《单片机原理及应用》课件第1、2章 概述+计算机基础知识

第一篇计算机的基本原理

第一章

概述

教学目的：了解计算机的发展；微型计算机与嵌入式计算机的发展、组成及特点；嵌入式系统及微型计算机系统概述。

教学重点：微型计算机与单片机的组成、发展及特点。1.1计算机的发展1.1.1计算机发展简史

1.1.2微型计算机与嵌入式计算机的发展1.1.3单片机与微机的主要异同点1.1.4计算机的主要技术指标

1）字长字长是指计算机能处理的二进制数的位数，习惯上称为位长。基本字长一般是指参加一次运算的操作数的位数。2）主频主频是指计算机中的主时钟频率，是CPU工作的频率。3）运算速度运算速度是指计算机每秒执行指令的条数，它反映计算机运算和处理数据的速度。4）内存容量内存容量是指只读存储器和随机存储器的容量之和。1.2

嵌入式系统概述1.2.1嵌入式系统的定义与特点1.嵌入式系统的定义嵌入到对象系统（可以是一种装置、仪表或设备等）中的专用计算机系统2．嵌入式系统的特点嵌入式系统的主要特点如下：功能专一；抗干扰能力强、可靠性高；自动化程度高；体积小；功耗低；性能价格比高。1.2.2嵌入式系统的组成

1.嵌入式计算机(1)单片机（微控制器MCU)(2)嵌入式微处理器(EMPU))(3)数字信号处理器DSP(DSP)(4)片上系统(SoC)（5）可编程片上系统（PCoS）2．外围设备(1)存储器(2)接口(3)人机交互3．嵌入式操作系统4．应用软件1.2.3单片机简介1．单片机的探索阶段（1974年—1978年）2．单片机完善阶段（1978年—1982年）3．向微控制器发展的阶段（1982年—1995年）4．单片机的全面发展阶段（1995年—至今）

本书在介绍具体单片机结构时选用AT89S51/52单片机，但在进行一般共性介绍时还是用符号80C51代表。1.3微型计算机系统1.3.1微型计算机系统的基本组成1.3.2微型计算机的分类1.3.3微型计算机系统的发展第2章计算机基础知识教学目的：掌握计算机的基础知识：计算机中的数制与码制、基本组成电路和储存器知识。

教学重点：数制与码制的概念与使用、对计算机基本组成电路的理解。教学难点：存储单元地址与内容的区别

2.1数制与编码2.1.1数制（1）数制的基与权3）十六进制A31H=10×162+3×161+1×160=2560+48+1=2609（2）数制的转换1）二进制数、十六进制数转换成十进制数2）十进制数转换成二进制数、十六进制数2.1.2计算机中数的表示及运算

(1)有符号数的表示方法(原码、反码和补码)1）原码正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示例如：X1=+93=+1011101[X1]原=01011101

X2=–93=–1011101[X2]原=110111012）反码反码是在原码的基础上求得的。如果是正数，则其反码和原码相同；如果是负数，则其反码除符号位为1外，其他各位取反，凡是1转换为0，凡是0转换为1。例如：X1=+1011101[X1]反=01011101

X2=–1011101[X2]反=101000103）补码补码是在反码的基础上求得的。如果是正数，则其补码和反码相同，即与原码也相同；如果是负数，则其补码为反码加1。例如：X1=+1011101[X1]补=01011101

X2=–1011101[X2]补=10100011(2)有符号数的运算(3)无符号数的表示方法（4）不同表达方式下的数据对应关系2.1.3二进制编码(1)二—十进制编码

(2)字母与字符的编码2.2计算机的基本组成电路

2.1.1常用简单逻辑电路2.2.2触发器

2.2.3寄存器（1）缓冲寄存器

图2.34位缓冲寄存器电路原理图

（2）移位寄存器图2.4所示即为一串行输入移位寄存器电路。图2.4四位串行输入移位寄存器

（3）计数器图2.5就是由J-K触发器组成的行波计数器的工作原理图。图2.5行波计数器工作原理图

（4）三态门见图2.6为三态门原理图。图2.7所示为一个4位的三态输出缓冲寄存器图2.6三态门图2.7三态输出缓冲寄存器2.3存储器概述2.3.1存储器的分类2.3.2半导体存储器的分类（1）只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）

（2）随机存储器RAM(RandomAccessMemory)

（3）可改写的非易失存储器2.3.3存储器中常用名词术语及主要指标

1.常用名词术语

存储单元、位（bi