单片机原理及其接口技术 教学课件 作者 严洁 主编 第1章 数制.ppt

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1、1.1数制、码制系统1.2数字电路基础1.3微型计算机工作原理1.4存储器基础1.5IO基本概念1.6单片机基本概念1.1数制、码制系统1.1.1进位计数制及各计数制间的转换一、进位计数制1、基数R(Radix)：它代表计数制中所用到的数码个数。如：在十进制计数中用到0～9十个数码，基数是10；二进制计数中用到0和1两个数码，基数是2；而十六进制计数中用到0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共十六个数码，基数是16。一般地说，基数为R的数制（简称R进制）中，包含0、1、…、R－1个数码，进位规律为“逢R进1”

2、或“借１当R”。2、位权W(Weight)二、三种进制数间的相互转换1、二进制数转换成十进制数：按权展成多项式2、十进制数转换为二进制数：任一十进制整数N转换成二进制数的方法是连续除以2倒取余。3、二进制数与十六进制数之间的相互转换从个位开始向左4位为1组进行转换；若高位不足4位添0补足4位，便可将二进制数转换为十六进制数。4、十进制数与十六进制数之间的相互转换由于十六进制数是二进制数的缩写，二进制数与十进制数转换又较为方便，故十六进制数与十进制数之间的转换可通过二进制数进行。三、二进制数的算术运算二进制数的加、减法遵循“逢2进1”、

3、“借1当2”的原则。1.1.2码制及其转换1、原码无符号数所有数位均为表示二进制数大小的数值位，其表示的十进制数的范围从0~255。对于带符号二进制数而言，在计算机中通常把其最高位作为符号位，用0表示“＋”，用1表示“－”，其余位作为数值位，称为带符号数的原码，或称机器数。而用正负号表示的带符号数称为［X］原的真值。2、反码正数的反码与其原码相同。保持负数原码的符号位不变，数值位逐位取反3、补码正数的补码与其原码相同。负数的补码在其反码最低位加1得出。补码所表示的8位二进制数的范围从－128~＋127。真值需将结果先还原为原码，或利用

4、互补的特点，继续求补，得到补码对应的原码，进而计算其真值。1.1.2码制及其转换微型机只有加法器，没有专门的减法器，当进行减法时，对减数采用补码进行加法运算。1.1.2码制及其转换二、BCD码（BinaryCodedDecimal）BCD码是用二进制直接表示十进制数。1位十进制数有0～9共10个不同数码，故需要由4位二进制数来编码。4位二进制数有16种组合，可任取其中10种组合分别代表10个十进制数码，其余6种组合为非法码。常用8421BCD码，取十六进制数的前10种组合作为10个十进制数码，而A、B、C、D、E、F视为非法码，不允许

5、出现。1.1.2码制及其转换三、ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）ASCII码包括10个十进制数码0～9，大写和小写英文字母各26个，大写字母A～Z；小写字母a～z，32个通用控制符号；34个专用符号，共128个字符,故采用7位二进制数进行编码。1.2数字电路基础1.2.1数字信号数字信号在两个固定电流或电压值之间转换：0和1即低电平和高电平1.2.2门电路门电路是构成数字电路的基本单元另一种在计算机中广泛应用的门电路是三态门，它的输出b端除0和1两种状态外，还有

6、第三种状态——高阻态。当输入a端出现数据时，只有使能端EN信号c=1，数据才会传送至b端，若使能端EN信号c=0，则b端为高阻态。三态门广泛用于隔离或放大。计算机各部件采用总线结构传递数据，总线是各部件的公共信息线，为防止总线冲突，每一时刻只能有一组信息在总线中出现。所有部件与总线采用三态门连接，当一个部件的使能信号有效时，令其它部件的使能信号均无效，与总线脱离，这就保证了数据不会发生冲突。三态门还用于输入缓冲器。令使能信号EN=0，将计算机与输入信号隔离。待现场数据稳定后，再令EN=1，计算机可进行输入工作。1.2数字电路基础1.2

7、.3触发器触发器是一种具有记忆功能的基本逻辑单元一、RS触发器输入称置位端（SET），低电平时状态Q为1；称复位端（RESET），低电平时状态Q为0；两输入同时为1时，状态Q不变，记忆。在数字系统设计中，RS触发器可作为开关去抖电路。它同时也是其它触发器的基本组成单元。二、D触发器数据输入D在时钟脉冲CP（ClockPulse）上沿（由0变1）作用下改变其状态Q。D触发器通常作为寄存器的一个位，用来接收并存储数据。它还可以构成计数器，累加CP的个数一位D锁存器，其逻辑功能同D触发器，仅时钟C1端没有三角符号，表示在时钟为1时接收数据D

8、，时钟为0时数据不变，用于总线输出部件锁存总线数据。1.2.4常用集成芯片一、分类数字集成电路分为双极型和单极型两种。使用双极型技术的是TTL（三极管—三极管逻辑），其型号有74和54两大系列；使用单极型技术的是CMOS