单片机原理及应用 徐敏 第1章 绪论新.ppt

教材 徐 敏主编，单片机原理及应用 机械工业出版社 1.1 单片机的基本概念 1.1.1 CPU、微型计算机、单片机 第一台电子计算机诞生于1946年2月。 1946年6月，冯·诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的思想，构建了计算机由运算器、控制器、存储器和输入/输出设备，组成这一计算机的经典结构，如图1-1所示。 微型计算机组成： 由微处理器（或称CPU，中央处理单元)、存储器加上I/O接口电路组成。 各组成部分： 通过地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）相连，再配以系统软件和I/O设备，构成完整的微型计算机系统，简称:微机，如下图所示。 什么是单片机 单片机半导体硅片上将几个基本组成部分——运算器、控制器、存储器(RAM、ROM、EPROM) 、输入/输出接口，全部集成到一块集成电路芯片中，使得这样一块集成电路芯片就是一部简单的微型计算机，具备了一般计算机的功能，可进行简单运算和控制。具有一台计算机的属性。也称为： 微控制器 MCU(MicroController Unit) 嵌入式控制器 EMCU（Embedded icroController Unit）。 我国，习惯使用“单片机”这一名称。 1.3 单片机的特点和应用  1、单片机特点 1）有优异的性能价格比。 2）集成度高，体积小，可靠性好。 3）低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 4）控制功能强。外部总线增加了I2C（Inter-Integrated?Circuit）及SPI（Serial?Peripheral?Interface）等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。 5）单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。 2、单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。 为什么能够获得大量的应用？ （1）功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强。 （2）简单方便，易于普及 （3）发展迅速，前景广阔。 （4）嵌入容易，用途广泛 总之，单片机软硬件结合、体积小，很容易应用到嵌入式控制系统中。 在下述领域广泛应用： 1.智能仪器仪表 2.工业控制 3．消费类电子产品 4.在计算机网络和通信领域中的应用。 5．单片机在医用设备领域中的应用。 另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用，例如，汽车的自动导航系统、航天测控系统、黑匣子等。 1.4.3 原码、反码和补码 数的正负表示形式： D7=1 表示负数，D7=0 表示正数。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 符号位 数值位 1） 编码方法 二-十进制数是十进制数，逢十进一，只是数符0～9用4位二进制码 0000 ～ 1001 表示而已； 每4位以内按二进制进位；　 4位与4位之间按十进制进位。 2）转换关系 ⑴ BCD码与十进制数相互转换关系 ⑵ BCD码与二进制数相互转换关系  BCD码与二进制数之间不能直接相互转换，通常要先转换成十进制数。 【例】将二进制转换成BCD码。 解= 67= [0110 0111]BCD 3） BCD码运算 BCD码用4位二进制数表示，但4位二进制数最多可表示16种状态，余下6种状态，1010～1111在BCD编码中称为非法码或冗余码。在BCD码的运算中将会出现冗余码，需要作某些修正，才能得到正确的结果。 4. ASCII码 字符数据的编码: 用二进制编码表示各种字母和符号ASCII码（American Standed Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）。 基本ASCII码标准定义了128个字符。ASCII码常用于计算机与外围设备的数据传输。常用字符的ASCII码见表1.5。 ASCII编码表 ASCII码用7位二进制数表示： 高3位组 低4位组 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 补码的加减法有如下运算规则： [X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X-Y]补=[X]补+[-Y]补 对于[-Y]补，也可以由[Y]补求出，即把[Y]补的符号与数值位一起取反，末位加?1，结果就等