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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一部分 单片机原理与应用,第一部分 单片机原理与应用,1,项目一 单片机基础知识的准备,项目背景,单片机技术是计算机技术的一个分支，因为芯片是按工业测控环境要求设计的,故抗干扰的能力优于PC机。用单片机构成的电路往往具有体积小、成本低、功能强、可靠性高、功耗低、电路简捷、开发和改进容易等一系列优点，已广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表和机器人制作等领域。单片机的应用使产品功能、精度和质量大幅度提升，且电路简单，故障率低，可靠性高，成本低廉，从而使它得到了越来越广泛的应用。,单片机应用技术是电气、电子、机电和通信等专业毕业生必备的专业知识和技能，学好单片机课程对将来的就业与个人职业发展的起着重要的作用。,项目一 单片机基础知识的准备项目背景,2,项目一 单片机基础知识的准备,项目目标,掌握数制与编码等预备知识,建立单片机的概念、了解与单片机相关知识,了解部分常用单片机的特性,项目任务,学习单片机的基本概念及相关知识,各种单片机的性能比较,项目一 单片机基础知识的准备项目目标,3,预备知识,数据表示与编码,计算机所处理的信息，必须先经过数字化处理，即对数据、文字、图形、符号等信息进行编码，成为计算机可以识别和处理的对象。二进制数由于只有“0”和“1”两个状态，便于物理实现，而且可以方便的实现信息的储存、传输和处理，所以沿用至今，因此我们要简单了解一下计算机中数据的表示方法。,预备知识数据表示与编码,4,1.数制及其转换,单片机中数据的表示和计算机是一致的，它对数据的操作主要是计算与处理加工。数制是数的制式，是人们利用符号进行计数的科学方法，常用的数制有二进制、十进制和十六进制等。,1.数制及其转换单片机中数据的表示和计算机是一致的，它对数,5,1.数制及其转换,1）数制的基数与权,基数：每个计数制中表示每个位数上可用字符的个数。,如十进制，每位上可用字符为09，故基数为10；,又如二进制，每位上可用字符为0、1，故基数为2。,权：数值中的每一位都有一个表示改为在数值中位置的值与之相对应，几进制数权就是基数的相应次幂。,如：二进制数 1 0 1 1.1 1,对应位权,1.数制及其转换1）数制的基数与权,6,1.数制及其转换,2）数制间的转换,（1）非十进制转换成十进制按位权展开,如：1101B=12,3,+12,2,+02,1,十12,0,8+4+0+1=13,1AFH116,2,1016,1,1516,0,431,（2）十进制二进制,整数部分：除2取余倒序,小数部分：乘2取整正序,如：14.35=1110.01011B,（3）二进制十六进制,二进制十六进制：按照表1.1，每四位一组，位数不足4时，整数部分前面补零，小数部分后面补零；,十六进制二进制：按照表1.1，将每一位的十六进制数展开成四位的二进制数即可。,1.数制及其转换2）数制间的转换,7,1.数制及其转换,如：(3AB.7E)16=(0011 1010 1011.0111 1110)2,(101 1101 0101 1010.1011 01)2=(5D5A.B4)16,各进制数的字母表示：二进制 八进制 十进制 十六进制,B Q D H,书写规定：十六进制数以字母开头时，前面要加“0”。,由于十六进制数易于书写和记忆，且与二进制数之间的转换十分方便，所以在书写计算机语言时多用十六进制数。,1.数制及其转换如：(3AB.7E)16=(0011 101,8,2编码,在计算机中采用的二进制代码通常需要按照一定规律编排，使每组代码具有一定的特定含义，成为机器可以表示并识别的带符号数据，即为计算机中的编码。,2编码 在计算机中采用的二进制代码通常需要按照一定规律编排,9,2编码,1）有符号数的编码,数学上有符号数的正负号分别用“+”和“-”来表示。在计算机中由于采用二进制，只有“1”和“0”两个数字，所以规定最高位是符号位，最高位为“0”表示正数，为“1”表示负数，计算机中的带符号数有三种表示法即原码、反码和补码。,(1)原码,正数的符号位用“0”表示，负数的符号位用“1”表示，数的绝对值与符号一起编码，这种表示法称为原码。,例如：Xl1010101 X1原01010101,X2-1010101 X2原11010101,左边数称为真值，右边为用原码表示的机器数，两者的最高位分别用“0”和“1”代替了“”和“-”。,(2)反码,一个数的反码可由原码求得。如果是正数，则其反码与原码相同；如果是负数，则其反码是符号位不变，其他各位均将“1”转换为“0”，“0”转换为“1”。,例如：Xl+1010101 X1反01010101,X2-1010101 X2反10101010,(3)补码,一个数的补码也可由反码求得。如果是正数，则其补码与反码相同；如果是负数，则其补码为反码加“1”。,例如：Xl101010 l X1补01010101,X2-1010101 X2补10101011,2编码1）有符号数的编码,10,2编码,2）有符号数的运算,根据有关资料介绍，当数用补码表示时，无论是加法还是减法，都可连同符号位一起进行运算，若符号位有进位，则丢掉，结果即为两数之和或差的补码形式。因此在计算机中普遍采用补码来表示带符号数，并进行相关的运算。,2编码2）有符号数的运算,11,2编码,3）十进制数的二进制编码表示,人们通常习惯使用十进制数，但是计算机内部数据的存储和运算均使用二进制数，为了解决这个矛盾，常用四位二进制数表示一位十进制数，称为二进制编码的十进制数。二进制编码的十进制数有许多编码方法，可以分为有权编码和无权编码两类，我们常用的BCD码就是有权编码的一种。有权编码种类有8421码（BCD码）、542l码、2421码，无权编码有余3码和格雷码等（详情参见相关资料）。,2编码3）十进制数的二进制编码表示,12,2编码,2编码,13,2编码,现以8421码为例进行讨论。,8421码是一种采用4位二进制数代表一位十进制数的编码系统，4位二进制数编码的位权从高位到低位分别为8、4、2、1。由于4位二进制数可以表示16种状态，而十进制只有10个数（0-9），所以只需在16种状态中取出前10种状态，将余下的六个状态（称为非法码）舍去，见表1.2。,使用8421BCD码表示十进制数后，十进制中的0-9将以BCD码形式出现，不需考虑位权，只要将十进制数的每一位逐一“翻译”成对应BCD码即可，如需计算，还是“逢十进位”。,2编码现以8421码为例进行讨论。,14,2编码,2编码,15,2编码,4）字母与字符的编码,由于计算机中采用二进制数，所以在计算机中表示字母和字符都要用特定的二进制编码表示。目前在计算机中普遍采用的ASCII码，已成为国际通用的标准编码，广泛用于微型计算机中。,ASCII编码采用7位二进制编码，可以表示128个字符，见表1.3。,任何一个字母、数字、标点符和控制符均可在表1.3中找到其对应的位置以及相应的ASCII编码。,例如，根据字母“P”所在位置的对应行可确定该字符的低4位编码(D3D2D1D0为0000)，根据对应列可确定高3位编码(D6D5D4为101)，将高3位编码与低4位编码连在一起组成了该字符的ASCII码1010000B或50H。,2编码4）字母与字符的编码,16,2编码,2编码,17,2编码,5）数据存储形式,（1）字节,在计算机内部，数据是以二进制的代码形式存储和运算的，数据的最小单位是二进制的一位数（Bit）。国际上统一把8位二进制数定义为一个字节（Byte），4位称为半字节。一个英文字母的编码可用一个字节来存储。,（2）字长,在计算机中常用一个字（word）表示数据或信息的长度。通常将组成一个字的位数叫该字的字长，一般用字长定义一台计算机进行信息处理时能同时处理的二进制代码的位数。例如某计算机的字长为16位，则表示该计算机的一个字由两个字节(16位二进制数)组成。,不同级别的计算机字长是不同的，字长越长，代表的数值就越大，计算的精度就越高。微型计算机常用的字长有8位、16位、32位和64位等。,2编码5）数据存储形式,18,动手与动脑：,列出与十进制数0255对应的二进制、十六进制关系表,动手与动脑：,19,
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