1、第一章 單片機基礎知識1-1 單片機概述1-2 數制及數碼內容提要:1-1 單片機概述一、什么是單片機單片機就是單片微型計算機(Single-Chip Microcomputer)。微型計算機系統的硬件部分通常由五部分組成:輸入設備運算器輸出設備控制器存儲器這種計算機系統通常由多塊印刷電路板制成：多板機 主板顯卡聲卡存儲器接口網卡輸入輸出接口內存條CPUCPUCPU芯片內存條存儲器接口存儲器芯片輸入輸出接口輸入輸出接口芯片定時計數器芯片A/D、D/A芯片單板機 印 刷 電 路 板以單片機為核心的應用系統廣泛應用于：家用電器；工業過程控制；儀器儀表；智能武器；航空、汽車等領域。二、單片機系統的組

2、成CPUABDBCB存儲器接口部件鍵盤顯示器數碼管打印機定時計數器單片機系統硬件部分軟件部分單片機芯片外圍器件CPU內存中斷控制邏輯通用接口運算器寄存器組控制器并行I / O口串行UART定時/計數器ADC0809、DAC0832825382518255A、81552764、6264指令系統應用程序1-2 數制及數碼計算機只識別和處理數字信息，數字是以二進制數的形式表示的。它易于物理實現，同時，資料存儲、傳送和處理簡單可靠；運算規則簡單，使邏輯電路的設計、分析、綜合方便，使計算器具有邏輯性。一、數制1、常用數制 （1.）十進制數： 1985 = 1000+900+80+5 = 1103+910

3、2+8101+5100 特點：有0 9 十個不同的符號。 逢十進一。 一般用下腳標 D 表示，如 1985D ,或無下腳標。 （ 2.）二進制數： 特點：有0，1兩個不同的符號。 逢二進一。二進制數的下腳標為B 例如：對于整數， 1001B=123+022+021+120 = 9D 對于小數， 0.101B = 12-1 + 02-2 + 12-3 = 0.625D 二進制數每一位的權是：以小數點分界， .24 , 23 , 22 , 2 1, 2 0 . 2 -1, 2 -2, 2 - 3, （ 3.）十六進制數： 有0 9 ，A,B,C,D,E,F 共十六個不同的符號。 逢十六進位。用下腳

4、標 “H” 表示十六進制數。 例：327 H = 3162+2161+7160 = 807D 3AB . 11H = 3162+A161+B160+1161+116-2 =939 . 0664 D 45 余數 22 111051211001222222即 45 = （101101）2例1、將十進制數45轉換成二進制數。例2：十進制小數部分的轉換: 乘二取整0.68752最高位 取 1 1.37500.375 2取 0 0.750 2取 1 1. 500.5 2最低位 取 1 1. 0從上至下寫成從左至右10110.6875D = 0.B二、數碼1、機器數與真值機器只認識二進制數：0、1。這是因

5、為，電路狀態常常有兩種情況，如：電路的通、斷； 高電平、低電平；可用0、1表示。在機器中，這種0、1、0、1的表現形式稱為機器數。機器數分為無符號數、帶符號數。無符號數如：00000001、10010011、01010010、 等等，范圍：00H FFH。有符號數如：+1010110B、-1101001B、等等01010110B、11101001B 2、機器數的編碼及運算對帶符號數而言，有原碼、反碼、補碼之分，計算機內一般使用補碼。（1）原碼將數“數碼化”，原數前“+”用0表示，原數前“-”用1表示，數值部分為該數本身，這樣的機器數叫原碼。設X原數；則X原 = X（X0） X原 = 2n-1

6、X （X0），n為字長的位數。如，+3原 = 00000011B -3原 = 27 - （-3） = 10000011B0有兩種表示方法：00000000 +0 10000000 -0原碼最大、最小的表示：+127、-128 （2）反碼規定正數的反碼等于原碼；負數的反碼是將原碼的數值位各位取反。X反 = X （X0）X反 =（2n 1）+ X （X0）如，+4反 = +4原 = 00000100 B-4反=(281)+(-5)=11111111-00000101= 11111010 B 反碼范圍：-128 +127 兩個0： +0 00000000 B -0 11111111 B 運用補碼可使

7、減法變成加法。規定：正數的補碼等于原碼。負數的補碼求法：1）反碼 + 1 2）公式：X補 = 2n + X （X0）如，設X = - 0101110 B ， 則X原 = 10101110 B則X補 = X反 + 1 = 11010001 + 00000001 = 11010010 B如，+6補 = +6原 = 00000110 B -6補 = 28 + （-6） = 10000000 00000110 = 11111010 B8位補碼的范圍 128 +127。 0 的個數：只一個，即00000000而10000000 B是-128的補碼。原碼、反碼、補碼對照表：見下表123（3）補碼補碼的概念

8、：現在是下午3點，手表停在12點，可正撥3點，也可倒撥9點。即是說-9的操作可用+3來實現，在12點里：3、-9互為補碼。 八位二進制數所能表示的數據范圍 機器數 無符號數 原碼 反碼 補碼00000000 0 +0 +0 +000000001 1 +1 +1 +1 . . . . .01111111 127 +127 +127 +12710000000 128 -0 -127 -12810000001 129 -1 -126 -127 . . . . . . . . . .11111110 254 -126 -1 -211111111 255 -127 -0 -1（4）補碼的運算當X0時，X

9、補= X反=X原 X補補 = X原X補+ Y補 = X+Y 補 X-Y 補= X+（-Y）補例：已知 X=52 Y=38 求X-Y 方法1： 減法： X-Y = 52-38 =14 0 0 1 1 0 1 0 0 -） 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 (5) 運算的溢出問題 由于計算機中表示數據的字長（位數）有一定限制，所以數據的表示應有一個范圍。 如字長8位時； 補碼范圍-128+127若運算結果超出這個范圍，便溢出。例： 98補： 0 1 1 0 0 0 1 0 25補：+）0 0 0 1 1 0 0 1 123補 0 0 1 1 1 1 0 1 1 未溢出

10、 0 0 Cs+1 Cs（未溢出） 85補： 0 1 0 1 0 1 0 1 47補：+）0 0 1 0 1 1 1 1 132補： 1 0 0 0 0 1 0 0 溢出 0 1 Cs+1 Cs （溢出）錯：兩個正數相加和為負數。 - 85補： 1 0 1 0 1 0 1 1 - 47補：+）1 1 0 1 0 0 0 1 - 132補：1 0 1 1 1 1 1 0 0 溢出 1 0 Cs+1 Cs 錯：兩個負數相加和為正數。 1、（6） 十進制數的編碼對機器：二進制數方便，對人 ：二進制數不直觀，習慣于十進制數。在編程過程中，有時需要采用十進制運算，但機器不認識十進制數。怎么辦？可以將十進

11、制的字符用二進制數進行編碼： 00000 5 0101 1010 1111 1 0001 6 0110 1011 2 0010 7 0111 1100 3 0011 8 1000 1101 4 0100 9 1001 1110 這叫做二進制數對十進制編碼BCD碼。上述每4位二進制數表示一個十進制字符，這4位中各位的權依次是： 8、4、2、18421 BCD碼。BCD碼的運算：例、 1 8 +） 3 2 1 0 0 0 1 1 0 0 0+）0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 B是非BCD碼（錯）需進行十進制調整： 0 0 0 1 1 0 0 0 +）0 0 0 0

12、0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 （個位大于9，應進1） +） 0 1 1 0 （加6使進1） 0 0 1 0 0 0 0 1 （結果形如21）BCD碼加法規則：兩個BCD數相加時，“某位”的和小于10則保持不變；兩個BCD數相加時，“某位”的和大于9，則和數應加6修正。BCD碼減法規則：兩個BCD數相減時，“某位”的差未發生借位，則差數保持不變；兩個BCD數相減時，“某位”發生了借位，其差應減6修正。這里“某位”指BCD數中的“個位”、“十位”、“百位”、 加法舉例： 0 1 1 0 0 1 0 1 （6 5） +）1 0 0 1 0 1 1 1 （97） 1 1 1 1 1 1 0 0 +）0 1 1 0 0 1 1 0 （加66調整） 1 0 1 1 0 0 0 1 0 （162） 減法舉例： 0 0 1 1 0 1 0 0 （3 4） -） 0 0 0 1 0 1 0 1 （15） 0 0 0 1 1 1 1 1 -） 0 1 1 0 （減6調整） 0 0 0 1 1 0 0 1 （29）（7）字符信息的表示計算機能識別0、1、0、1、；這些0、1、0、1、有的代表數值，有的僅代表要處理的信息（如字母、標點符號、數字符號等文字符號），所以，計算機不僅要認識各種數字，還要能識別各