单片机应用项目化教程 教案 1-1认识单片机 - 数制转换

单片机应用技术课程知识导学数制转换。。。

数制转换。。。与单片机相关的技术知识1、单片机中信息和数的表示单片机是数字电路构成的。单片机中只能认识“0”和“1”两种数码，任何信息都是采用0和1的组合序列来表示的。一个数在机器（计算机）中的表示形式称为机器数；机器数在形式上为二进制数。分为无符号数和有符号数。2、各进制数制之间的转换首先，我们来看下面3个式子是否正确。1+1=1；1+1=2；1+1=10。应当说这三个式子都是正确的。1+1=1是逻辑运算，逻辑运算表示事物之间的因果关系，不表示大小；1+1=2是常用的十进制运算；1+1=10仍然是数值运算，只不过是用二进制表示数的大小，逢二进一。因此，数制是表示数大小的一种方法。我们最熟悉的是十进制数，但在数字电路中只有高、低电平。这就决定了数字电路是以二进制数为基础的。CPU是数字电路发展的成果之一，因此CPU只能处理二进制信息。①二进制任意一个二进制数都是由0或1两个数码组成的，“逢二进一”，其权为2，后缀为B。例如：1101B=1×2^3+1×2^2+0×2^1+1×2^0=13。②十六进制：十六进制的数码有十六个，分别为0~9和A~F,A~F表示10~15.其运算规律为“逢十六进一”，其权为16，后缀为H。例如：8CH。用C语言程序时，在十六进制数的前面加“0X”,例如：0X8C。③二进制与十六进制的转换从二进制的最位开始，每四位为一组，最后不足四位的补0，然后分别转换为十六进制数码。例如：11010110B，可分为1101与0110两组，对应为D6H。3、逻辑运算逻辑运算又称为布尔运算，用数学方法研究逻辑问题。用等式表示判断。把推理看作等式的变换。常用的有“与”、“或”、“非”和“异或”四种基本逻辑运算。“与”逻辑在C语言中的运算符号为&&；“或”逻辑在C语言中的运算符号为||；“与”逻辑在C语言中的运算符号为！；“异或”逻辑在C语言中的运算符号为 ；00=0；10=1；11=0；相同为0。4、逻辑电平（电平）逻辑电平是表示数字电压的高低、低电平，称为逻辑电平。理解逻辑电平的内容，首先要知道一下几个概念的含义：输入高电平（Vih）：当输入当输入电平高于Vih时，则认为输入电平为高电平。输入低电平（Vil）：当输入电平低于Vil时，则认为输入电平为低电平。输出高电平（Vol）:④输出低电平（Vol）:⑤Ioh:逻辑门输出为高电平时负载电流（为拉电流）。⑥Iol:逻辑门输出为低电平时负载电流（为灌电流）。⑦Iihi:逻辑门输入为高电平时电流（为灌电流）。⑧Iii:逻辑门输入为高低平时电流。5、指令及指令格式（1）指令计算机指令是指挥机器工作的指令和命令，程序就是一系列按一定顺序排列的指令，执行程序的过程就是计算机工作的过程。通常一条指令包括两方面的内容：操作码和操作数；操作码决定要完成的操作，操作数指参加运算的数据及其所在的单元地址。在计算机中，操作要求和操作数地址都由二进制数码表示，分别为操作码和地址码，整条指令以二进制编码的形式存放在存储器中。指令的多少和种类与具体的机型有关。（2）指令格式通常指令格式分为单字节、双字节、三字节指令格式。单字节指令：无操作数地址。双字节指令：有一个操作数地址。三字节指令：有两个操作数地址。（3）执行程序（指令）首先是取指令和分析指令。按照程序规定的次序，从内存储器取出当前执行的指令，并送到控制器的指令寄存器中，对所取的指令进行分析，即依据指令的操作码确定计算机应进行什么操作。其次是执行指令。根据指令分析结果，由控制器发出完成操作所需的一系列控制电位，以便指挥计算机完成这一操作，同时，还为取下一条指令做好准备。6、时序与周期单片机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的。这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是CPU在执行指令时所需要控制信号的时间顺序。CPU控制器实际上是复杂的同步时序电路，所有的工作都是在时钟信号的控制下进行的。每执行一条指令，CPU控制器都要发出一系列的控制信号，这些信号在时间上的相互关系就是CPU的时序。一个单片机系统要想正常工作，除了要做到电平匹配、功率匹配外，还需要坐到时序匹配。单片机执行指令的过程可分为取指令、分析指令和执行指令三个步骤，每个步骤又由许多微操作组成，这些微操作必须在一个统一时钟控制下才能正确的顺序执行。时钟电路控制着计算机的节奏。一般按指令的执行过程规定了几种周期，即时钟周期、机器周期、指令周期。①震荡周期：指单片机提供定时信号的震荡周期源的周期。T=1/f。F—频率。②时钟