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
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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。
B yeB ye! See you next time!