單片微型計(jì)算機(jī)概述end.ppt

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第1章單片微型計(jì)算機(jī)概述,1.1單片微型計(jì)算機(jī)發(fā)展概況1.2微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概念1.3單片機(jī)的特點(diǎn)1.4計(jì)算機(jī)中的數(shù)和編碼,1.1單片微型計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,單片機(jī)體積小、功能強(qiáng)、功耗低、可靠性高和性價(jià)比高的特點(diǎn)，在過程控制、機(jī)電一體化產(chǎn)品、智能儀器、家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通訊等方面得到廣泛應(yīng)用。單片機(jī)經(jīng)歷了一位、4位、8位、16位及32位的發(fā)展階段，世界上一些著名的半導(dǎo)體器件廠家都開發(fā)了單片機(jī)如Intel、Motorola、Zilog、Philips等。單片機(jī)的品種日益增加，在眾多的通用型單片機(jī)里，以Intel公司的MCS系列單片機(jī)最為著名。,返回本章首頁,1.2微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概念,返回本章首頁,1.3單片機(jī)的特點(diǎn),（1）體積小、重量輕、功耗低、功能強(qiáng)、性價(jià)比高。（2）數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送，運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。（3）結(jié)構(gòu)靈活，易于組成各種微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。（4）應(yīng)用廣泛，既可用于工業(yè)自動控制等場合，又可用于測量儀器、醫(yī)療儀器及家用電器等領(lǐng)域。,返回本章首頁,1.4計(jì)算機(jī)中的數(shù)和編碼,1.4.1計(jì)數(shù)制1.4.2二進(jìn)制數(shù)（用B表示）1.4.3十六進(jìn)制數(shù)（用H表示）1.4.4不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1.4.5數(shù)制書寫約定1.4.6計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示1.4.7計(jì)算機(jī)常用編碼,返回本章首頁,1.4.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制,,日常生活中廣泛使用的數(shù)為十進(jìn)制數(shù)，這是一種逢十進(jìn)一的計(jì)數(shù)方法。用的數(shù)制還有二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制等。基數(shù)小于10的計(jì)數(shù)制，可用十進(jìn)制相應(yīng)的數(shù)碼作為它的數(shù)字符號，一個(gè)數(shù)一般由多個(gè)數(shù)碼組成。數(shù)碼在數(shù)中的位置不同，其值也不同。,返回本節(jié),,十進(jìn)制0123456789任意R計(jì)數(shù)制N，可表示為：N=Kn-1*Rn-1+Kn-2*Rn-2+……+K1*R1+K0*R0+K-1*R-1+……+K-m*R-m=其中:K——數(shù)碼Ki——第i位數(shù)碼R——基數(shù)Ri——權(quán)n——整數(shù)的位數(shù)m——小數(shù)的位數(shù)例1：999.99=9*102+9*101+9*100+9*10-1+9*10-2,1.4.2二進(jìn)制數(shù)（用B表示）,以2為基數(shù)的數(shù)制稱為二進(jìn)位計(jì)數(shù)制，它只包括0和1兩個(gè)數(shù)碼，很容易用電子元件的兩種不同的狀態(tài)來表示，例如，用高電平表示1，用低電平表示0。所以，計(jì)算機(jī)中通常采用二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)特征：逢二進(jìn)一，運(yùn)算簡單。在加、減、乘、除四則運(yùn)算中，乘法實(shí)質(zhì)上是做移位加法，除法則是移位減法。,返回本節(jié),,二進(jìn)制01以2為基數(shù)的數(shù)制稱為二進(jìn)位計(jì)數(shù)制，它只包括0和1兩個(gè)數(shù)碼，很容易用電子元件的兩種不同的狀態(tài)來表示，例如，用高電平表示1，用低電平表示0。所以，計(jì)算機(jī)中通常采用二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)特征：逢二進(jìn)一，運(yùn)算簡單。在加、減、乘、除四則運(yùn)算中，乘法實(shí)質(zhì)上是做移位加法，除法則是移位減法。,1.4.3十六進(jìn)制數(shù)（用H表示）,十六進(jìn)制0123456789ABCDEF為了書寫和閱讀方便，經(jīng)常采用十六進(jìn)制數(shù)作為二進(jìn)制的縮寫形式。十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)的對照表如表1-1所示。在計(jì)數(shù)時(shí)，逢十六進(jìn)一，這樣書寫長度短，且可方便將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)或?qū)⒍M(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。,表1-1十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)對照表,返回本節(jié),1.4.4不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,1．二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制基本方法：將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開式，利用十進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則求和，即可得到等值的十進(jìn)制數(shù)。例如：(111.101)2=122+121+120+12-1+02-2+12-3=(7.625)10,,2．十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換l十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)：采用除2取余法l十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)l帶小數(shù)的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù),,2215余數(shù)2107125312261213026123021101結(jié)果(215)10=(11010111)2,,,,,,,,,,,,,,,,,3．二進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)，從低位開始，每四位一組，然后將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。如最后一組不足四位，需在左邊補(bǔ)0。用同樣方法可將二進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制小數(shù)。只是分組應(yīng)從小數(shù)點(diǎn)右邊開始分成四位一組。十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，將每位十六進(jìn)制數(shù)直接轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。,返回本節(jié),1.4.5數(shù)制書寫約定,在書寫計(jì)算機(jī)程序時(shí)，一般不用基數(shù)作為下標(biāo)來區(qū)分各種進(jìn)制，而是用相應(yīng)的英文字母作后綴來表示各種進(jìn)制的數(shù)。例如：B（Binary）——表示二進(jìn)制數(shù)。D（Decimal）——表示十進(jìn)制數(shù)，一般D可省略，即無后綴的數(shù)字為十進(jìn)制數(shù)。H（Hexadecimal）——表示十六進(jìn)制數(shù)。,返回本節(jié),1.4.6計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示,機(jī)器數(shù)與真值一個(gè)數(shù)的二進(jìn)制編碼（包括符號位）稱為機(jī)器數(shù)，而它的十進(jìn)制數(shù)值稱為該數(shù)的真值。例如：8位無符號二進(jìn)制數(shù)00000000至11111111，其數(shù)值范圍為0-2558位有符號數(shù)的最高位表示符號，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)，其補(bǔ)碼表示范圍為-128-+127例如：（01011011)2=+91（11011011)2=-91這里（11011011)2稱為機(jī)器數(shù)，-91稱為該機(jī)器數(shù)的真值,,1．原碼、反碼和補(bǔ)碼l原碼：在符號位中用0表示正、用1表示負(fù)的二進(jìn)制數(shù)，稱為原碼。例如，x1=＋1110111B，[x1]原=01110111Bx2=－1110111B，[x2]原=11110111B數(shù)0可是＋0或－0。因此，0在原碼中形式：[＋0]原=00000000B，[－0]原=10000000B,l反碼：正數(shù)的反碼=原碼；負(fù)數(shù)的反碼=原碼的符號位不變而數(shù)值按位取反。所謂按位取反，即將各位的1變成0，0變成1。例如，x1=＋13，[x1]反=[＋13]原=00001101B。又如，x2=－13，[x2]原=[－13]原=10001101B，[x2]反=[－13]反=11110010B。0的反碼[+0]原=00000000[+0]反=00000000[-0]原=10000000[-0]反=11111111,l補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼=原碼；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼=反碼＋1。例如，[-4]原=10000100[-4]反=11111011[-4]補(bǔ)=111111000的補(bǔ)碼：[+0]補(bǔ)=[+0]反=[+0]原=00000000[-0]補(bǔ)=[-0]反+1=11111111+1=00000000在補(bǔ)碼表示中，“0”是唯一的。即[0]補(bǔ)=00000000B-128的補(bǔ)碼：[-128]補(bǔ)=10000000,,8位二進(jìn)制數(shù)表示的范圍原碼：01111111—11111111+127—-127反碼：01111111—10000000+127—-127補(bǔ)碼：01111111—10000000+127—-128[-127]反=10000000，[-127]補(bǔ)=10000001[-128]補(bǔ)=10000000,1.4.7二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算,1.算術(shù)運(yùn)算（1）加法運(yùn)算（2）減法運(yùn)算（3）乘法運(yùn)算（4）除法運(yùn)算,,2.邏輯運(yùn)算（1）“與”運(yùn)算（2）“或”運(yùn)算（3）“非”運(yùn)算（4）“異或”運(yùn)算,2．?dāng)?shù)的小數(shù)點(diǎn)表示方法l定點(diǎn)表示法：表示小數(shù)點(diǎn)的位置是固定不變的。分為純整數(shù)和純小數(shù)兩類。,純整數(shù)表示方法,純小數(shù)表示方法,其格式如下所示：,,l浮點(diǎn)表示法浮點(diǎn)表示法中小數(shù)點(diǎn)的位置是不固定的。任意二進(jìn)制數(shù)N一般可表示為：N=2PS一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)分為階碼和尾數(shù)兩部分，二者各有表示正負(fù)的階符和數(shù)符，常用存儲格式：,1.4.7計(jì)算機(jī)常用編碼,常見的編碼有BCD碼、ASCII碼等。1．二—十進(jìn)制編碼是一種用二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)，稱BCD碼。BCD碼用標(biāo)準(zhǔn)的8421的純二進(jìn)制碼的十六個(gè)狀態(tài)中的十個(gè)（如表1-2所示）。用BCD碼表示十進(jìn)制數(shù)，只要將每位十進(jìn)制數(shù)用適當(dāng)?shù)乃奈欢M(jìn)制碼代替即可。,表1-2BCD編碼,,2．字母和符號的編碼微機(jī)普遍采用的是ASCII碼（如表1-3所示）。ASCII碼是一種八位代碼，最高位一般用于奇偶校驗(yàn)，其余七位二進(jìn)制碼對128個(gè)字符進(jìn)行編碼。,表1-3ASCII(美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)表,返回本節(jié),,THANKYOUVERYMUCH！,本章到此結(jié)束，謝謝同學(xué)們的光臨！,結(jié)束放映,返回本章首頁,