单片机原理与应用技术.doc

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1、知识点、技能点Ø计算机中常用的计数制及其相互转换Ø计算机中数据的运算ØASCII码的表示Ø微型计算机的基础知识Ø单片微型计算机的基础知识学习要求Ø熟练掌握二进制、十进制和十六进制及其相互转换Ø了解二进制的运算Ø熟悉ASCII码及BCD码的表示Ø掌握微型计算机、微处理器的基本结构Ø了解单片微型计算机的分类、应用领域和发展趋势Ø掌握单片微型计算机的硬件特性及特点教学基础要求Ø掌握常用的计数制Ø掌握微处理器的结构Ø掌握单片微型计算机的硬件特性当代得到广泛应用的计算机是微电子与计算数学相结合的产物。微电子

2、学的基本元件及其集成电路构成了计算机的硬件基础；计算数学的计算方法与数据结构则是计算机的软件基础。单片机是在计算机的概念基础上发展起来的，是一种特殊的微型计算机。一个典型的微型计算机包括硬件和软件两部分，硬件部分包括运算器、控制器、存储器和输入/输出接口4部分；软件部分包括系统软件（如操作系统）和应用软件（如文字处理软件）。既然计算机具有强大的数据处理能力，那么，如何将人类习惯的数据以便捷易用的方式在计算机中表现，就成为非常基础且重要的工作。本章的主要内容就是介绍计算机中的数据表示、数据运算，以及

3、单片微型计算机概述。1.1数值型数据的表示计算机中处理的数据包括数值型数据和非数值型数据。数值型数据是指可进行大小比较的有数值含义的数据；非数值数据是指难以进行比较，只是用于表示某些含义的数据，如字符、图像等数据。下面就来介绍数值型数据。1.1.1进位计数制用若干个数字的有序组合来表示一个数值，从而形成一段有序的代码，如就是一个由n位数字组成的一个数值。考虑整数，如果从0开始计数以得到各种数值，就存在一个由低位向高位进位的过程（如十进制的“逢十进一”）。按照一定的进位方式进行计数的数值，称为进位计

4、数制，简称进制。还是以常用的十进制为例，可用展开的方式来表示进位计数的思想，例如：（1-1）式（1-1）中，3、2、5、9、8称为十进制中的数码，、、、、称为各数数位的权值，10称为十进制的“基数”，也是十进制中所有数码的个数。利用多项式可清晰表现进制中数位之间的关系。假设有某r进制数(S)r，其多项式可表示为：（1-2）式（1-2）中，基数为r，S为r进制数，为各数位的权值，共有m+n个数位，包括n位整数及m位小数。在日常生活中人们一般采用十进制表示数值信息，但是计算机系统内部采用的却是二进制。

5、计算机内部之所以采用二进制，是因为二态器件从物理上容易实现，而且运算规则简单。但是，人们习惯的十进制和计算机采用的二进制虽然表示的数值含义相同，但形式差别非常大，这就需要进行进制之间的相互转换。另外，在计算机内部，为了书写方便，人们在编程时常常用八进制、十六进制等来表示数值信息，这也需进行进制之间的转换。1．二进制在二进制中，每个数位仅允许选择0或1两个数码，加法时“逢二进一”，减法时“借一当二”，基数r=2。用多项式表示为：（1-3）其中取值0或者1。举例说明：需要说明的是，为了区别数码属于哪种

6、进制，往往利用小括号把数码括起来，并用下标注明。一般情况下，如果没有说明，可默认为十进制。2．八进制在八进制中，每个数位选择的数码为8个0，即0~7。加法时“逢八进一”，减法时“借一当八”，基数r=8。用多项式表示为：其中取值0~7。举例说明：以上例子还可以写为123.4O=001010011.100B。其中O是八进制的缩写。转换方法是：以小数点为左右起点，每三位为一组，左右不足三位用数字“0”补充。3．十六进制在十六进制中，每个数位选择的数码个数为16个，即0~15，书写时为0~9、A、B、C、

7、D、E、F，加法时“逢十六进一”，减法时“借一当十六”，基数r=16。用多项式表示为：（1-4）其中取值0~9、A、B、C、D、E、F。举例说明：同理，十六进制的每个数码可以用4位二进制表示，它们之间的对应关系如表1-1所示。表1-1十六进制同4位二进制的对应关系十六进制二进制十六进制二进制0000081000100019100120010A101030011B101140100C110050101D110160110E111070111F1111例如：以上例子还可以写为36AB.CH=00110

8、11010101011.1100B。其中H是十六进制的缩写。4．BCD码计算机内部数的表示和运算以二进制为技术，而人类在生活中习惯利用十进制，这就需要采取某些措施进行转换。当前有两种方法可供选择，一种是实现二进制和十进制的相互转换：二进制转换为十进制利用“按权展开法”，利用式（1-2）的方式进行转换，十进制转换为二进制时，整数采用“除2取余”法，小数采用“乘2取整”法，后文将有介绍；另外一种是采用“二-十进制表示法”，也就是BCD（BinaryCodedDecimal）码。所谓BC