单片机基础第三版第一章

1.2.2 MCS-96系列单片机
MCS-96系列单片机是Intel公司在1983年推出的16位单 片机，它与8位机相比，具有集成度高、运算速度快等特点。 它的内部除了有常规的I/O接口、定时器／计数器、全双工 串行口外，还有高速I/O部件、多路A／D转换和脉宽调制输 出（PWM）等电路，其指令系统比MCS-51更加丰富。
转换为二进制数。
【例1-5】将（10100101.01011101）2转换为八进制数。 010 100 101.010 111 010
2
即
4 5 . 2
7
2
(10100101.01011101)B =(245.272)O
【例1-6】将(756.34)O转换为二进制数。
7 5 6 . 3 4 111 101 110 . 011 100 即 (756.34)O=(111101110.0111)B (4) 二进制与十六进制之间的相互转换 由于24=16，故可采用“合四为一”的原则，即从小数 点开始向左、右两边各以4位为一组进行二—十六转换，若 不足4位的以0补足，便可以将二进制数转换为十六进制数。 反之，每位十六进制数用四位二进制数表示，就可将十六进 制数转换为二进制数。
余数 1 0 3
最低位 最高位
0.12 8 0.96 8 7.68 8 5.44
取整 0 7 5
最高位
最低位
所以（193.12）D (301.075)O
(3) 二进制与八进制之间的相互转换 由于23=8，故可采用“合三为一”的原则，即从小数 点开始向左、右两边各以3位为一组进行二-八转换：若不 足3位的以0补足，便可以将二进制数转换为八进制数。反 之，每位八进制数用三位二进制数表示，就可将八进制数
称为各数位的权。十进制数用D结尾表示。
（2）二进制数
在二进制中只有两个不同数码：0和1，进位规律是“逢二进
一”“借一当二”的计数原则进行计数。二进制数用B结尾表示。 例如，二进制数11011011.01可表示为：
(11011011.01)2==1×27＋1×26＋0×25＋1×24＋1×23＋0×22
【例1-7】将(1111111000111.100101011)B转换为十六进制数。 0001 1111 1100 0111 . 1001 0101 1000 1 F C 7 . 9 5 8 即 (111111000111.100101011)B =(1FC7.958)H 【例1-8】将(79BD.6C)H转换为二进制数。 7 9 B D . 6 C 0111 1001 1011 1101 . 0110 1100 即 (79BD.6C)H=(111100110111101.011011)B
内存 内存
总 线
C P U
电 路 接口 接口 接口 形 成 系 统 总 线
外设
外设
外设
图1.1
微型计算机的基本组成
1.1.3 微型计算机的基本工作过程
微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就 是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起，逐步取出指 令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，
（ 2 ） 80C51 芯片具有 COMS 低功耗的特点。例如 8051 芯片的 功耗为630mW,而80C51的功耗只有120mW。
（3 ）80C51在功能增加了待机和掉电保护两种工作方式，以 保证单片机在掉电情况下能以最低的消耗电流维持。 （4）此外，在80C51系列芯片中，内部程序存储器除了ROM 型和EPROM型外，还有E2PROM型，例如89C51就有4KB E2PROM。并且随着集成技术的提高，80C51系列片内程序存 储器的容量也越来越大，目前已有64KB的芯片了。另外，许 多80C51芯片还具有程序存储器保密机制，以防止应用程序泄 密或被复制。
0
1 2 3 4 5 6Fra bibliotek01 10 11 100 101 110
0
1 2 3 4 5 6
0
1 2 3 4 5 6
9
10 11 12 13 14 15
1001
1010 1011 1100 1101 1110 1111
11
12 13 14 15 16 17
9
A B C D E F
7
8
111
1000
7
10
十进制数 BCD码 十进制数 BCD码
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
0000
0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
10
11 12 13 14 15 16 17 18 19
00010000
00010001 00010010 00010011 00010100 00010101 00010110 00010111 00011000 00011001
第一章 微型计算机基础知识
1.1 微型计算机的组成及工作原理
1.1.1 微型计算机中的基本概念
1. 微处理器 2. 微型计算机 (1)单片微处理机 (2)通用微型计算机
3. 微型计算机系统
1.1.2 微机基本结构
微型计算机的基本组成如图 1.1所示，它由中央处理器 （CPU）、存储器（Memory）、输入输出接口（I/O接口） 和系统总线（BUS）构成。
执行指令规定的相关操作。如此重复，周而复始，直至执
行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能，这就是 微型计算机的基本工作原理。
1.2 典型单片机产品简介
1.2.1 MCS-51单片机系列
MCS-51可分为两个子系列和4种类型，如表1-1所示。 按资源的配置数量，MCS-51系列分为51和52两个子系列， 其中51子系列是基本型，而52子系列属于增强型。
1.2.3 ATMEL公司单片机
ATMEL公司于1992年推出了全球第一个3V超低压F1ash 存储器，并于1994年以E2PROM技术与Intel公司的80C31内 核进行技术交换，从此拥有了 80C31 内核的使用权，并将 ATMEL特有的Flash技术与80C31内核结合在一起，生产出 AT89C51系列单片机。
1.5.2 常用的信息编码
二—十进制BCD码（Binary-Coded Decimal） 二—十进制BCD码是指每位十进制数用4位二进制数编 码表示。由于4位二进制数可以表示16种状态，可丢弃最后6 种状态，而选用0000～1001来表示0～9十个数符。这种编码
又叫做8421码。见表1-5所示。
表1-5 十进制数与BCD码的对应关系
＋1×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2 （3）八进制数 在八进制中有0、1、2…、7八个不同数码，采用“逢八进 例如，八进制数（503.04）O可表示为： （503.04）O=5×82+0×81+3×80+0×8-1+4×8-2
一”“借一当八”的计数原则进行计数。八进制数用O结尾表示。
（4）十六进制数 在十六进制中有0、1、2…、9、A、B、C、D、E、F 共十六个不同的数码，采用“逢十六进一”“借一当十六” 的计数原则进行计数。十六进制数用H结尾表示。 例如，十六进制数（4E9.27）H可表示为
(5) 在线调试软硬件。
(6) 使用编程器烧写单片机应用程序，独立运行单片机系统。
1.4
单片机的应用
1.单片机在机、电、仪一体化等智能产品中的应用 日常生活中含单片机的电器产品 智能化的仪器仪表
2.单片机在工业测控中的应用
3.单片机在通信技术中的应用
1.5 数制与编码
1.5.1 数制的表示
1.常用数制
（4E9.27）H=4×162＋14×161＋9×160＋2×16-1＋
7×16-2 2．不同进制数之间的相互转换
表1-4列出了二、八、十、十六进制数之间的对应关系，
熟记这些对应关系对后续内容的学习会有较大的帮助。
表1-4 各种进位制的对应关系
十进制 二进制 八进制 十六进制 十进制 二进制 八进制 十六进制
（1）十进制数
我们熟悉的十进制数有两个主要特点： 有十个不同的数字符号：0、1、2、…、9； 低位向高位进、借位的规律是“逢十进一”“借一当十” 的计数原则进行计数。 例如： 1234.45=1×103＋2×102＋3×101＋4×100＋4×10-15×10-2 式中的10称为十进制数的基数, 103、102、101、100、10-1
8031 80C31 8032 80C232
8051 80C51 8052 80C252
4KB 4KB 8KB 8KB
128B 128B 256B 256B
2×16 2×16 3×16 3×16
5 5 6 7
80C51与8051的比较
（1）MCS-51系列芯片采用HMOS工艺，而80C51芯片则采用 CHMOS工艺。CHMOS工艺是COMS和HMOS的结合，
1.3 单片机的应用模式
1.3.1 单片机应用系统的结构
单片机应用系统的结构通常分为以下三个层次。
(1)单片机：通常指应用系统主处理机，即所选择的单片机器 件。
(2)单片机系统：指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源 要求而构成的基本系统。时钟电路、复位电路和扩展存储器 等与单片机共同构成了单片机系统。 (3)单片机应用系统：指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。 在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路，如前向通 道、后向通道、人机交互通道 ( 键盘、显示器、打印机等 )和 串行通信口(RS232)以及应用程序等。
(49)H=4×161＋9×160=73
（2）十进制数转换为二进制数 十进制数转换二进制数,需要将整数部分和小数部
分分开,采用不同方法进行转换,然后用小数点将这两部
分连接起来。
①整数部分：除2取余法。 具体方法是：将要转换的十进制数除以2，取余 数；再用商除以2，再取余数，直到商等于0为止，将 每次得到的余数按倒序的方法排列起来作为结果。 【例1-2】将十进制数25转换成二进制数