单片微型计算机基础知识优品文档.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单片微型计算机基础知识,课程内容,微型计算机的基础知识,围绕,MCS-51,系列单片机的原理结构、汇编指令系统、汇编语言程序设计，系统总线扩展技术，单片机定时计数、中断、串口通信，初步掌握单片机系统的设计开发方法及单片机的简单应用。,学生能力与本门课程的关系,学习本课程的建议,抓住,7,个环节：,练习、实验、,预习、听课、复习、记笔记、作业,注重两个能力：自学能力、实践能力,注意两个交流：与同学、老师的交流,实现一个转变：基础课向专业基础课学习方法的转变。,处理好课程与教材的关系：课程学时及内容安排，学习参考书,X2=-105D 则X1原11101001B,=768+176+14+0.,器件速度更快,软件、外设更加丰富,单片微型计算机基础知识,用于数值计算、数据处理及信息管理方向通用微机，例如：PC微机功能越强越好、使用越方便越好。,1 0 0 0 1,例:8+9=17,（1）二进制(Binary),一位十六进制数对应四位二进制数，因此二进制数四位为一组。,对于微型计算机，如果运算结果超过了它所能表示的数值范围，称为溢出。,0101 0111,7 0111,微型化、巨型化、多媒体及人工智能,归纳总结所学其中某章内容,在计算机中采用二进制表示数据和指令，故：,注意区别 BCD 码与数制：,1693:0070 20 20 20 20 20 20 20 20-00 00 00 00 00 00 00 00 .,理论课教学形式,课堂教师讲授为主,课堂教师提示，课后学生自学为主（思考题等）,完全学生自学为主，,讨论课，安排在答疑时间，同学讨论，教师答疑总结。,学习要求：,成绩考核 考试成绩,80,平时成绩,20,归纳总结所学其中某章内容,平时成绩：考勤、课后作业,(,专用一本）、课堂表现,课程学习总结,第一章,微型计算机基础知识,一、（,1.1,）微型计算机发展,二、（,1,、,4,）微型计算机中数的表示和运算,三、（,1.2,）微型计算机模型,四、（,1.3,）单片微型计算机,一 计算机的历史与发展,计算机发展的五个阶段（基本电子器件）,电子管计算机,(19461956),用机器语言、汇编语言编写程，用于军事和国防尖端技术,晶体管计算机,(19561962),开始使用高级语言，开始用于工程技术、数据处理和其它科学领域,小规模集成电路计算机,(19621975),采用微程序、流水线等技术，提高运行速度；出现操作系统、诊断程序等软件,大规模集成电路计算机,(19751981),采用半导体存储器、采用图形界面操作系统,器件速度更快,软件、外设更加丰富,超大规模集成电路计算机,(1981,至今,),微型化、巨型化、多媒体及人工智能,联网应用。,1,、,1,微型计算机的分类,1),按形态分类,2),按,CPU,的字长分类,3),按主机装置分类,4,）应用类型,按形态分类,单片机、单板机、微机系统,单板机,单片机,系统机,三种应用形态图示,16,表示的数值范围就越大，精度就越高。,例:8+9=17,+)0 1 1 0,500 1,+)1 0 0 1,调整原则:有进位或出现冗余码时：加+6调整。,(19461956),3 0,1693:0030 1F 14 14 00 18 00 93 16-FF FF FF FF 00 00 00 00.,课堂教师提示，课后学生自学为主（思考题等）,位(bit),4,）按应用类型分：,用于数值计算、数据处理及信息管理方向通用微机，例如：,PC,微机功能越强越好、使用越方便越好。,用于过程控制、智能化仪器仪表方向、实时信号处理的专用微机。例如：,单片机、工控机可靠性高、实时性强程序相对简单、处理数据量小。,DSP,硬件计算，速度快。,计算机的应用范围,科学计算,信息处理,实时控制：工业现场控制、家用电器等,计算机辅助设计,人工智能：模式识别、专家系统、机器人等,二、计算机的数,1.,进位计数制,计算机中采用的是二进制数。,二进制数的要素有：每一位数是,0,或,1,两个数码中的一个；逢二进一，借一为二。二进制数的尾符为：,B,十进制数是日常生活中使用最多的数制。十进制数的要素有：,每一位数是,09,十个数码中的一个；,逢十进一，借一为十。,十进制数的尾符为：,D,1.,位,(bit),2.,字节,(Byte),3.,字和字长,(word),4.,位编号,5.,指令、指令系统和程序,注意：计算机以二进制代码的形式表示信息,有关术语,位,(bit),指,计算机能表示的最基本最小的单位,在计算机中采用二进制表示数据和指令，故：,位就是一个二进制位，有两种状态，“,0”,和“,1”,字节,(Byte),相邻的,8,位二进制数称为一个字节,1 Byte=8 bit,如：,1100 0011,0101 0111,位,1,或,0,1,位,字节,1100 0011,8,位,字,1100 0011 0011 1100,16,位,双字,1100 0011 0011 1100 1100 0011 0011 1100,32,位,高字节,低字节,高 字,低 字,把一个,字,定为,16,位,，,1 Word,=,2 Byte,一个,双字,定为,32,位,1 DWord,=,2 Word,=,4 Byte,字长,字长,是每一个字所包含的二进制位数。,表示信息的二进制代码单元的基本长度位数）称为字长，字长越长。,表示的数值范围就越大，精度就越高。,字长,常与,CPU,内部的寄存器、运算装置、总线宽度一致。,三总线：,AB,、,DB,、,CB,例,某,CPU,内含,8,位运算器,，则：,参加运算的数及结果均以,8,位,表示,最高位产生的进位或借位在,8,位运算器中不保存，而将其保存到标志寄存器中,1 0 1 1 0 1 0 1,被加数,8,位,+,1 0 0 0 1 1 1 1,加数,8,位,进位,1,1 1 1 1 1 1,0 1 0 0 0 1 0 0,和,8,位,PSW,标志寄存器,运,算,器,标志,寄存器,运,算,器,被加数,加数,和,进位,字长是衡量,CPU,工作性能的一个重要参数。,不同类型的,CPU,有不同的字长。,如,:Intel 4004,是,4,位,8051,是,8,位,8088/8086/80286,是,16,位,80386/80486,、,Pentium,是,32,位,1010 1100 0110 0101 1001 1000 0100 0011,被加数,+,1100 0011 1100 0011 0001 0101 0101 1000,加数,进位,1,1 1111 1 111 1 1,0111 0000 0010 1000 1010 1101 1001 1011,和,4,位,8,次,8,位,4,次,16,位,2,次,32,位,1,次,位编号,为便于描述，对字节,字和双字中的各位进行编号。,从低位开始，从右到左依次为,0,、,1,、,2,编号,7,6,5,4,3,2,1,0,1,0,1,0,0,0,1,0,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,字节,数据,D,ata,地址,A,ddress,D,0,D,7,D,15,D,8,15,8,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,7,0,A,0,A7,A,15,A,8,字,的编号为,15 0,双字,的编号依此类推，为,31 0,例如,0+1=1 1+1=10,11+1=100 10 1=1,（,1,）,二进制,(,Binary,),(xxx),2,或,(xxx),B,例如,(1011.11),2,或,(1011.11),B,数码：,0,、,1,进位规律：逢二进一，借一当二,权：,2,i,基数：,2,系数：,0,、,1,按权展开式表示,(1011.11),2,=12,3,+02,2,+12,1,+12,0,+12,-,1,+12,-,2,将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数,。,=8+0+2+1+0.5+0.25,(1011.11),2,=(11.75),10,=11.75,(1011.11),2,=12,3,+02,2,+12,1,+12,0,+12,-,1,+12,-,2,（,2,）八进制和十六进制,进制,数的表示,计数规律,基数,权,数码,八进制,(,Octal,),(xxx),8,或,(xxx),O,逢八进一，借一当八,8,0 7,8,i,十六进制,(,Hexadecimal,),(xxx),16,或,(xxx),H,逢十六进一，借一当十六,16,0,9,、,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,16,i,例如,(437.25),8,=48,2,+38,1,+78,0,+28,-,1,+58,-,2,=256+24+7+0.25+0.078125,=(287.328125),10,例如,(3BE.C4),16,=316,2,+1116,1,+1416,0,+1216,-,1,+416,-,2,=768+176+14+0.75+0.015625,=(958.765625),10,二、不同数制间的关系与转换,(1),不同数制间的关系,2,不同数制间的关系与转换,不同数制之间有关系吗？,十进制、二进制、八进制、十六进制对照表,7,7,0111,7,6,6,0110,6,5,5,0101,5,4,4,0100,4,3,3,0011,3,2,2,0010,2,1,1,0001,1,0,0,0000,0,十六,八,二,十,F,17,1111,15,E,16,1110,14,D,15,1101,13,C,14,1100,12,B,13,1011,11,A,12,1010,10,9,11,1001,9,8,10,1000,8,十六,八,二,十,非十进制换成十进制：,按权展开相加,(2),不同数制间的转换,（,10101,.11,）,B,=12,4,+12,2,+12,0,+1,2,-1,+12,-2,=16+4+1+0.5+0.25,=,（,21.75,）,D,（,2A,.8,）,H,=216,1,+1016,0,+8,16,-1,=32+10+0.5,=,（,42.5,）,D,（,165,.2,）,O,=,18,2,+,68,1,+,58,0,+,28,-1,=64+48+5+0.25,=,（,117.25,）,D,十进制换成其他进制,十进制数转换为其他进制数时，可将十进制数分为整数和小数两部分进行。,整数的转换,基数除法,规则：,除基取余，商零为止，逆序排列。,小数的转换,基数乘法,规则：,乘基取整，满足精度要求为止，顺序排列。,1,.500,1,整数,0,.750,0,例 将十进制数,(26.375),10,转换成二进制数,26,6,1,3,0,1,1,0,1,2,(26 ),10,=(11010 ),2,2,2,1,.,000,1,.375,2,2,2,2,0.375,2,一直除到商为,0,为止,余数,13,0,读数顺序,读数顺序,.011,每位八进制数用三位二进制数代替，再按原顺序排列。,八进制二进制,二进制八进制,(11100101.11101011),2,=(345.726),8,(,7,4,5,.,3,6,1,),8,=(,111,100,101,.,011,110,001,),2,补,0,(11100101.11101011),2,=(?),8,11100101.11101011,0,0,3,4,5,7,2,6,从小数点开始，整数部分向左,(,小数部分向右,),三位一组,，最后,不足三位的加,0,补足,三位，再按顺序写出各组对应的八进制数。,补,0,11,100,101,111,010,11,二进制与八进制间的相互转换,一位十六进制数对应四位二进制数，因此二进制数四位为一组。,(10011111011.111011),2,=(4FB.EC),16,(,3,B,E,5,.,9,7,D,),16,=(,11,1011,1110,0101,.,1001,0111,1101,),2,补,0,(10011111011.111011),2,=(?),16,10011111011.111011,0,0,4,F,B,E,C,0,十六进制二进制,:,每位十六进制数用四位二进制数代替，再按原顺序排列。,二进制十六进制,:,从小数点开始，整数部分,向左,(,小数部分向右,),四位一组,，最后,不足四位的加,0,补足,四位，再按顺序写出各组对应的十六进制数。,补,0,100,1111,1011,1110,11,二进制和十六进制间的相互转换,计算机中两个重要的数位,LSB,：最低有效位。,MSB,：最高有效位。,对八位二进制数：,D0-D6,：表示数字本身。,D7,：表示符号位。即,MSB,为符号位。,表示的方法,:,原码、反码及补码。,3,带符号数的表示,原码,MSB=0,表示正数；,MSB=1,表示负数。,X1=+105D,则,X1,原,01101001B,X2=-105D,则,X1,原,11101001B,0,有两种表示方法：,00000000B,与,10000000B,。,0,原,00000000,-0,原,10000000,可表示的正数与负数个数相等。,可表示的数据范围：,(-127127),反码,正数的反码,=,原码；,负数的反码,=,符号位不变，数字位逐个取反。,+31,原,00011111,-31,原,10011111,+31,反,00011111,-31,反,11100000,0,有两种表示方法：,00000000B,与,11111111B,。,0,反,00000000,-0,反,11111111,可表示的正数与负数个数相等。,可表示的数据范围：,(-127127),+127,原,01111111,-127,反,10000000,补码,正数的补码,=,原码；负数的补码,=,反码,+1,。,7,原,00000111,-7,原,10000111,7,反,00000111,-7,反,11111000,7,补,00000111,-7,补,11111001,0,的表达式是唯一的：,00000000B,0,原,00000000,-0,原,10000000,0,反,00000000,-0,反,11111111,0,补,00000000,-0,补,00000000,表示的范围：,(-128127),可表示的负数比正数多一个。,补码的运算,8,位二进制补码所能表示的数值范围是,-128,127,。对于微型计算机，如果运算结果超过了它所能表示的数值范围，称为溢出。引入补码可以将减法运算化成加法运算。,X,Y,补,=X,补,+,Y,补,5,、计算机中的编码制度,编码制度：指用一组二进制数表示某个符号,(,数字、字符,),的方法。,BCD,码：用四位二进制数表示一位十进制数的方法，多用,8421BCD,码。,ASCII,码：美国国家标准信息交换码。用七位二进制数表示一个字符。,扩展,ASCII,码：用八位二进制数表示一个字符。对于汉字，通常使用两个扩展,ASCII,码表示一个汉字。,（,2,）与自然二进制数排列一至，,1010,1111,为冗余码；,（,3,）运算时按逢,10,进,1,的原则,并且要进行调整。,调整原则,:,有进位或出现冗余码时：,加,+6,调整。,（,1,）有权码，从左到右为,8 4 2 1,；,8421BCD,码,例,:8+9=17,1 0 0 0,+)1 0 0 1,1,0 0 0 1,有进位,6,+)0 1 1 0,0 1 1 1,例,:7+6=13,0 1 1 1,+)0 1 1 0,1 1 0 1,+)0 1 1 0,1,0 0 1 1,丢弃,8421,码运算举例,冗余码,6,用,BCD,码表示十进制数举例,：,(36),10,=(),8421BCD,(4.79),10,=(),8421BCD,(01010000),8421BCD,=,(),10,注意区别,BCD,码与数制：,(150),10,=(000101010000),8421BCD,=(10010110),2,=(226),8,=(96),16,6 0110,3 0011,4.0100.,7 0111,9 1001,0101 5,0000 0,BCD,码与二进制数之间转换没有直接关系，必须先转换成十进制,然后转换成二进制。,ASCII,码,美国国家信息交换标准代码,ASCII American Standard Code for Information Interchange,），目前微型计算机的字符编码都采用,ASCII,码。,ASCII,码是一种,8,位代码，用,1,个字节中的,7,位对字符进行编码，最高位是奇偶校验位，用以判别数码传送是否正确。用,7,位码来代表字符信息，共可表示,128,个字符。,ASCII,（美国标准信息交换码）,微机中普遍采用的字符编码，如键盘、打印机、显示器等,D:DEBUG ;进入DEBUG,-E DS:0 Hello World!;向当前数据段填写入字符串,-D DS:0 ;查看字符串在内存存放情况,1693:0000 48 65 6C 6C 6F 20 57 6F-72 6C 64 21 18 10 8A 03 Hello World!.,1693:0010 18 10 17 03 18 10 23 0E-01 01 01 00 02 FF FF FF.#.,1693:0 FF FF FF FF FF FF FF FF-FF FF FF FF E7 0F 4E 01.N.,1693:0030 1F 14 14 00 18 00 93 16-FF FF FF FF 00 00 00 00.,1693:0040 07 0A 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00.,1693:0050 CD 21 CB 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 20 20 20.!.,1693:0060 20 20 20 20 20 20 20 20-00 00 00 00 00 20 20 20 .,1693:0070 20 20 20 20 20 20 20 20-00 00 00 00 00 00 00 00 .,-Q ;退出DEBUG,1693:0000 48 65 6C 6C 6F 20 57 6F-72 6C 64 21 18 10 8A 03,H e l l o W o r l d !,.,例,在,DEBUG,下查看字符串在内存的存放情况：,汉字编码,具有汉字信息处理能力的计算机系统，除了配备必要的汉字设备和接口外，还应该装配有支持汉字信息输入、输出和处理的操作系统。,（,1,）汉字输入码：用于外部输入汉字，也称为外码。,顺序码,将汉字按一定顺序排好，然后逐个赋予,1,个号码作为该汉字的编码，例如区位码；,音码,根据汉字的读音进行编码，例如拼音码；,形码,根据汉字的字形进行编码，例如五笔字型；,音形码,根据汉字的读音和字形进行编码，例如双拼码。,（,2,）汉字机内码：是汉字处理系统内部存储、处理汉字而使用的编码，简称内码。内码与国家标准,GB2312-80,汉字字符集有简明的一一对应关系。,感谢观看,