(精品)第1章微机基础知识.ppt
《(精品)第1章微机基础知识.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《(精品)第1章微机基础知识.ppt(59页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术目目 录录&第第1 1章章 微机基础知识微机基础知识&第第2 2章章 89C5189C51单片机硬件结构和原理单片机硬件结构和原理&第第3 3章章 指令系统指令系统&第第4 4章章 汇编语言程序设计知识汇编语言程序设计知识&第第5 5章章 中断系统中断系统&第第6 6章章 定时器及应用定时器及应用&第第7章章 89C51串行口及串行通信技术串行口及串行通信技术&第第8章章 单片机小系统及扩展单片机小系统及扩展&第第9章章 应用系统配置及接口技术应用系统配置及接口技术&第第10章章 系统实用程序系
2、统实用程序Exit4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术第一章第一章 微机基础知识微机基础知识1.1 1.1 微处理器、微机和单片机的概念微处理器、微机和单片机的概念Back1.2 1.2 常用数制和编码常用数制和编码1.3 1.3 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示1.41.4 89C5189C51单片机单片机 1.51.5 思考题与习题思考题与习题4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.1 1.1 微处理器、微机和单片机的概念微处理器、微机和单片机的概念Bac
3、k1.1.21.1.2 存储器和输入输出接口存储器和输入输出接口1.1.11.1.1 微处理器微处理器(机机)的组成的组成4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术概概 念念1 1、微处理器、微处理器3 3、单片机、单片机2 2、微型计算机、微型计算机4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术微处理器微处理器 (Microprocessor)是小型计算机或微型计算机的是小型计算机或微型计算机的控制控制和和处理处理部分。部分。又称又称中央处理单元中央处理单元CPU(Central
4、Processing Unit)4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术微型计算机微型计算机(Microcomputer,简称简称微机微机 MC)是具有完整运算及是具有完整运算及 控制功能的计算机。控制功能的计算机。P1P1图图1-11-1接口适配器接口适配器(输入输出接口电路输入输出接口电路)包括包括微处理器微处理器(CPU)(CPU)存储器存储器输入输入/输出(输出(I/OI/O)设备。设备。图图1-1 微机的组成微机的组成 4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术微处理
5、器微处理器由控制器、运算器和若干个寄存器组成由控制器、运算器和若干个寄存器组成/设备与微处理器的连接需要通过设备与微处理器的连接需要通过接口适配器接口适配器 (即即/接口接口);存储器存储器是指微机内部的存储器(是指微机内部的存储器(RAM、ROM和和 EPROM等芯片)。等芯片)。4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机单片机(Single-Chip Microcomputer)是将微处理器、一定容量是将微处理器、一定容量RAM和和ROM以及以及I/O口口、定时器等电路集成在一块芯片上,构成、定时器等电路集成在一块芯片上,构成
6、单片单片微型计算机微型计算机。微处理器微处理器RAM ROMI/O口口定时器等定时器等单片微型计算机单片微型计算机Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.1.11.1.1 微处理器(机)的组成微处理器(机)的组成Back 1、运算器、运算器 2 2、控制器、控制器 3 3、CPUCPU中的主要寄存器中的主要寄存器4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术计算机的模型计算机的模型微处理单元与存储器及微处理单元与存储器及I/O接口组成的接口组成的计算机模型计算机模型:图
7、图1-2图图中中只只画画出出CPU主主要要的的寄寄存存器器和和控控制制电电路路,并并且且假假设设所所有有的计数器、寄存器和总线都是的计数器、寄存器和总线都是8位位宽度。宽度。ALU、计计数数器器、寄寄存存器器和和控控制制部部分分除除在在微微处处理理器器内内通通过过内内部部总总线线相相互互联联系系以以外外,还还通通过过外外部部总总线线和和外外部部的的存存储储器器和输入和输入/输出接口电路联系。输出接口电路联系。外外部部总总线线一一般般分分为为数数据据总总线线、地地址址总总线线和和控控制制总总线线,统统称称为为系统总线系统总线。存储器存储器包括包括RAM和和ROM。微计算机通过输入微计算机通过输入
8、/输出输出接口电路接口电路可与各种外围设备联接可与各种外围设备联接!4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术图图1-2 一个计算机模型一个计算机模型4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1 1、运算器、运算器 Back1 1)组成)组成2 2)作用)作用3 3)ALU的两个主要的输入来源的两个主要的输入来源4 4)运算器的两个主要功能)运算器的两个主要功能4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1 1)运算器的运算
9、器的组成组成Back算术逻辑单元算术逻辑单元(简称简称ALU)运算器运算器累加器累加器 寄存器寄存器4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2)运算器的作用)运算器的作用是把传送到微处理器的数据进行是把传送到微处理器的数据进行算术算术或或逻辑运算逻辑运算。ALU可对两个操作数进行可对两个操作数进行加、减、与、或、比较加、减、与、或、比较大小大小等操作,最后将结果存入累加器。等操作,最后将结果存入累加器。ALU执行不同的运算操作是由不同执行不同的运算操作是由不同控制线上的信控制线上的信息息所确定的。所确定的。Back4/10/202
10、3 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术例:例:两个数(两个数(7和和9)相加,在相加之前,操作数)相加,在相加之前,操作数9放在放在累加器累加器中,中,7放在放在数据寄存器数据寄存器中,执行两数中,执行两数相加运算的相加运算的控制线控制线发出发出“加加”操作信号,操作信号,ALU即即把两个数相加并把结果(把两个数相加并把结果(16)存入累加器,取代)存入累加器,取代累加器前面存放的数累加器前面存放的数9。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3)ALU的两个主要的输入来源的两个主
11、要的输入来源输入来源输入来源数据寄存器数据寄存器累加器累加器Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术4 4)运算器的两个主要功能)运算器的两个主要功能(1 1)执行各种)执行各种算术运算算术运算。(2 2)执行各种)执行各种逻辑运算逻辑运算,并进行,并进行逻辑测试逻辑测试。如零值测试或两个值的比较。如零值测试或两个值的比较。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2、控制器、控制器1 1)控制器的组成)控制器的组成2 2)控制器的作用)控制器的作用3 3)
12、控制器的主要功能)控制器的主要功能Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back1 1)控制器的组成)控制器的组成4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2)作用)作用它是发布命令的它是发布命令的“决策机构决策机构”,即即协调协调和和指挥指挥整个计算机系统的操作。整个计算机系统的操作。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3 3)控制器的主要功能)控制器的主要功能对指令进行译码或测试,并产生相
13、应的操作控制对指令进行译码或测试,并产生相应的操作控制信号,以便启动规定的动作。信号,以便启动规定的动作。指挥并控制指挥并控制CPUCPU、内存和输入内存和输入/输出设备之间数据输出设备之间数据流动的方向。流动的方向。从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置。存中的位置。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3 3、CPUCPU中的主要寄存器中的主要寄存器1 1)累加器()累加器(A A)2 2)数据寄存器()数据寄存器(DRDR)3 3)指令寄存器()指令寄存器(IRI
14、R)4 4)指令译码器()指令译码器(IDID)6 6)地址寄存器()地址寄存器(ARAR)5 5)程序计数器()程序计数器(PCPC)Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1 1)累加器()累加器(A A)Back在算术和逻辑运算时,它具有双重功能:在算术和逻辑运算时,它具有双重功能:运算前运算前,用于保存一个,用于保存一个操作数操作数;运算后运算后,用于保存所得的和、差或逻辑,用于保存所得的和、差或逻辑运算结果运算结果累加器是微处理器中累加器是微处理器中最繁忙最繁忙的寄存器。的寄存器。4/10/2023 单片机原理及接口
15、技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2)数据寄存器()数据寄存器(DRDR)数数据据(缓缓冲冲)寄寄存存器器(DR):是是通通过过数数据据总总线线(DBUS)(DBUS)向向存存储储器器(M)(M)和和输输入入/输输出出设设备备I/OI/O送送(写写)或取(读)数据的或取(读)数据的暂存单元暂存单元。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3 3)指令寄存器()指令寄存器(IRIR)指令寄存器用来指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令保存当前正在执行的一条指令当当执执行行一一条条指指令令时时先
16、先把把它它从从内内存存取取到到数数据据寄寄存存器器中,然后再传送到中,然后再传送到指令寄存器指令寄存器中。中。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术4 4)指令译码器()指令译码器(IDID)指指令令分分为为操操作作码码和和地地址址码码字字段段,由由二二进进制制数数字字组组成成。当当执执行行任任何何给给定定的的指指令令,必必须须对对操操作作码码进进行行译码,以便确定所要求的操作。译码,以便确定所要求的操作。指指令令寄寄存存器器中中操操作作码码字字段段的的输输出出就就是是指指令令译译码码器器的输入。的输入。操操作作码码一一经经
17、译译码码后后,即即可可向向控控制制器器发发出出具具体体操操作作的特定信号的特定信号。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术5 5)程序计数器()程序计数器(PCPC)通常又称为通常又称为指令地址计数器指令地址计数器。在在程程序序开开始始执执行行前前,必必须须将将其其起起始始地地址址,即即程程序序的的第一条指令第一条指令所在的内存单元地址送到所在的内存单元地址送到PCPC。当当执执行行指指令令时时,CPUCPU将将自自动动修修改改PCPC的的内内容容,使使之之总是保存将要执行的总是保存将要执行的下一条指令的地址下一条指令的地址
18、。由由于于大大多多数数指指令令都都是是按按顺顺序序执执行行的的,所所以以修修改改的的过程通常是简单的加过程通常是简单的加1 1操作。操作。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术6 6)地址寄存器()地址寄存器(ARAR)地地址址寄寄存存器器:用用来来保保存存当当前前CPUCPU所所要要访访问问的的内内存存单单元或元或I/OI/O设备的地址。设备的地址。因因为为内内存存(I/O(I/O设设备备)和和CPUCPU之之间间存存在在着着速速度度上上的的差差别别,所所以以必必须须使使用用地地址址寄寄存存器器来来保保存存地地址址信信息息
19、,直直到到内存内存(I/O(I/O设备设备)读读/写操作完成为止。写操作完成为止。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.1.21.1.2 存储器和输入输出接口存储器和输入输出接口1 1、存储器、存储器2 2、I/OI/O接口及外设接口及外设Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1 1、存储器、存储器P5图图1-4:2568位读位读/写存储器写存储器地地址址总总线线、数数据据总总线线和和若若干干控控制制线线把把存存储储器器和和微微处理器连接起来。处理器连
20、接起来。存存储储器器从从CPU接接收收控控制制信信号号,以以确确定定存存储储器器执执行行读读/写操作。写操作。地址总线地址总线将将8位地址信息送入地址译码器,地址位地址信息送入地址译码器,地址译码器的输出可以确定唯一的存储单元。译码器的输出可以确定唯一的存储单元。数据总线数据总线用来传送存储器到用来传送存储器到CPU或或CPU到存储器到存储器的数据信息。的数据信息。4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术图图1-4 随机存取存储器随机存取存储器4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及
21、接口技术2 2、I/OI/O接口及外设接口及外设每每个个外外设设与与微微处处理理器器的的连连接接必必须须经经过过接接口口适适配配器器(I/OI/O接口)。接口)。每每个个I/OI/O接接口口及及其其对对应应的的外外设设都都有有一一个个固固定定的的地地址址,在在CPUCPU的的控控制制下下实实现现对对外外设设的的输输入入(读读)和和输出(写)操作。输出(写)操作。Back4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.21.2 常用数制和编码常用数制和编码Back*1.2.1 数制及数制间转换数制及数制间转换*1.2.2计算机中常用编码计算
22、机中常用编码 4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 1.2.1 数制及数制间转换数制及数制间转换Back*1.1.数制数制计数的进位制计数的进位制*2.2.不同数制之间的转换不同数制之间的转换4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.1.数制数制计数的进位制计数的进位制Back1.1.二进制:二进制:是是“0”0”和和“1”1”这样的数这样的数、逢逢2 2进位。按权进位。按权展开时权的基数为展开时权的基数为2 2。用后缀字母。用后缀字母“B”B”表示。表示。如:如:10
23、01=11001=12 23 3+0+02 22 2+0+02 21 1+1+12 20 0 =9=9(十进制数)(十进制数)2.2.十进制十进制:是:是“0”“9”0”“9”之间的数之间的数、逢逢1010进位。按进位。按权展开时权的基数为权展开时权的基数为1010。用后缀字母。用后缀字母“D”D”表示。表示。如:如:1135=11135=110103 3+1+110102 2+3+310101 1+5+510100 0 3.3.十六进制:十六进制:是是“0”“9”0”“9”,“A,B,C,D,E,F”A,B,C,D,E,F”之间之间的数的数、逢逢1616进位。按权展开时权的基数为进位。按权展
24、开时权的基数为1616。用后缀。用后缀字母字母“H”H”表示。表示。如:如:1C5H=11C5H=116162 2+12+1216161 1+5+516160 0=453D=453D4/10/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2、不同数制之间的转换、不同数制之间的转换Back1 1、二进制、十六进制转化成十进制:、二进制、十六进制转化成十进制:将将二二、十十六六进进制制数数按按权权展展开开相相加加即即为为相相应应的的十进制数。十进制数。如:如:1101=11101=12 23 3+1+12 22 2+0+02 21 1+1+12 20
25、 0 =13D=13D如:如:1FH=11FH=116161 1+15+1516160 0 =31D=31D2 2、十进制转换成二进制数:十进制转换成二进制数:将十进制数除将十进制数除2 2取余,商为取余,商为0 0止余数倒置。止余数倒置。如:如:11D=1011B11D=1011B 3 3、十进制转换成十六进制数:十进制转换成十六进制数:将十进制数除将十进制数除1616取余,商为取余,商为0 0止余数倒置。止余数倒置。如:如:100D=64H100D=64H2 11 余数余数 2 5 1 2 2 1 2 1 0 0 116 100 余数余数 16 6 4 0 6 4/10/2023 单片机原
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精品第1章 微机基础知识 精品 微机 基础知识
限制150内