二進制編碼 分為圖形字符和控制字符兩類 共128個字符 本章小結(jié) 微型計算機由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成 硬件主要是由CPU 存儲器 I O接口和I O設(shè)備組成 采用總線結(jié)構(gòu)形式 軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類 程序設(shè)計語言分為三級 分別是機器語言 匯編語言和高級語言 微型計算機執(zhí)行程序的過程就是逐條執(zhí)行指令的過程 執(zhí)行每一條指令 都包括取指令與執(zhí)行指令兩個基本階段 習(xí)題 1 十進制 二進制 十六進制數(shù)各有什么特點 請舉例加以說明 2 將下列十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制和十六進制數(shù) 255 127 0 123 0 1415 45 32 1999 083 將下列二進制和十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) 1001010B 0 1010111B 1010 11B 1C3H 0 A49H EB 0AH4 將下列二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù) 1011011B 0 1010101B 1010 0101B 111000010100 1110101B5 機器數(shù) 真值 原碼 反碼和補碼如何表示 請舉例加以說明 6 下列是有符號數(shù)的原碼 請寫出其反碼和補碼 01111011B 10101010B 10000001B 11111111B 習(xí)題 7 把下列數(shù)看成無符號數(shù)時 對應(yīng)的十進制數(shù)為多少 若把它們看成有符號數(shù)的補碼 對應(yīng)的十進制數(shù)是多少 10101010B 00110010B 10000001B8 把下列各數(shù)用補碼表示 再按補碼運算規(guī)則分別求出 X Y 補和 X Y 補 X 46Y 78 X 112Y 519 寫出89和157兩數(shù)的BCD碼 并對這兩個BCD碼進行加法運算 10 微型計算機系統(tǒng)的硬件和軟件包括哪些部分 11 結(jié)合圖1 2簡述微型計算機執(zhí)行一條指令的過程 Q A Thanks