【正文】 單片機原理及應用教程 本書主要內容 ? 單片機基礎知識 ? 單片機的組成與結構分析 ? MCS51 單片機的指令系統(tǒng) ? 單片機的程序設計 ? MCS51單片機的中斷系統(tǒng) ? 定時 /計數器 ? 單片機的串行通信及接口 ? MCS51單片機的系統(tǒng)擴展 ? 接口技術 ? MCS51兼容機及串行總線擴展 第 1章 單片機的基礎知識 ?▲ 微型計算機的系統(tǒng)組成 ?▲ 單片機概述 ?▲ 不同計數制之間的轉換 ?▲ 數的表示方法 ?▲ 思考練習題 微型計算機的系統(tǒng)集成 運算器 控制器 主存儲器 外存儲器 輸入設備 輸出設備 操作系統(tǒng) 匯編程序 裝配程序 調試程序 ?? 匯編語言 BA S IC 語言 F O RT R A N 語言 C 語言 ?? 財務軟件 教學軟件 管理軟件 ?? 應用軟件 程序設計語言 系統(tǒng)軟件 外部設備 主機 硬件系統(tǒng) 軟件系統(tǒng) 微型計算機系統(tǒng) 微型計算機的系統(tǒng)組成 主機 主機一般由運算器、控制器和主存儲器組成。 1. 運算器 運算器是進行算術和邏輯運算的部件，它由完成加法運算的加法器、存放操作數和運算結果的寄存器和累加器等組成。 2. 控制器 它是整個計算機硬件系統(tǒng)的指揮中心，根據不同的指令產生不同的動作，指揮整個機器有條不紊地自動地進行工作。 3. 主存儲器 主存儲器又稱為內存儲器，它由大量的存儲單元組成，用以存儲大量的數據及程序。 外部設備 1. 輸入設備 目前常用的有鍵盤、軟驅、磁帶機、光驅等 2. 輸出設備 常用的有顯示器、打印機、繪圖儀等 常用的外存有磁帶、磁盤、光盤，其中磁盤又可分為硬盤及軟盤。 單片機概述 單片機的發(fā)展概況 第一階段(1971～ 1976) 第二階段(1976～1979) 第三階段(1979～ 1982) 第四階段(1982～1990) 第五階段(1990至今 ) 單片機的應用 1. 在工業(yè)測控中的應用 2. 在智能產品中的應用 3. 在計算機網絡與通信技術中的應用 單片機的發(fā)展趨勢 不同計數制之間的轉換 十進制數 一個十進制數 ， 它的數值是由數碼 0， 1， 2， … ， 8， 9來表示的 。 數碼所處的位置不同 ， 代表數的大小也不同 。 例如： 53478=5 104+3 103+4 102+7 101+8 100，對應于： 5 3 4 7 8萬 千 百 十 個十進制10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 二進制數 二進制是按 “ 逢二進一 ” 的原則進行計數的。二進制數的基為 “ 2”，即其使用的數碼為 0、 1，共兩個。二進制數的權是以 2為底的冪。 例如： 10110100=1 27+0 26+1 25+1 24+0 23+1 22+0 21+0 20， 對應于： 其各位的權為 1， 2， 4， 8， … ，即以 2為底的 0次冪、 1次冪、 2次冪等。 (10110100)2＝1 27+0 26+1 25+1 24+0 23+1 22+0 21+0 20=180 1 0 1 1 1 000二進制2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 十六進制數 十六進制數的基為 16，即基數碼共有 l6個： 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7，8， 9， A， B， C， D， E， F。其中 A， B， C， D， E， F分別代表值為十進制數中的 10， 11， 12， 13， 14， 15。十六進制的權為以 16為底的冪。 例如： 4F8E=4 163+F 162+8 161+E 160=20366， 對應于： 4 EF 8十六進制16 3 16 2 16 1 16 0常用計數制表示數的方法比較 十進制 二進制 十六進制 0 0 0 1 1 1 2 10 2 3 11 3 4 100 4 5 101 5 6 110 6 7 111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F 16 10000 10 不同進制數之間的轉換 1. 十進制數轉換成二進制數的方法 就是用 2去除該十進制數 ， 得商和余數 ， 此余數為二進制代碼的最小有效位 (LSB)或最低位的值；再用 2除該商數 ， 又可得商數和余數 ， 則此余數為 LSB左鄰的二進制代碼 (次低位 )。 依此類推 ， 從低位到高位逐次進行 ， 直到商是 0為止 ， 就可得到該十進制數的二進制代碼 。 除二取余法 不同進制數之間的轉換 例如：將 (67)10轉換成二進制數 ， 過程如下： 6722 33 1022216 1842 20012100余數余數余數余數余數余數余數低位高位即： (67)10=(1000011)2。 不同進制數之間的轉換 1. 十進制數轉換成二進制數的方法 將已知十進制的小數乘以 2之后 ， 可能有進位 ， 使整數位為 1(當該小數大于 )， 也可能沒有進位 ， 其整數位仍為零 。 該整數位的值為二進制小數的最高位 。 再將乘積的小數部分乘以 2， 所得整數位的值為二進制小數的次高位 。 依此類推 ， 直到滿足精度要求或乘 2后的小數部分為 0為止 。 乘二取整法 例如：將 ()10轉換成二進制數，其過程如下： 2 2 2 整數部分為 1 就是二進制小數的第一位為 1 整數部分為 0 就是二進制小數的第二位為 0 整數部分為 1 就是二進制小數的第二位為 1 即： ()10=()2 不同進制數之間的轉換 2. 二進制數轉換為十進制數的方法 將二進制數轉換成十進制數時，只要將二進制數各位的權乘以各位的數碼 (0或 1)再相加即可。 例如：將 ()2制轉換成十進制數： ()2＝ 1 23+1 22+0 21+1 20+1 21+0 22+0 23+1 24＝ 8+4+0+1++0+0+=()10 不同進制數之間的轉換 3. 二進制與十六進制數之間的轉換方法 1) 二進制數轉換成十六進制數 例如：把 ()2轉換成十六進制數 。 1 0 1 1 0 11 0 1 . 1 11 1 0001 0 1 1 0 11 0 1 . 1 11 1 0000 0 0 0二進制十六進制二進制1 6 D C A.即： ()2=()16。 不同進制數之間的轉換 2)十六進制數轉換成二進制數 將十六進制數轉換成二進制數時，只要將每 1位十六進制數用 4位相應的二進制數表示即可完成轉換。 例如：將 (ECA16)16轉換成二進制數。 1 01 1 0 01 01 0 11 1 00 0二進制十六進制 E C A 1 61 1 0 0即： (ECA16)16=(11101100101000010110)2。 二進制數的算術運算規(guī)則 1. 二進制加法基本規(guī)則 0+0=0 0+1=1+0=1 1+1=0 向鄰近高位有進位 1+1+1=1 向鄰近高位有進位 2. 二進制減法基本規(guī)則 00=0 11=0 10=1 01=1 向鄰近高位有借位 3. 二進制乘法基本規(guī)則 0 0=0 0 1=1 0=0 1 1=1 4. 二進制除法基本規(guī)則 1/1=1 0/1=0 1. 邏輯與運算基本規(guī)則 0∧ 0=0 1∧ 0=0∧ 1=0 1∧ 1=1 2. 邏輯或運算基本規(guī)則 0∨ 0=0 1∨ 0=0∨ 1=1 1∨ 1=1 邏輯運算 3. 邏輯非運算基本規(guī)則 /0=1 /1=0 4. 邏輯異或運算基本規(guī)則 0⊕ 0=1⊕ 1=0 1⊕ 0=0⊕ 1=1 真值與機器數 單片機用來表示數的形式稱為機器數，也稱為機器碼。而把對應于該機器數的算術值稱為真值。 設： N1=+1010101 N2=1010101 這兩個數在機器中表示為： N1： 01010101 N2： 11010101 數的表示方法 0 1 0 1 0 10 1符號位 數值部分1 1 0 1 0 10 1符號位 數值部分在計算機中還有一種數的表示方法，即機器中的全部有效位均用來表示數的大小，此時無符號位，這種表示方法稱為 無符號數的表示方法 。 0 1 0 1 0 10 1 1 1 0 1 0 10 18 位全用來表示一個數表示無符號數 558 位全用來表示一個數表示無符號數 D5 原碼、反碼、補碼 1. 原碼表示法 原碼表示法是最簡單的一種機器數表示法，只要把真值的符號部分用 0或 1表示即可。 例如：真值為 +34與 34的原碼形式為： [+34]原 =00100010 [34]原 =10100010 0的原碼有兩種形式： [+0]原 =00000000 [0]原 =10000000 數的表示方法 8位二進制數原碼的表示范圍為：11111111~01111111，對應于 127~+127。 2. 反碼表示法 反碼是二進制數的另一種表示形式，正數的反碼與原碼相同；負數的反碼是將其原碼除符號位外按位求反。即原來為 1變?yōu)?0，原來為 0變?yōu)?1。 例如： [+34]反 =[+34]原 =00100010 [34]原 =10100010， [34]反 =11011101 0的反碼也有兩種形式： [+0]反 =00000000 [0]反 =11111111 8位二進制數反碼的表示范圍為： 10000000~01111111，對應于 127~+127。 數的表示方法 3. 補碼表示法 數的表示方法 9621－750 1 1 0 0 0 0 0－ 0 0 0 1 0 1 0 10 1 0 0 1 0 1 1962 3 575＋0 1 1 0 0 0 0 01 1 1 0 1 0 1 10 1 0 0 1 0 1 1＋1丟失正數的補碼表示方法與原碼相同，負數的補碼表示方法為它的反碼加 1。 例如： [21]原 =10010101 [21]反 =11101010 [21]補 =11101011 0的補碼只有一種表示方法，即 [+0]補 =[0]補 =00000000。 8位二進