第一章 认识单片机

1、重庆青年职业技术学院嵌入式系统开发与设计嵌入式系统开发与设计教师：王楚月教师：王楚月重庆青年职业技术学院1.1 1.1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展1.2 1.2 计算机的基本结构计算机的基本结构 1.31.3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码1.4 1.4 单片机的基础知识单片机的基础知识重庆青年职业技术学院1 1.1 .1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展1946-1958: 1946-1958: 第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语言 汇编语言编程。世界上第一台通用计算机ENIACENIAC。1958-1964: 1958-1964: 第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器

2、, 磁盘 作外存储器，开始使用高级语言编程。1964-1971: 1964-1971: 第三代集成电路计算机。使用半导体存储器， 出现多终端计算机和计算机网络。1971-1971-1980: 1980: 第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算 机、单片微型计算机，外部设备多样化。1981- : 1981- : 第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流 方式。1、计算机发展重庆青年职业技术学院http:/ 个中转，70,000个电阻器，10,000个电容器，1500个继电器，6000多个开关，计算速度是每秒5000次加法或400次乘法，是使用继电器运转的机电式计算机的1000倍、手工计算的20

3、万倍。1 1.1 .1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展重庆青年职业技术学院电子管电子管1 1.1 .1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展重庆青年职业技术学院晶体管晶体管1 1.1 .1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展重庆青年职业技术学院电子器件发展电子器件发展1 1.1 .1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展重庆青年职业技术学院（1）运算速度快,计算能力强（2）计算精度高（3）具有记忆功能（4）具有逻辑判断功能（5）高度自动化2、计算机特点1 1.1 .1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展重庆青年职业技术学院微型化微型化 便携式、低功耗便携式、低功耗巨型化巨型化 尖端科

4、技领域的信息处理，需要超大容量、高尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高 速度速度智能化智能化 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力网络化网络化 网络计算机和信息高速公路网络计算机和信息高速公路多机系统多机系统 大型设备、生产流水线集中管理大型设备、生产流水线集中管理( (独立控制、独立控制、 故障分散、资源共享故障分散、资源共享) )3、计算机发展趋势1 1.1 .1 计算机的诞生与发展计算机的诞生与发展重庆青年职业技术学院1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年职业技术学院1、硬件系统1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的

5、基本结构重庆青年职业技术学院1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年职业技术学院（1 1）中央处理器）中央处理器 中央处理器（Central Processing Unit，CPU）主要包括运算器（ALU）和控制器（CU）两大部件，是计算机的核心部件。主要指标有： CPU字长 运算速度 工作频率 运算器运算器：是进行算术运算和逻辑运算的部件：与、或、非。 控制器控制器：从内存储器中取出指令并对指令进行分析、判断，并根据指令发出相应的各种控制信号，使计算机的有关设备或电子器件有条不紊地协调工作 ，保证计算机能自动、连续地工作。1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重

6、庆青年职业技术学院重庆青年职业技术学院（2 2）存储存储器器 具具有记忆能力的部件，用来保有记忆能力的部件，用来保存程序和数据。存程序和数据。分类：分类： 内存储器和外存储器按位置分按位置分有有内存内存（或主存）和（或主存）和外存外存。前者暂。前者暂时存储，速度快，容量小。后者长时存储，速度快，容量小。后者长期存储，速度慢，容量大。期存储，速度慢，容量大。操作操作： 写入操作和读出操作存储单元存储单元存储单元存储单元读写控制电路CPU来的读写控制信号地址译码器ABDB0000B0001B1110B1111B地址图1-2 存储器结构示意图1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年

7、职业技术学院 （3）输入）输入/输出接口（输出接口（I/O接口）接口）l 完成外设与完成外设与CPU的连接；的连接；l 转换数据传送速度；转换数据传送速度；l 转换电平；转换电平；l 将将I/O设备的状态信息反馈给设备的状态信息反馈给CPU等。等。常用设备常用设备：（输入）（输入）鼠标、键盘、扫描仪等。（输出）（输出）显示器、打印机等。1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年职业技术学院（4）总线（）总线（Bus） l 总线是将总线是将CPU、存储器和、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。接起来，并传送信息的公共通道

8、。l 数据总线数据总线DB（Data Bus）：双向通信总线。）：双向通信总线。l 地址总线地址总线AB（Address Bus）：单向通信总线。）：单向通信总线。l 控制总线控制总线CB（Control Bus）：单向通信总线。）：单向通信总线。1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年职业技术学院 AB即AddressBus；又称：位址总线，是由CPU或有DMA能力的单元，用来沟通这些单元想要存取存取(读取读取/写入写入)电脑电脑内存元件内存元件/地方的实体位址地方的实体位址。 DB（DataBus）：数据总据总线，用于传送数据信息传送数据信息。数线是双向三态形式的总线，即

9、它既可以把CPU的数据传送到存储器或输入输出接口等其它部件，也可以将其它部件的数据传送到CPU。 CB（ControlBus）：控制总线。控制总线主要用来传送控传送控制信号和时序信号制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和输入输出设备接口电路的，如读/写信号，片选信号、中断响应信号等；也有是其它部件反馈给CPU的，比如：中断申请信号、复位信号、总线请求信号、限备就绪信号等。1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年职业技术学院2 2、软件系统、软件系统（1 1）系统软件）系统软件 系统软件通常是用来有效地运行计算机系统、给应用软件开发与运行提供支持、为用户管理与

10、使用计算机提供方便的一类软件。主要有操作系统、各种程序设计语言及其解释、编译系统以及数据库管理系统。（2 2）应用软件）应用软件 应用软件是指利用计算机及系统软件为解决各种实际问题而编制的、具有专门用途的计算机程序。主要有各种字处理软件、各种用于科学计算的软件包、计算机辅助软件、各种图形软件等。1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年职业技术学院微机：微机：微处理器微处理器加上同样采用大规模集成电路制成的加上同样采用大规模集成电路制成的用于存储程序和数据的用于存储程序和数据的存储器存储器，以及与输入输出设备，以及与输入输出设备相衔接的相衔接的输入输出接口输入输出接口电路就构成

11、了电路就构成了微型计算机微型计算机(Microcomputer)(Microcomputer)。单片机：单片机：如果将如果将微处理器微处理器、存储器存储器和和输入输出接口电输入输出接口电路路集成在一块集成电路芯片上集成在一块集成电路芯片上，称为单片微型计算机，称为单片微型计算机，简称单片机。简称单片机。 1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年职业技术学院(1) (1) PCPC机机： PCPC机系统全力实现海量高速数据处理，机系统全力实现海量高速数据处理，兼顾控制功能。兼顾控制功能。(2) (2) 单片机单片机：单片机系统全力满足测控对象的测控：单片机系统全力满足测控对象的

12、测控功能，兼顾数据处理能力。功能，兼顾数据处理能力。形成两大分支：形成两大分支：1 1.2 .2 计算机的基本结构计算机的基本结构重庆青年职业技术学院只有只有“1 1”和和“0 0” ，计算机所能表示的最小数据单位，计算机所能表示的最小数据单位。 CPU CPU通过内部数据总线一次存取、加工和传送的数通过内部数据总线一次存取、加工和传送的数据长度称为字；通常一个据长度称为字；通常一个1616位二进制数（位二进制数（2 2个字节）称个字节）称为一个字，四个字节称为双字。为一个字，四个字节称为双字。1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院一个一个8 8位二进制数称

13、为一个字节位二进制数称为一个字节 ，数据处理的最小单位，即以字，数据处理的最小单位，即以字节为单位存储和解释信息。节为单位存储和解释信息。1 1KB=KB=2 21010= =10241024BytesBytes（字节）（字节） 1 1MB=MB=2 21010KB=KB=2 22020字节字节= =10485761048576（字节）（字节）1 1GB=GB=2 21010MB=MB=2 23030字节字节= =10737418241073741824（字节）（字节）1 1TB=TB=2 21010GB=GB=2 24040字节字节= =10995116277761099511627776（

14、字节）（字节） 字长字长（Word LengthWord Length）： 指字的二进制数的位数。是计算机一次所能处理的实际位数的指字的二进制数的位数。是计算机一次所能处理的实际位数的长度长度, ,是衡量性能的重要指标。是衡量性能的重要指标。8位微处理器的字长为位微处理器的字长为8位位,每个字由每个字由1个字节构成个字节构成16位微处理器中位微处理器中,每个字由每个字由2个字节构成个字节构成32位微处理器中位微处理器中,每个字由每个字由4个字节构成个字节构成64位微处理器中位微处理器中,每个字由每个字由8个字节构成个字节构成1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术

15、学院 是计算机能够识别和执行的操作命令是计算机能够识别和执行的操作命令。一条指令，通常包括两方面内容：操作码和地址码。其中，操作码用来表征一条指令的操作特性和功能；地址码给出参与操作的数据在存储器中的地址。 是计算机能够识别和执行的全部指令的集合。指令系统是计算机能够识别和执行的全部指令的集合。指令系统一般都包括以下几大类指令：一般都包括以下几大类指令：（1）数据传送类指令。）数据传送类指令。 （2）运算类指令，包括算术运算指令和逻辑运算指令。）运算类指令，包括算术运算指令和逻辑运算指令。 （3）程序控制类指令，主要用于控制程序的流向。）程序控制类指令，主要用于控制程序的流向。 （4）输入）输

16、入/输出类指令，简称输出类指令，简称I/O指令，这类指令用于主指令，这类指令用于主 机与外设之间交换信息。机与外设之间交换信息。 是指令的有序集合。是一组为完成某种任务而编制的指令是指令的有序集合。是一组为完成某种任务而编制的指令集合。集合。1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院1.3.1 1.3.1 数制数制l数制：数制：是按进位原则进行计数的一种方法，即进位是按进位原则进行计数的一种方法，即进位计数制。计数制。l十进制数十进制数（1 1）记数符号：）记数符号：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9；书写时用；书写时

17、用“D”D”作后缀（一般省略）。作后缀（一般省略）。（2 2）进位原则：）进位原则：“逢十进一逢十进一”。（3 3）按权展开式：）按权展开式：1011081041051028 .25421 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院l二进制数二进制数（1 1）记数符号：）记数符号：0 0、1 1；书写时用；书写时用“B”B”作后缀。作后缀。（2 2）进位原则：）进位原则：“逢二进一逢二进一”；（3 3）按权展开式：）按权展开式：1012321212120211 .10111 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院l八进制数八进制数（1

18、 1）记数符号：）记数符号： 0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7 ；书写；书写时用时用“O”O”作后缀。作后缀。（2 2）进位原则：）进位原则：“逢八进一逢八进一”；（3 3）按权展开式：）按权展开式：1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码l八进制数八进制数（1 1）记数符号：）记数符号： 0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7 ；书写；书写时用时用“O”O”作后缀。作后缀。（2 2）进位原则：）进位原则：“逢八进一逢八进一”；（3 3）按权展开式：）按权展开式：重庆青年职业技术学院l十六进制数十六进制数（1 1）记数符号：）

19、记数符号：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、A A、B B、C C、D D、E E、F F；书写时用；书写时用“H”H”作后缀。作后缀。（2 2）进位原则：）进位原则：“逢十六进一逢十六进一”；（3 3）按权展开式：）按权展开式：101216616161676 .7EAAE1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院记住：十六进制与十进制、十六进制与二进制对应关系。记住：十六进制与十进制、十六进制与二进制对应关系。1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院1.3.2 1.3.2 数制之间

20、的相互转换数制之间的相互转换1.二进制及其他进制转换为十进制数二进制及其他进制转换为十进制数l二进制、八进制和十六进制转换十进制的方法是：将二进制二进制、八进制和十六进制转换十进制的方法是：将二进制、八进制或十六进制写成按权展开式，然后各项相加，则得、八进制或十六进制写成按权展开式，然后各项相加，则得相应的十进制数。相应的十进制数。【例例】把二进制数把二进制数10101.1011B转换成相应的十进制数。转换成相应的十进制数。解：解：10101.1011B 12402322021120 12-112-312-4 21.6875D1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技

21、术学院2.十进制数转换成二进制数十进制数转换成二进制数l十进制数据转换成二进制数是将整数部分按十进制数据转换成二进制数是将整数部分按“除除2倒读余数倒读余数法法”的原则进行转换；小数部分按的原则进行转换；小数部分按“乘乘2顺读整数法顺读整数法”的原则的原则进行转换。进行转换。【例例】把十进制数把十进制数15.625转换成为对应二进制数。转换成为对应二进制数。解：解：所以十进制数所以十进制数15.6251111.101B1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院3.二进制数与十六进制数相互转换二进制数与十六进制数相互转换l二进制数转换成十六进制数时，从小数点开始，

22、分二进制数转换成十六进制数时，从小数点开始，分别向左、向右每别向左、向右每4位二进制数划为一组，整数部分不位二进制数划为一组，整数部分不足足4位前面添位前面添0，小数部分不足，小数部分不足4位后面添位后面添0，然后每一，然后每一组（组（4位二进制数）用位二进制数）用1位十六进制数代替（位十六进制数代替（4位二进位二进制数与制数与1位十六进制数对应关系见表），小数点位置位十六进制数对应关系见表），小数点位置保持不变。保持不变。 【例例】二进制数二进制数1111000111.100101B转换成为十六进制数。转换成为十六进制数。解：解： 1111000111.100101B0011 1100 01

23、11.1001 0100B 3C7.94H1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院3.二进制数与十六进制数相互转换二进制数与十六进制数相互转换l十六进制数转换成二进制数时，十六进制数转换成二进制数时，1位十六进制数用位十六进制数用4位二进制位二进制数来替换，小数点位置保持不变。数来替换，小数点位置保持不变。【例例】将十六进制数将十六进制数2F5.CH转换成为二进制数转换成为二进制数解：解： 2F5.CH0010 1111 0101.1100B 1011110101.11B4.十进制数转换十六进制数十进制数转换十六进制数l先将十进制数转换成二进制数，再将二进制数

24、转换成十六进先将十进制数转换成二进制数，再将二进制数转换成十六进制数。制数。1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院1.3.3 1.3.3 二进制数的算术运算二进制数的算术运算1 1加法运算加法运算l加法规则：加法规则： 0 00 00 0 ；0 01 11 1；1 10 01 1；1 11 11010l进位原则：逢二进位。进位原则：逢二进位。【例例】求求0111B0111B与与0110B0110B之和。之和。解：解： 0 1 0 1 1 1 1 1 （7 7） ）0 1 0 1 1 1 0 0 （6 6） 1 1 1 1 0 1 0 1 （1313） 011

25、1B0111B0110B0110B1101B1101B1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院2 2减法运算减法运算l减法规则：减法规则： 0 00 00 0 ；1 10 01 1；1 11 10 0；0 01 11 1（借位）（借位）【例例】求求1110B0101B？解：解： 1 1 1 0 （14） ）0 1 0 1 （5） 1 0 0 1 （9） 1110B0101B1001B1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院3乘法运算乘法运算l在计算机系统中，都是将乘法作为连续的加法来执行。其中在计算机系统中，都是将乘法作为连续

26、的加法来执行。其中，自身相加的数为被乘数，相加的次数为乘数。，自身相加的数为被乘数，相加的次数为乘数。【例例】求求1101B11B？解：解： 1101B11B 1101B1101B1101B 100111B4除法运算除法运算l除法可以归结为连续的减法，即从被除数中不断地减去除数除法可以归结为连续的减法，即从被除数中不断地减去除数，所减的次数是相除的商，而剩下的值则是相除的余数。，所减的次数是相除的商，而剩下的值则是相除的余数。注意：因为减法可以转换为加法（见二进制数补码的加减运注意：因为减法可以转换为加法（见二进制数补码的加减运算），所以除法也能转换成加法。这样，二进制数的加、减算），所以除法

27、也能转换成加法。这样，二进制数的加、减、乘、除都可以转换加法运算。、乘、除都可以转换加法运算。1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院1.3.4 1.3.4 二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算1逻辑与运算逻辑与运算l运算规则运算规则 000 ；010；100；111 l记忆口诀：有记忆口诀：有0为为0，全，全1为为1。2逻辑或运算逻辑或运算l运算规则运算规则 000 ；011；101；111l记忆口诀：有记忆口诀：有1为为1，全，全0为为0。1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院3逻辑异或运算逻辑异或运算l运算规则运算规则

28、 0 00 00 0 ；0 01 11 1；1 10 01 1；1 11 10 0 l记忆口诀：相同为记忆口诀：相同为0，不同为，不同为1（仅指两位异或运算）。（仅指两位异或运算）。4逻辑非运算逻辑非运算l运算规则运算规则l记忆口诀：取反。记忆口诀：取反。01;101 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院1.3.5 1.3.5 计算机中数的表示与编码计算机中数的表示与编码1计算机中数的表示计算机中数的表示l在计算机中，为了运算的方便，数的最高位用来表示正、负在计算机中，为了运算的方便，数的最高位用来表示正、负数。数。最高位为最高位为“0”表示正数，最高位为表示

29、正数，最高位为“1”表示负数。表示负数。l真值真值:带带“+、”号的数号的数。l机器数机器数:数码化了的带符号数。数码化了的带符号数。D7D6D5D4D3D2D1D0符号数值1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院【例例】正数正数59H59H真值和机器数表示法。真值和机器数表示法。解：真值的表示法：解：真值的表示法：+101 1001B+101 1001B或或+59H+59H 机器数表示法：机器数表示法：0101 1001B0101 1001B或或 59H59H【例例】-59H-59H真值和机器数表示法。真值和机器数表示法。解：真值的表示法：解：真值的表示法：

30、-101 1001B-101 1001B或或-59H-59H 机器数表示法：机器数表示法：1101 1001B1101 1001B或或 D9HD9H1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院l微型计算机中一个符号数的机器数的表示方法有原码、反码微型计算机中一个符号数的机器数的表示方法有原码、反码、补码等三种表示法。、补码等三种表示法。l原码：用最高位表示符号位，后面各位表示该数的绝对值。原码：用最高位表示符号位，后面各位表示该数的绝对值。（注意：符号位：（注意：符号位：0 0代表，代表，1 1代表代表-)-)【例例】 （56 56 ）原码原码0011 1000B

31、0011 1000B38H38H （56 56 ）原码原码1011 1000B1011 1000BB8HB8H从例题中可以看出：一个负数的原码只要在其对应的正数原从例题中可以看出：一个负数的原码只要在其对应的正数原码基础上加码基础上加80H80H就可以方便地求出其原码。就可以方便地求出其原码。 （5656）原码原码（5656）原码原码80H80H38H38H80H80HB8HB8H1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院l反码：正数的反码与原码相同；负数的反码是在其原码的基反码：正数的反码与原码相同；负数的反码是在其原码的基础上，保留符号位不变，数值位各位取反

32、。础上，保留符号位不变，数值位各位取反。【例例】 （56 56 ）反码反码0011 1000B0011 1000B38H38H （56 56 ）反码反码1100 0111B1100 0111BC7HC7H从例题中可以看出：一个负数的反码只要在其对应的正数反从例题中可以看出：一个负数的反码只要在其对应的正数反码（即原码）基础上各位取反就可以方便地求出其反码。而码（即原码）基础上各位取反就可以方便地求出其反码。而取反的方法也很简单，只要用取反的方法也很简单，只要用FFHFFH去减该数即可。去减该数即可。 （5656）反码反码FFH-FFH-（5656）原码原码FFH-38HFFH-38HC7HC7

33、H1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院l补码：正数的补码与原码、反码相同；负数的补码是在其反补码：正数的补码与原码、反码相同；负数的补码是在其反码的基础上加码的基础上加1 1即可。即可。【例例】 （56 56 ）补码补码0011 1000B0011 1000B38H38H （56 56 ）补码补码（5656）反码反码1 1C7HC7H1 1C8HC8H从求反码的方法中可以推导：从求反码的方法中可以推导： （56 56 ）补码补码（5656）反码反码1 1 FFH-FFH-（5656）原码原码1 1 100H- 100H- （5656）原码原码100H-38

34、H=C8H100H-38H=C8H1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院l负数原码、反码、补码求法归纳：负数原码、反码、补码求法归纳：（负数）（负数）原码原码（对应正数）（对应正数）原码原码80H80H（负数）（负数）反码反码FFHFFH（对应正数）（对应正数）原码原码（负数）（负数）补码补码100H100H（对应正数）（对应正数）原码原码 在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时，加法和减法也可以统一处理码，可以将符号位和数值域统一处理；同

35、时，加法和减法也可以统一处理。此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件。此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。电路。1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院注意：在原码和反码，注意：在原码和反码，0有两种表示法，即有两种表示法，即0和和0的表示的表示法不同；而在补码中法不同；而在补码中0的表示法只有一种。的表示法只有一种。1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院2.二进制编码二进制编码l BCD码：用二进制数表示的十进制数称为二进制码：用二进制数表示的十进制数称为二进制编码的

36、十进制数。编码的十进制数。 非压缩非压缩BCD码：码：8位码表示位码表示1位十进制数（高位十进制数（高4位填位填0）的编码。）的编码。 压缩的压缩的BCD码：码：8位码表示位码表示2位十进制数（高位十进制数（高4位、位、低低4位各代表一位十进制数）。位各代表一位十进制数）。 非法码：非法码：4位代码在位代码在1010B1111B范围时。（范围时。（ 2个个BCD码的运算可能出现非法码，这时要对所得结码的运算可能出现非法码，这时要对所得结果进行调整。）果进行调整。）1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院l ASCII码：美国标准信息交换码（即ASCII码）。

37、字符字符09的的ASCII码：码：30H39H 大写英文字母大写英文字母AZ的的ASCII码：码：41H5AH 小写英文字母小写英文字母az的的ASCII码：码：61H7AH1 1.3 .3 计算机的数制与编码计算机的数制与编码重庆青年职业技术学院1 1.4 .4 单片机的基础知识单片机的基础知识重庆青年职业技术学院单片机接口电路及外设等硬 件单片机应用系统软件1 1.4 .4 单片机的基础知识单片机的基础知识重庆青年职业技术学院5 5、仪表及传感器、仪表及传感器 1 1、工控工控3 3、办公自动化、办公自动化 4 4、商业、商业 2 2、家电、家电 6 6、医疗设备、医疗设备 7 7、其它、

38、其它 1 1.4 .4 单片机的基础知识单片机的基础知识重庆青年职业技术学院控制应用：控制应用：应用范围广泛，从实时性角度可应用范围广泛，从实时性角度可分为离线应用和在线应用。分为离线应用和在线应用。软硬件结合：软硬件结合：软硬件统筹考虑，不仅要会编软硬件统筹考虑，不仅要会编程，还要有硬件的理论和实践知识。程，还要有硬件的理论和实践知识。应用现场环境恶劣：应用现场环境恶劣：电磁干扰、电源波动、电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等环境因素的影响。要考虑冲击震动、高低温等环境因素的影响。要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术、抑制反电势

39、干扰技术等。术、滤波技术、抑制反电势干扰技术等。应用空间大：应用空间大：工业自动化、仪器仪表、家用工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备等领域。电器、信息和通信产品、军事装备等领域。 单片机的应用特点单片机的应用特点重庆青年职业技术学院 51 51系列单片机源于系列单片机源于IntelIntel公司的公司的MCSMCS5151系列，在系列，在IntelIntel公司将公司将MCSMCS5151系列单片机实行技术开放政策之系列单片机实行技术开放政策之后，许多公司，如后，许多公司，如PhilipsPhilips、DallasDallas、SiemensSiemens、AtmelA

40、tmel、华邦、华邦、LGLG等都以等都以MCSMCS5151中的基础结构中的基础结构80518051为基核推出为基核推出了许多各具特色、具有优异性能的单片机。这样，把了许多各具特色、具有优异性能的单片机。这样，把这些厂家这些厂家以以80518051为基核推出的各种型号的兼容型单片为基核推出的各种型号的兼容型单片机统称为机统称为5151系列单片机系列单片机。IntelIntel公司公司MCSMCS5151系列单片系列单片机中的机中的80518051是其中最基础的单片机型号。是其中最基础的单片机型号。 1 1.4 .4 单片机的基础知识单片机的基础知识重庆青年职业技术学院 STC89 STC89

41、系列单片机是深圳宏晶科技公司的产品。它系列单片机是深圳宏晶科技公司的产品。它是是MCSMCS5151系列的派生产品，具有高速（最高系列的派生产品，具有高速（最高90MHz90MHz）、）、超低功耗、超强抗干扰、加密性强、在系统中可编程、超低功耗、超强抗干扰、加密性强、在系统中可编程、无须编程器和仿真器等特点。无须编程器和仿真器等特点。 事实上事实上STCSTC是美国公司开发的，技术卖给深圳宏是美国公司开发的，技术卖给深圳宏晶科技公司，宏晶现在委托台湾晶科技公司，宏晶现在委托台湾megawinmegawin贴牌生产。贴牌生产。宏晶自己销售。宏晶自己销售。宏晶科技宏晶科技http:/www.mcu

42、- 1.4 .4 单片机的基础知识单片机的基础知识重庆青年职业技术学院 C8051F C8051F系列单片机是系列单片机是CygnalCygnal（已被已被Silicon LabSilicon Lab，即，即芯科实验室芯科实验室收购收购 ）公司的产品。该系列的单片机大部分指令都可以在一个）公司的产品。该系列的单片机大部分指令都可以在一个时钟周期内完成，同时还增加了中断源、复位源的数量，带有时钟周期内完成，同时还增加了中断源、复位源的数量，带有JTAGJTAG接口，可实现在系统编程调试，还可实现捕捉、高速输出接口，可实现在系统编程调试，还可实现捕捉、高速输出及及PWMPWM功能，是功能，是515

43、1单片机中的高端产品。单片机中的高端产品。JTAGJTAG接口：接口： Joint Test Action GroupJoint Test Action Group，联合测试行动小组，是一种国，联合测试行动小组，是一种国际标准测试协议（际标准测试协议（IEEE 1149.1IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持试。现在多数的高级器件都支持JTAGJTAG协议，如协议，如DSPDSP、FPGAFPGA器件器件等。标准的等。标准的JTAGJTAG接口是接口是4 4线：线：TMSTMS、TCKTCK、TDITDI、TDOTDO，分别为模

44、，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。式选择、时钟、数据输入和数据输出线。 ) ) 现在，现在，JTAGJTAG接口还常用于实现接口还常用于实现ISPISP（In-System In-System ProgrammableProgrammable，在线编程），对，在线编程），对FLASHFLASH等器件进行编程。等器件进行编程。JTAGJTAG编程方式是在线编程，传统生产流程中先对芯片进行预编程现编程方式是在线编程，传统生产流程中先对芯片进行预编程现再装到板上因此而改变，简化的流程为先固定器件到电路板上，再装到板上因此而改变，简化的流程为先固定器件到电路板上，再用再用JTAGJTAG编

45、程，从而大大加快工程进度。编程，从而大大加快工程进度。 1 1.4 .4 单片机的基础知识单片机的基础知识重庆青年职业技术学院 LPC LPC系列单片机是系列单片机是PHLIPSPHLIPS公司的产品，是基于公司的产品，是基于5151内核的微控内核的微控制器，每机器周期只要制器，每机器周期只要6 6个时钟，比标准个时钟，比标准5151快一倍；嵌入了掉电快一倍；嵌入了掉电检测、模拟、片内检测、模拟、片内RCRC振荡器等功能，且具有低功耗，成本低的振荡器等功能，且具有低功耗，成本低的特点。特点。1 1.4 .4 单片机的基础知识单片机的基础知识重庆青年职业技术学院 PIC PIC （Periphe

46、ral Interface ControllerPeripheral Interface Controller），系列单片机），系列单片机是美国是美国MicrochipMicrochip公司的产品。其最大的特点是不搞单纯的功能公司的产品。其最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用对单片机功能和资源的需求也是不同的。对单片机功能和资源的需求也是不同的。 CISCCISC（复杂指令集复杂指令集）结构

47、结构，数据线和指令线分时复用数据线和指令线分时复用，即所谓，即所谓冯冯诺伊曼结构诺伊曼结构。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格亦高。属于不能同时进行，速度受限，价格亦高。属于CISCCISC结构的单片机结构的单片机有有MotorolaMotorola的的M68HCM68HC系列、系列、AtmelAtmel的的AT89AT89系列系列、台湾、台湾WinbondWinbond（华（华邦）邦）W78W78系列、荷兰系列、荷兰PhilipsPhilips的的PCF80C51PCF80C51系列等；系列等； RISC RISC

48、（精简指令集精简指令集）结构，数据线和指令线分离结构，数据线和指令线分离，即所谓，即所谓哈佛哈佛结构结构。的有。的有Intel8051Intel8051系列、系列、MicrochipMicrochip公司的公司的PICPIC系列、系列、ZilogZilog的的Z86Z86系列、系列、AtmelAtmel的的AT90SAT90S系列、韩国三星公司的系列、韩国三星公司的KS57CKS57C系列系列4 4位位单片机、台湾义隆的单片机、台湾义隆的EM-78EM-78系列等。系列等。重庆青年职业技术学院 PIC PIC （Peripheral Interface ControllerPeripheral Interface Controller），系列单片机），系列单片机是美国是美国MicrochipMicrochip公司的产品。其最大的特点是不搞单纯的功能公司的产品。其最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能