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1、第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识1-1-2 2 计算机发展与组成计算机发展与组成1-1-1 1 计算机运算基础计算机运算基础1-1-3 3 单片机与嵌入式系统单片机与嵌入式系统 1-1-1 1 计算机运算基础计算机运算基础1-1-1-1-1-1 1-1 1-1 1-1 数制及其转换数制及其转换1-1-1-1-1-2 1-2 1-2 1-2 计算机中数的表示法计算机中数的表示法计算机中数的表示法计算机中数的表示法1-1-1-1-1-3 1-3 1-3 1-3 计算机中数的运算方法计算机中数的运算方法计算机中数的运算方法计算机中数的运算方法1 1-1 1-4 4 计算机中的编码系统计算机
2、中的编码系统数制(即计数制)是数制(即计数制)是计数的规则、计数的方式计数的规则、计数的方式计数的规则、计数的方式计数的规则、计数的方式。进制(即进位计数制)是进制(即进位计数制)是按不同的按不同的按不同的按不同的进位规则进位规则进位规则进位规则(方式方式方式方式)计数的计数的计数的计数的数制数制数制数制。按不同的按不同的按不同的按不同的进位规则进位规则进位规则进位规则有如下的有如下的有如下的有如下的进制:进制:计算机中常用的进制有:二进制、八进制、十计算机中常用的进制有:二进制、八进制、十进制、十六进制进制、十六进制2 2、3 3、4N4N日常生活中的常用进制有:日常生活中的常用进制有:7
3、7、1010、1212、2424、30301-1-1-11-1 数制及其转换数制及其转换一一.十进制十进制N ND D有十个数码有十个数码0 09 9、逢十进一。、逢十进一。用于计算机输入输出,人机交互。用于计算机输入输出,人机交互。二二.二进制二进制N NB B 有两个数码有两个数码:0:0、1,1,逢二进一。逢二进一。P2P2 二进制为机器中的数据形式二进制为机器中的数据形式机器数机器数。三三.十六进制十六进制N NH H:十六个数码十六个数码:0:09,9,A AF,F,逢十六进一。逢十六进一。用于表示或书写四位二进制数用于表示或书写四位二进制数。四四.八进制八进制N NO O:八个数码
4、八个数码:0:07,7,逢八进一。逢八进一。用于表示三位二进制数。用于表示三位二进制数。字节中的位的编码字节中的位的编码不同进位制数书写时以不同进位制数书写时以下标或后缀下标或后缀区别区别,十进制数可不带下标或后缀。十进制数可不带下标或后缀。如如:101:101、101101D D、101101B B、101101H H、101H 101H、101101O O、101B101B1 1、进位制中数的表示进位制中数的表示各进位制中各进位制中表示数表示数的对比表的对比表标标示示符符数码符号数码符号基基数数权权最大数最大数码符号码符号计算计算原则原则真值真值N左移左移一位一位右移右移一位一位列举列举个
5、个数数十十进进制制D0、1、2、3、4、5、6、7、8、910109逢十逢十进一进一乘乘10除除10二二进进制制B0、1221逢二逢二进一进一乘乘2除除2十十六六进进制制H0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F1616F(15)逢逢16进一进一乘乘16除除16八八进进制制O0、1、2、3、4、5、6、7887逢八逢八进一进一乘乘8除除8各进位制的各进位制的数码数码对照表对照表十进制十进制二进制二进制十六进制十六进制八进制八进制十进制十进制二进制二进制十六进制十六进制八进制八进制000000 0121100 C14100011 1131101 D15200102 2141
6、110 E16300113 3151111 F17401004 4160001 00001020501015 5170001 00011121601106 6180001 00101222701117 7190001 0011132381000810200001 0100142491001911210001 01011525101010A12220001 01101626111011B13230001 011117272 2、不同不同进(进(位计数)位计数)制制之间的转换之间的转换对任意对任意R R进位计数制的一般表达式:进位计数制的一般表达式:N NR R=K=Kn-1n-1R Rn-1n-
7、1K Kn-2n-2R Rn-2n-2 K K1 1R R1 1K K0 0R R0 0K K-1-1R R-1-1K K-m-mR R-m-m 一个一个R R1 1进制的数转换成进制的数转换成R R2 2进制数的方法:进制数的方法:P5P5 先按先按R1R1进制的真值展开,进制的真值展开,后按后按R R2 2进制的运算法则求和计算进制的运算法则求和计算。(一)二、十六、八进制数转换成十进制数(一)二、十六、八进制数转换成十进制数(一)二、十六、八进制数转换成十进制数(一)二、十六、八进制数转换成十进制数DFC.8DFC.8H H=1316=13162 2+1516+15161 1+1216+
8、12160 0+816+816-1-1=3580.5=3580.5举例:举例:1011.10101011.10101011.10101011.1010B B B B=12=12=12=123 3 3 3+12+12+12+121 1 1 1+12+12+12+120 0 0 0+12+12+12+12-1-1-1-1+12+12+12+12-3-3-3-3=11.625=11.625=11.625=11.625按真值计算公式先展开,按真值计算公式先展开,然后按照十进制运算法则求和。然后按照十进制运算法则求和。(二)十进制数转换成二、十六、八进制数(二)十进制数转换成二、十六、八进制数整数、小数
9、分别转换整数、小数分别转换 1).整数转换法整数转换法“除除基基取取余余”:十十进进制制整整数数不不断断除除以以转转换换进进制制基基数数,直至商为直至商为0。每除一次取一个余数,从低位排向高位。每除一次取一个余数,从低位排向高位。举例举例:39=100111B2 39 1 (b0)2 19 1 (b1)2 9 1 (b2)2 4 0 (b3)2 2 0 (b4)2 1 1 (b5)0208=D0H16 208 余余 016 13 余余 13=DH 01.39转换成二进制数。转换成二进制数。2.208转换成十六进制数转换成十六进制数(二)十进制数转换成二、十六进制数(二)十进制数转换成二、十六进
10、制数2 2).小数转换法小数转换法“乘乘基基取取整整”:用用转转换换进进制制的的基基数数乘乘以以小小数数部部分分,直直至至小小数数为为0 0或或达达到到转转换换精精度度要要求求的的位位数数。每每乘乘一一次次取取一一次次整整数数,从最高位排到最低位。从最高位排到最低位。举例举例:1.0.625转换成二进制数转换成二进制数0.625 2 1.250 1 (b-1)2 0.5 0 0 (b-2)2 1.0 1 (b-3)0.625=0.101B2.0.625转换成十六进制数转换成十六进制数 0.625 16=10.0 0.625=0.AH3.208.625 转换成十六进制数转换成十六进制数 208.
11、625=D0.AH(三)二进制与十六进制数之间的转换(三)二进制与十六进制数之间的转换24=16,四位二进制数,四位二进制数对应对应一位十六进制数。一位十六进制数。举例:举例:3 3AF.2AF.2H H=00110011 10101010 11111111.00100010=1110101111.001=1110101111.001B B 3 A F 2 3 A F 21111101.111111101.11B B=01110111 11011101.11001100 =7D.C =7D.CH H 7 D C7 D C(四)二进制与八进制数之间的转换-三位二进制数对应一位八进制数三位二进制数
12、对应一位八进制数三位二进制数对应一位八进制数三位二进制数对应一位八进制数。注意:注意:以小数点为分界,分别左右数以小数点为分界,分别左右数4位数位数1-1-1-21-2 计算机中数的表示法计算机中数的表示法2 无符号数的表示方法3 带符号数的表示方法1 机器数与真值1 1、机器数与真值机器数与真值 P5P5一个机器数由于解释方法不同,可以有几种一个机器数由于解释方法不同,可以有几种含义、代表几种真值。含义、代表几种真值。一个数据真值由于编码方式不同,可以有几一个数据真值由于编码方式不同,可以有几种表示种表示(存储)形式、即几种机器数。形式、即几种机器数。机器数:是一个个数数(据据)在计算机中的
13、表示表示(存储存储)形式形式 是一种简单的二进制数。其位数通常为8的倍数真值:一一个个机器数所代表的机器数所代表的真实数值真实数值真实数值真实数值(实际意义实际意义)称为该机称为该机器数的真值器数的真值0 01 11 10 00 00 00 00 0D D7 7D D0 0D D6 6D D1 1D D5 5D D4 4D D3 3D D2 241H/+65/A41H/+65/A真值真值2、无符号数的表示方法用途:用来表示存储器地址、指令代码、数据信号用途:用来表示存储器地址、指令代码、数据信号 书写形式:有二进制、十进制、十六进制等书写形式:有二进制、十进制、十六进制等 00000000B
14、00000000B11111111B11111111B、0 0255255、00H00HFFHFFH无符号数:机器数中的所有位均用来表示数值0 01 11 10 00 00 00 00 0数值位数值位D D7 7D D0 0D D6 6D D1 1D D5 5D D4 4D D3 3D D2 23、带符号数的表示方法带符号数通常使用三种表示方法:带符号数通常使用三种表示方法:(一)原码(一)原码(True Form)True Form)(二)反码(二)反码(Ones ComplementOnes Complement)(三)补码(三)补码(Twos ComplementTwos Complem
15、ent)带符号数:使用机器数的最高位来表示数的正负,带符号数:使用机器数的最高位来表示数的正负,其余位用来表示数值。通常最高位为其余位用来表示数值。通常最高位为“0”0”表示正表示正数,最高位为数,最高位为“1”1”表示负数。表示负数。0 01 11 10 00 00 00 00 0符号位符号位数值位数值位D D7 7D D0 0D D6 6D D1 1D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2(一)、原码(True Form)原码:原码:最高位为符号位,最高位为符号位,0 0表示表示“+”“+”,1 1表示表示“”。数值位保持机器数的数值位保持机器数的原样原样(与(与真值真值数值位相同
16、)数值位相同)0 01 11 10 00 00 00 00 0符号位符号位数值位数值位D D7 7D D0 0D D6 6D D1 1D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2例例 8 8位原码机器数:位原码机器数:真值:真值:x x1 1 真真 =+=+10101001010100B B x x2 2 真真 =-1010100=-1010100B B 原码原码机器数:机器数:x x1 1 原原 =0101010001010100 x x2 2 原原=1101010011010100(一)、原码(True Form)8位二进制原码0000 0000+00000 0001+10000 00
17、10+2.0111 1101+1250111 1110+1260111 1111+1271000 0000-01000 0001-11000 0010-21111 1101-1251111 1110-1261111 1111-127增增大大减减小小增增大大+0原原=0000000-0原原=1000000特特点点:原原码码表表示示简简单单直直观观,范围范围-127-127+127+127 真值真值0 0的表示不唯一的表示不唯一 加减运算复杂。加减运算复杂。原原码码同同机机器器数数的的递递增增关关系系不对不对(二)反码(二)反码(Ones Complement)正数正数的反码与原码表示相同。的反码
18、与原码表示相同。负数负数反码符号位为反码符号位为 1 1,数值位为原码数值,数值位为原码数值各位各位取反取反 最大值(全最大值(全1 1)减原码)减原码 例例 8位反码机器数:位反码机器数:x1=+4 x1=+4:x1 x1原原=00000100=00000100 x1x1反反=00000100=00000100 x2=-4 x2=-4:x2 x2原原=10000100=10000100 x2x2反反=11111011=1111101101100000符号位符号位数值位数值位D7D0D6D1D5D4D3D2(二)反码(二)反码(Ones Complement)如果已知一个数的反码,求其真值?如
19、果已知一个数的反码,求其真值?正数可直接求得正数可直接求得负数则要先求一次反码,以获得原码,然后再求其真值负数则要先求一次反码,以获得原码,然后再求其真值例例 8位反码机器数位反码机器数:x1x1反反=0=010010001001000 则则x1x1原原=0=010010001001000 ,x1=+72 x1=+72 x2x2反反=1=10110111 0110111 则则x2x2原原=1=110010001001000 ,x2=-72x2=-72 特点:特点:反码同机器数的递增关系反码同机器数的递增关系相同相同,范围范围-127-127+127+127 真值真值0 0的表示仍不唯一的表示仍
20、不唯一 反码在计算机中用得较少反码在计算机中用得较少+0反反=0000000-0反反=1111111正数正数的补码表示与原码相同。的补码表示与原码相同。负数负数补码的符号位为补码的符号位为1 1不变,数值位等于反码加不变,数值位等于反码加1 1。借位减原码借位减原码(三)补码(Twos Complement)例:求例:求 8位补码机器数:位补码机器数:x1=+4x1=+4 x2=-4 x2=-4 x1x1原原=x1x1反反=x1x1补补=0000010000000100 x2x2原原 =1 100001000000100 x2x2反反 =1 11111011 1111011=11111111B
21、-00000100B=11111111B-00000100B x2x2补补 =1 11111100 1111100=100000000B-00000100B=100000000B-00000100B补码表示的优点:补码表示的优点:0 0的表示唯一;的表示唯一;8位二进制原码反码补码0000 0000+0+0+00000 0001+1+1+10000 0010+2+2+2.0111 1101+125+125+1250111 1110+126+126+1260111 1111+127+127+1271000 0000-0-127-1281000 0001-1-126-1271000 0010-2-
22、125-1261111 1101-125-2-31111 1110-126-1-21111 1111-127-0-1增增大大增增大大减减小小增增大大增增大大增增大大增增大大加减运算方便,可将减法运算转换成加法运算。加减运算方便,可将减法运算转换成加法运算。1-1-1-31-3计算机中数的运算方法计算机中数的运算方法1 1、二进制加法运算、二进制加法运算2 2、二进制二进制减法运算减法运算3 3、二进制二进制逻辑运算逻辑运算4 4、带符号数加减运算、带符号数加减运算5 5、无符号数加减运算、无符号数加减运算6 6、溢出、溢出4 4、带符号数加减运算 1.补码加法运算:补码加法运算:X+YX+Y补
23、补=XX补补+YY补补符号作为数值直接参与运算,变减法为加法运算。例例X1=+13X1=+13,Y1=+6Y1=+6,X2=-13X2=-13,Y2=-6Y2=-6,求求X1+Y1X1+Y1、X2+Y2X2+Y2解先求解先求 X1X1补、补、Y1Y1补、补、X2X2补、补、Y2Y2补补0000110100001101+13+13补补 11110011 11110011-13-13补补 +00000110 00000110 +6+6补补 +11111010+11111010 -6-6补补0001001100010011+19+19补补 1 11101101 1 11101101-19-19补补
24、进位为模,舍弃进位为模,舍弃4 4、带符号数加减运算例例X1=+6X1=+6,Y1=+8Y1=+8,X2=-6X2=-6,Y2=-8Y2=-8,求求X1-Y1X1-Y1、X2-Y2X2-Y2先求先求 X1X1补、补、Y1Y1补、补、-Y1Y1补、补、X2X2补、补、Y2Y2补、补、-Y2Y2补补00000110 00000110+6+6补补 11111010 -6 11111010 -6补补 +11111000+11111000-(+8)-(+8)补补+00001000 +00001000 -(-8)-(-8)补补1111111011111110-2-2补补 1 1 00000010 +200
25、000010 +2补补 进位为模,舍弃进位为模,舍弃2.补码减法运算:补码减法运算:变减法为加法运算 X-YX-Y补补=XX补补+-+-YY补补1-1-4 计算机中的编码系统1、BCD码(二码(二十进制编码)十进制编码)2、ASCII 码码 3、汉字、多媒体的编码汉字、多媒体的编码BCDBCD码码十进十进制数制数00000000110010200113010040101501106011171000810019101010111100110111101111一、一、BCDBCD码:码:(又叫:二又叫:二-十进制编码、十进制编码、84218421码码)具有二进制数的形式,又有十进制数的真值具有二
26、进制数的形式,又有十进制数的真值例:例:00111000111001B01BBCDBCD=39H=39HBCD BCD=39=39 十进制数转换为十进制数转换为BCDBCD码的规律:码的规律:用用四位二进制数四位二进制数对每对每一位十进制数一位十进制数进行编码进行编码非非法法码码十六进制数、BCD码和十进制数的对应关系十六进十六进制数制数 H H BCD BCD码码十进制数十进制数0H 0000B=00H 01H 0001B=01H12H 0010B=02H23H 0011B=03H34H 0100B=04H45H 0101B=05H56H 0110B=06H67H 0111B=07H78H
27、1000B=08H89H 1001B=09H9AHAH+6H=1010B+0110B=0001 0000B=10H10BHBH+6H=1011B+0110B=0001 0001B=11H11CHCH+6H=1100B+0110B=0001 0010B=12H12DHDH+6H=1101B+0110B=0001 0011B=13H13EHEH+6H=1110B+0110B=0001 0100B=14H14FHFH+6H=1111B+0110B=0001 0101B=15H1510H10H+6H=0001 0110B=16H16一位十六进制数转换为一位十六进制数转换为BCDBCD码的规律码的规律
28、当一位十六进制数当一位十六进制数99时,时,BCDBCD码为原数码为原数当一位十六进制数当一位十六进制数AA时,时,BCDBCD码为原数加码为原数加6H6H 存储形式存储形式例:求十进制数例:求十进制数876876的的BCDBCD码码 876876BCD BCD=1000 0111 0110=1000 0111 0110B B=876=876H H 机机=876=876 876 876 =0011 0110 1100=0011 0110 1100B B=36C=36CH H 机机=876=876一类叫组合(或叫压缩)的一类叫组合(或叫压缩)的BCDBCD码:码:它用一个字节表示它用一个字节表示
29、2 2位位BCDBCD码码例:(例:(0110 1001 0110 1001)BCD 69H 69BCD 69H 69另另一一类类叫叫未未组组合合(或或叫叫非非压压缩缩)的的BCDBCD码码:1 1个个字字节节只只用用低低4 4位位来来表示一位表示一位BCDBCD码,高码,高4 4位为位为0 0例:(例:(0000 10000000 1000)BCD 08HBCD 08HBCD码有两类:2、字符编码 字母字母字母字母和和符号符号符号符号(字符字符字符字符)也用二进制进行编码也用二进制进行编码 ASCIIASCII码(美国标准信息交换码),码(美国标准信息交换码),用于计算机与计算机、计算机与外
30、设之间传递信息。用于计算机与计算机、计算机与外设之间传递信息。b b7 7 b b6 6 b b0 0 奇偶校验位奇偶校验位 (或填(或填0 0)列码列码 行码行码 ASCIIASCII码码10000010ASCIIASCIIASCIIASCII码:由码:由码:由码:由七位七位七位七位二进制编码(占用一个字节)组成,从二进制编码(占用一个字节)组成,从二进制编码(占用一个字节)组成,从二进制编码(占用一个字节)组成,从000000007 7 7 7FHFHFHFH 共有共有共有共有128128128128个字符编码。包括图形字符(字母个字符编码。包括图形字符(字母个字符编码。包括图形字符(字母
31、个字符编码。包括图形字符(字母ABCABCABCABC、abcabcabcabc,、数字、数字、数字、数字0 0 0 09 9 9 9、其它可见字符、其它可见字符、其它可见字符、其它可见字符+,-,*,/共共共共96969696个)和控制字符(回车、空格等共个)和控制字符(回车、空格等共个)和控制字符(回车、空格等共个)和控制字符(回车、空格等共32323232个)个)个)个)b3 b2 b1b0位位0 b6 b5b4位位0000010100111001011101110000NULDELSP0Pp0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC22BRbr0011ETXDC33CScs01
32、00EOTDC44DTdt0101ENQNAK5EUeu0110ACKSYN6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN8HXhx1001HTEM9IYiy1010LFSUB:JZjz1011VTESCKk1100FFFS,Ll1101CRGSMm1110SORSNn1111SIHSOoDEL常用字符的常用字符的ASCII码码字符字符ASCII码码字符字符ASCII码码字符字符ASCII码码字符字符ASCII码码0 03 30 0H HA A41H41Ha a61H61HSP(SP(空格空格)20H20H1 13 31 1H HB B42H42Hb b62H62HCR(CR(回回
33、车车)0DH0DH2 23 32 2H HC C43H43Hc c63H63HLF(LF(换换行行)0AH0AHBEL(BEL(响响铃铃)07H07H9 93 39 9H HZ Z5AH5AHz z7AH7AHBS(BS(退格退格)08H08H1-3单片机与嵌入式系统单片机与嵌入式系统1-1-3-13-1、单片机及其发展、单片机及其发展1-1-3-23-2、单片机的应用、单片机的应用1-1-3-33-3、单片机应用系统开发简介、单片机应用系统开发简介1-1-3-43-4、嵌入式系统、嵌入式系统1-1-3-13-1、单片机及其发展单片机及其发展1、什么是单片机、什么是单片机全称单片微型计算机全称
34、单片微型计算机(Single-Chip-Microcomputer)又称微控制器又称微控制器MCU(Micro Controller Unit),也称也称嵌入式微控制器嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller Unit)u基本结构是将微型计算机的基本功能部件:基本结构是将微型计算机的基本功能部件:中央处理机(中央处理机(CPU)、)、存储器、输入、输出接口、存储器、输入、输出接口、定时器定时器/计数器、中断系统、计数器、中断系统、系统时钟系统时钟及及系统总线系统总线等全部集成在一个半导体芯片上。等全部集成在一个半导体芯片上。u它本身就是一个嵌入式系统,同时它也可作更大的
35、嵌入式系统的它本身就是一个嵌入式系统,同时它也可作更大的嵌入式系统的核心。核心。u特点是小而全,即体积小、功能全、功耗低、性能价格比高。特点是小而全,即体积小、功能全、功耗低、性能价格比高。1-1-3-13-1、单片机及其发展单片机及其发展2、单片机的发展单片机的发展单单片机技片机技术发术发展展过过程可分程可分为为三个主要三个主要阶阶段:段:单片机探索阶段、单片机探索阶段、单片机完善阶段、微控制器化阶段单片机完善阶段、微控制器化阶段单单芯片微机探索芯片微机探索阶阶段段 1976年,年,Intel公司推出了公司推出了MCS-48系列系列单单片片机机。8位位CPU、1K字字节节ROM、64字字节节
36、RAM、27根根I/O线线和和1个个8位定位定时时/计计数器数器。特点是特点是:存:存储储器容量器容量较较小,小,寻寻址范址范围围小(不小(不大于大于4K),无串行接口,指令系),无串行接口,指令系统统功能不功能不强强。1-1-3-13-1、单片机及其发展单片机及其发展性能完善提高阶段性能完善提高阶段 1980年,年,Intel公司推出了公司推出了MCS-51系列单系列单片机片机:8位位CPU、4K字节字节ROM、128字节字节RAM、4个个8位并口、位并口、1个全双工串行口、个全双工串行口、2个个16位定时位定时/计数器。寻址范围计数器。寻址范围64K,并有控,并有控制功能较强的制功能较强的
37、布尔处理器布尔处理器。特点是特点是:结构体系完善,性能已大大提高,:结构体系完善,性能已大大提高,面向控制的特点进一步突出。现在,面向控制的特点进一步突出。现在,MCS-51已成为公认的单片机经典机种已成为公认的单片机经典机种。1-1-3-13-1、单片机及其发展单片机及其发展微控制器化阶段微控制器化阶段 特点是特点是:片内面向测控系统外围电路增强,:片内面向测控系统外围电路增强,使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。系统及设备。“微控制器微控制器”的称谓更能反应单片机的本质的称谓更能反应单片机的本质。1982年,年,Intel推出推出MC
38、S-96系列单片机。系列单片机。芯片内集成:芯片内集成:16位位CPU、8K字节字节ROM、232字节字节RAM、5个个8位并口、位并口、1个全双工串行口、个全双工串行口、2个个16位定时位定时/计数器。寻址范围计数器。寻址范围64K。片上还有。片上还有8路路10位位ADC、1路路PWM输出及高速输出及高速I/O部件部件等。等。1-1-3-13-1、单片机及其发展单片机及其发展3 3、单单片机片机产产品近况品近况 SSTSST公司公司结结合在系合在系统编统编程(程(ISPISP)和在)和在应应用用编编程程(IAPIAP)技)技术术推出的推出的SST89SST89系列系列。ATMELATMEL公
39、司融入公司融入FlashFlash存存储储器技器技术术的的AT89AT89系列;系列;PhilipsPhilips公司的公司的80C5180C51、80C55280C552系列;系列;华华邦公司的邦公司的W78C51W78C51、W77C51W77C51高速低价高速低价系列;系列;ADIADI公司的公司的ADC8xxADC8xx高精度高精度ADCADC系列;系列;LGLG公司的公司的GMS90/97GMS90/97低低压压高速高速系列;系列;MaximMaxim公司的公司的DS89C420DS89C420高速(高速(50MIPS50MIPS)系列;系列;CygnalCygnal公司的公司的C8
40、051FC8051F系列高速系列高速SOCSOC单单片机。片机。80C5180C51系列系列单单片机片机产产品繁多,品繁多,主流地位已主流地位已经经形形成成,近年来推出的近年来推出的与与80C5180C51兼容兼容的主要的主要产产品有:品有:非非80C51结构单片机新品结构单片机新品不断推出,给用不断推出,给用户提供了更为广泛的选择空间户提供了更为广泛的选择空间,近年来推出的,近年来推出的非非80C51系列的主要产品有:系列的主要产品有:Intel的的MCS-96系列系列16位单片机位单片机;Microchip的的PIC系列系列RISC单片机单片机;TI的的MSP430F系列系列16位位低功耗
41、低功耗单片机单片机。1-1-3-23-2、单片机的应用单片机的应用1、单片机应用系统单片机应用系统单片机应用系统从规模上可分为:单片机应用系统从规模上可分为:简单应用系统、常规应用系统和高级应用系统简单应用系统、常规应用系统和高级应用系统(1)(1)简简单单应应用用系系统统:通通常常应应用用于于家家家家用用用用电电电电器器器器、智智智智能能能能仪仪仪仪器器器器仪仪仪仪表表表表等等;特特点:点:无人机对话功能无人机对话功能,程序和运行参数均可固化在,程序和运行参数均可固化在ROMROM中。中。(2)(2)常常规规应应用用系系统统:通通常常用用于于家家家家用用用用电电电电器器器器和和和和过过过过程
42、程程程监监监监控控控控,如如机机机机电电电电一一一一体体体体化化化化产产产产品品品品和和和和实实实实时时时时工工工工业业业业控控控控制制制制;特特点点:具具有有键键盘盘、显显示示和和若若干干I/OI/O端端口口实现对被控对象的监视和控制。实现对被控对象的监视和控制。(3)(3)高高级级应应用用系系统统:通通常常用用于于分分布布式式系系统统的的前前端端模模块块(下下位位机机),如如单单片片机机在在分分布布式式计计算算机机系系统统或或计计算算机机网网络络中中的的作作为为前前置置(下下位)机来应用;特点:位)机来应用;特点:具有网络、通讯等接口具有网络、通讯等接口。图图1-1 DDC控制系控制系统统
43、原原理框理框图图(1).单片机在直接数字控制DDC系统中的应用(2).单片机在分布式控制系统单片机在分布式控制系统DCS中的应用中的应用图图1-2 分分级计级计算机控制系算机控制系统统框框图图1-1-3-33-3、单单片机片机应应用系用系统统开开发简发简介介1 1、单单片机片机应应用系用系统统的开的开发发 正确无正确无误误的的硬件硬件设计设计和良好的和良好的软软件功能件功能设计设计是一个是一个实实用的用的单单片机片机应应用系用系统统的的设计设计目目标标。完成完成这这一目一目标标的的过过程称程称为单为单片机片机应应用系用系统统的开的开发发。单单片机作片机作为为一片集成了微型一片集成了微型计计算机
44、基本部件算机基本部件的集成的集成电电路芯片,与通用微机相比,它自身没有路芯片,与通用微机相比,它自身没有开开发发功能,必功能,必须须借助借助开开发发机机(一种特殊的(一种特殊的计计算机算机系系统统)来完成如下任)来完成如下任务务:排除排除应应用系用系统统的的硬件故障硬件故障和和软软件件错误错误;程序固化程序固化到内部或外部程序存到内部或外部程序存储储器芯片中。器芯片中。a a)设计总体方案)设计总体方案b b)硬件系统设计、调试)硬件系统设计、调试A A、设计硬件系统电路原理图、设计硬件系统电路原理图、PCBPCB图图Protel99Protel99组装、调试组装、调试-电路调试电路调试B B
45、、用测试软件对硬件系统进行测试、用测试软件对硬件系统进行测试c c)应用程序设计、编译、调试)应用程序设计、编译、调试-Wave-Wave、Keil C51Keil C51d d)应用程序的仿真调试(软件仿真、硬件仿真)应用程序的仿真调试(软件仿真、硬件仿真)e e)固化程序,系统脱机运行)固化程序,系统脱机运行单片机应用系统开发过程单片机应用系统开发过程1-1-3-43-4、嵌入式系统、嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统以嵌入式应用为目的的计算机系统称为嵌入式计算机系以嵌入式应用为目的的计算机系统称为嵌入式计算机系统统嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统从形式上可分为嵌入式系统从形式上可分为系统级系统级板级板级器件级器件级唯一、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统唯一、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统80C51是典型的嵌入式系统是典型的嵌入式系统小结小结1、各进制的特点及应用场合?、各进制的特点及应用场合?2、各进制之间的相互转换;、各进制之间的相互转换;3、理解并掌握机器数和真值的概念;、理解并掌握机器数和真值的概念;4、为什么现在使用的计算机主要是补码计算机、为什么现在使用的计算机主要是补码计算机?5、熟练掌握、熟练掌握8421BCD码和码和ASII码。码。
限制150内