《单片机原理及应用》第1章 绪论.

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图1广-2东松单山片职业机技术内学部院课结件制构作组示意图
1. 3 单片机的发展过程与应用领域 1.3.1 单片机的发展过程
单芯片微机形成阶段
1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机 。 8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根 I/O线和1个8位定时/计数器。
D0 100 D1 101 ... Dm 10m n
(Di 10i ) im
例如，十进制数47.25按权展开为：
47.25=4×101+7×100+2×10-1+5×10-2
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1.1.1 数制及其转换
1.二进制数及其转换
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1.1.3 原码、反码、补码
结论1
三种编码的最高位为符号位，“0”表示正，“1” 表示负。
对于正数，三种编码的表示方法相同。 对于负数，三种编码的符号位均为1，数值部分 不同。 8位二进制数的原码、反码和补码所能表示的数
值范围是不完全相同的。
1.1.1 数制及其转换
2.十六进制数及其转换
（1）十六进制数的特点
每一位是0~9、A~F中的一个数码，基数是16 运算规则：逢十六进一，借一当十六
（2）十六进制数的转换
十六进制数 二进制数：一拉四法。 二进制数 十六进制数：四合一法。 十六进制数与十进制数间的转换类似于二进制
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1.1.4 BCD码和字符的ASCII码
计算机只能识别“0”和“1”两个符号， 而计算机处理的信息却有多种形式，例 如数字、标点符号、运算符号、各种命 令、文字和图形等。要表示这么多的信 息并识别它们，必须对这些信息进行编 码。计算机中根据信息对象不同，编码 的方式也不同。常见的码制有BCD码和 ASCII码等。
注：采用原码和反码表示时，符号位不能同数值 一道参加运算。
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1.1.3 原码、反码、补码
例如：
X1 91 1011011B [X1]反 [X1]原＝01011011B X2 91 1011011B [X2]原＝11011011B
数和十进制数之间的转换
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1.1.1 数制及其转换
为了区分数的不同进制，有两种不同的区分法：
其一是（N）R，R代表2、10、16等； 其二是在数的结尾以一字母标示
D（Decimal）代表十进制（也可省略） B（Binary）代表二进制 O（Octal）代表八进制 H(Hexadecimal)代表十六进制。 如：（1010）2 （100）10 101B 101D EFH
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1.1.2 机器数与真值
有符号的数在数学中用“十”和“－”表示，在 计算机中规定用最高位作为符号位，用“0”表示 “+”，用“1”表示“－”。
机器数：机器中以编码形式表示的数； 真值：原来一般书写形式表示的数。
真值
例：负数 - 101 1011B（- 5BH）
的是美国国家信息交换标准字符码，即ASCII码 （American Standard Code for Information Interchange）。
ASCII码是一种8位代码，最高位一般用于奇偶 校验，用7位代码对128字符进行编码。其中32个是 控 制 字 符 ， 96 个 是 图 形 字 符 ， 如 下 图 所 示 。 7 位 ASCII码字符表，最高位未列出，一般表示时以0来 代替。列为高三位二进制码，行为低4位二进制码。
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1.1.1 数制及其转换
数制：是进位计数制的简称。 十进制：生活中最熟悉的进位计数制。特点：
每一位是0~9十个数码中的一个数码，基数是10 运算规则：逢十进一，借一当十
D Dn 10n Dn1 10n1 Dn2 10n2 ... D1 101
则[x1]补+[x 2]补为： 00011101
自然丢 失
+ 11111010 1 00010111
则 [x1 x2 ]补 [x1]补 [x2 ]补 00010111B
真值为：+0010111B=+23 由此可见，符号在参加运算后结果是正确的。
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附录C ASCII码表
1.2 计算机概述
1.2.1 电子计算机的产生及发展
1946年2月15日， 第一台电子数字计 算机问世，标志着 计算机时代的到来。
ENIAC
奠定了电子计算机的发展基础，在计算机史上具有 划时代的意义，标志着电子计算机时代的到来。
1.2.2 计算机的基本结构
冯·诺依曼提出的“二进制运算”和 “程序存 储”的思想，构建了计算机经典结构。
图1-1 计算机的基本结构框图
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1.2.3 单片微型计算机
单片机定义：把CPU和一定容量的存储器、中 断系统、一些并/串接口电路及定时/计数器电路 集成在一块芯片上。
特点：体积小，价格低，存储器容量小，寻址 范围小（不大于4K），无串行接口，指令系统 功能不强。
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1.3.1 单片机的发展过程
性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机： 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8 位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数 器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔 处理器。
[0]原＝10000000
[ X 2 ]反＝10100100B [0]反＝11111111
[0]反 [0]原＝00000000
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1.1.3 原码、反码、补码
补码：计算机中有符号数的常用表示方法。
正数的补码与原码相同； 负数的补码是反码加1。 例如：
0
0000
5
0101
1
0001
6
0110
2
0010
7
0111
3
0011
8
1000
4
0100
9
1001
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1.1.4 BCD码和字符的ASCII码
2. ASCII码（字符编码） 在计算机内，任何信息都是用代码表示的，字母、
数字和符号也是用二进制代码表示的。国际上通用
（1）二进制数的特点 每一位是0、1两个数码中的一个数码，基数是2 运算规则：逢二进一，借一当二
（2）二进制数和十进制数的转换 二进制数 十进制数：乘权求和法。 十进制数整数 二进制数：除2取余逆排法。 十进制数小数 二进制数：乘2取整顺排法。
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1.1.3 原码、反码、补码
例1-10 用补码进行运算，求x1－x2
x1＝+0001000B＝+8， x 2 ＝+0001111B＝+15
解： [x1]补 00001000B [x2 ]补 11110001B
则[x1]补+[-x 2]补为：
00001000 + 11110001
11111001
第一章 绪论
二进制数、十进制数和十六进制数之间的 换算关系。
二进制数原码、反码和补码的表示方法； BCD码和ASCII码的基本概念。
计算机的产生、发展及基本结构。 单片机的发展过程及其应用领域。
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本章主要内容
1.1 数制与编码 1.2 计算机概述 1.3 单片机的发展过程与应用领域
[91]补 [91]原＝01011011 [91]补＝10100101
[127 ]反＝10000000
[127 ]补＝10000001
[0]补 [0]原 [0]补 00000000
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1.1.3 原码、反码、补码
反码：范围是：+127~ -127； “0”有2种表示 补码：范围是：+127~ -128； “0”有1种表示
上午11时26分58秒ຫໍສະໝຸດ 广东松山职业技术学院课件制作组
1.2.1 电子计算机的产生及发展
计算机的发展
电子管计算机
机器语言
晶体管计算机
汇编语言
中小规模集成电路计算机 大、超大规模集成电路计算机
高级语言
采用不同物理器件的发展历程
软件（编程语言）发展
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特点：虽然仍是8位机，但其结构体系完善， 性能已大大提高，品种全、兼容性强、软硬件 资源丰富、面向控制的特点进一步突出、性能 价格比高。现在，MCS-51已成为公认的单片 机经典机种 。
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1.3.1 单片机的发展过程
微控制器化阶段
1983年，Intel推出MCS-96系列单片机。芯片内 集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、 5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/ 计数器。寻址范围64K。片上还有4路或8路10 位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。