教学内容数制编码单片机的基本概念与特点单片机的发展及应用

1.1 计算机的基础知识

1.1.1 数制 基 数制是用一组固定数字和一套统一的规则来表

示数目的方法。 常用的有二进制（ B ）、十进制（ D ）、十六进制（ H ）。

数制中使用数码的个数称为基。二进制（ 0 、1 ）十进制（ 0-9 ）十六进制（ 0-F ）

十进制数例 :

456.78D=4*10²+5*101+6*100+7*10-1+8*10-2

1 、十个数码： 0~9 ，基为 10

2 、逢十进一3 、权为 10i （ i 为权位）

二进制

1 、两个数码： 0 、 1 ，基为 2

2 、逢二进一3 、权为 2i （ i 为权位）例如：1101.11B=1*23+1*22+0*21+1*20+1*2-1+1*2-2

=13.75D

十六进制

1 、十六个数码： 0~9 ， A~F ，基为 16

2 、逢十六进一3 、权为 16i （ i 为权位）4 、若字母开头，前面需加 0

例如， 0A4H=10*161+4*160=164D

数制转换

二进制 ---- 十进制将每位数字乘以权 2i ，再以十进制方法相

加十进制 ---- 二进制每次除以 2 ，直到商为 0 ，余数倒排“ 除 2 取余，倒排”

例如： 123D= （ 1111011 ） B

2 123

2 61 --------1 低位 2 30 --------1

2 15 --------0

2 7 --------1

2 3 --------1

2 1 --------1

0 --------1 高位 59D= （ ） B

二进制与十六进制的转换

四位二进制对应一位十六进制数转换方法 :

以小数点为界，左右进行（ 4 位一组），不足补 0

例 1101001.0100111B= （ ） H

0110 1001 . 0100 1110

6 9 4 E

2B7D.5FH= （ ） B

1.1.3 带符号数表示方法

连同符号位在一起作为一个数，就称为机器数；而它的数值称为机器数的真值。

机器数：用“ 0”“1” 表示正负的二进制，一般“ 0” 为正，“ 1” 为负。

例： X=01011011B=+91

X=11011011B=-91

原码 反码 补码

正数的原码 反码 补码相同+31: 原码： 0001, 1111

反码： 0001, 1111

补码： 0001, 1111

负数 :

-31: 原码： 1001 ， 1111

反码： 1110 , 0000 （负数符号位不变，后面数据位取反）

补码： 1110 ， 0001 （反码的最低位加 1 ）8 位带符号位的补码1 、 [+0] 补 =[-0] 补 =0000 ， 0000B

2 、 8 位二进制补码所表示的数值为： -128~+127

1000,0000~0111 ， 1111

1111,1111— 最低位 +1—1,1000 ， 0000 27

数据单位

任何一个数都是以二进制形式在计算机内存储。 内存常用术语： 位（ bit ）：数据最小单位（一个二进制码） 字节（ byte ） =8bits （ 8 个二进制码） 字（ word ） =2byte

1KB=1024B

1MB=1024KB

1GB=1024MB

1TB=1024GB

二进制编码

在计算机中表示的数、字母、符号等都要以特定的二进制码来表示

数的表示 ------8421BCD 码 （二进制编码的十进制数）

有十个数字符号，逢十进位例如 :5 8 9D=(010101101001)BCD

0101 0110 1001

字母与字符的编码 ------ASCII 码ASCII ：美国标准信息交换码用 7 位二进制数表示一个字符，共 128 个

字符例如： A=1000001B

k （小） = ？

汉字编码 ----- 国标码

采用 2 个 7 位的二进制来表示图形、符号和汉字

1.2 单片机概述

微型计算机的基本结构 CPU 、存储器、 I\O 接

口等组成，通过三组总线连接：地址总线、数据总线、控制总线

单片机组成结构： CPU 、存储器（ RAM 、

ROM ）、 I\O 接口电路、实时控制器件

单片机 ----- 单片微型计算机

即将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，从功能上看，它已具有了计算机系统的属性

单片机主要应用于控制领域，用以实现各种测试和控制功能，强调其控制属性，也将单片机称为微控制器 MCU 。

由于单片机在应用时通常是处于被控系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其“嵌入”的特点，也称其为嵌入式微控制器 EMCU 。

单片机的特点

1 、优异的性能价格比2 、控制功能强3 、集成度高、有很高的可靠性4 、低电压、低功耗

单片机的发展

第一阶段（ 1976~197

8 ）：初级单片机阶段。 I

ntel 公司 MCS-48

第二阶段（ 1978~198

3 ）：高性能单片机阶段。Intel 的 MCS-51 ， Motor

ola 的 6801 ， Zilog 的 Z

8 等。 第三阶段（ 1982~ 现在）：

8 位单片机巩固发展及 16

位单片机推出阶段。

单片机的应用

单机应用（ 1 ）在智能仪表中的

应用（ 2 ）在机电一体化中

的应用（ 3 ）在实时控制中的

应用（ 4 ）在家用电器中的

应用

多机应用

（ 1 ）多功能集散系统（ 2 ）并行多机控制系统（ 3 ）局部网络系统

1.2.5 典型单片机产品

主要厂家： Intel 、 Philips 、 Atmel 、 M

otorola 、 Zilog 。 其中 Intel 公司的 MCS-51 系列单片机是一

种高性能的单片机，其结构功能优化、易扩展、可靠性高、功耗低，本书以 MCS-5

1 为例介绍单片机的相关内容。

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