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第1章 计算机基础知识概述 1.1 数制与编码 1.2 计算机系统组成 1.3 单片机与嵌入式系统组成 1.4 一个简单的单片机应用实例 本章结束 谢谢使用 * * 单片机原理及应用(第二版) 机械工业出版社 2007-8 1.1 数制与编码 1.1.1 计算机与二进制 计算机只是一种以二进制数据形式内部存储信息、以程序存储为基础、由程序自动控制的电子设备。二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。 1.1.2 数制及其转换 数制就是计数方式。常用的数制有二进制、八进制、十进制、十六进制数据 等。在计算机内只能使用二进制表示，因此，计算机在处理数据时，必须进行各种数制之间的相互转换。 1. 二进制数 二进制数只有两个数字符号：0和1。计数时按“逢二进一”的原则进行计数。二进制数的表示形式有(110)2 (110.11)2 10110B等。 2. 十六进制数 十六进制数有16个数字符号，其中0～9与十进制相同，剩余6个为A～F，分别表示十进制数的10～15。十六进制数的计数原则是逢“十六进一”。 为了便于区别不同进制的数据，一般情况下可在数据后跟一后缀： 二进制数用“B”表示（）； 十六进制数用“H”表示（如3A5H）； 十进制数用“D”表示（如39D或39）。 3. 不同数制之间的转换 (1) 二进制数转换为十进制数 对任意二进制数均可按权值展开将其转化为十进制数。 (10)2=1×21＋0×20=(2)10 对于十进制整数，可采用除２取余的方法转化成二进制数。对于十进制小数，可采用乘２取整的方法转化成二进制数。 (2) 二进制数与十六进制数的相互转换 在将二进制数转换为十六进制数时，其整数部分可由小数点开始向左每4位为一组进行分组，直至高位。若高位不足4位，则补0使其成为4位二进制数，其小数部分由小数点向右每4位为一组进行分组，不足4位则末位补0使其成为4位二进制数。 例如：1000101B=0100 0101B=45H 例如： 100101.101B=0010 0101.1010B=25.AH 需要将十六进制数转换为二进制数时，则为上述方法的逆过程。 例如：45.AH=0100 0101. 1010 B7 A B F 例如：7ABFH=0111 1010 1011 1111 B 　7 　 A　　 B　　 F 1.1.3 编码 1. 二进制数的编码 (1) 机器数与真值 一个数在计算机中的表示形式叫做机器数，而这个数本身（含符号“+”或“-”）称为机器数的真值。 通常在机器数中，用最高位“1”表示负数，“0”表示正数 (2) 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，其数值部分随后表示，称为原码。 2) 反码、补码。 在计算机中，任何有符号数都是以补码形式存储的。对于正数，其反码、补码与原码相同。 对于负数，其反码为：原码的符号位不变，其数值部分按位取反。 负数的补码为：原码的符号位不变，其数值部分按位取反后再加1（即负数的反码＋1），称为求补。 如果已知一个负数的补码，可以对该补码再进行求补码（即一个数的补码的补码），即可得到该数的原码 。 2. 二—十进制编码 二—十进制编码又称BCD编码，既具有二进制数的形式，以便于存储，又具有十进制数的特点，以便于进行运算和显示结果。在BCD码中，用4位二进制代码表示1位十进制数。 3. ASCII码 ASCII（American Standard Code for Information）码是一种国际标准信息交换码，它利用7位二进制代码来表示 字符，再加上1位校验位，故在计算机中用1个字节8位二进制数来表示一个字符，这样有利于对这些数据进行处理及传输。 1.2 计算机系统组成 1.2.1 计算机硬件组成 1. 计算机的基本结构 一台计算机的基本结构如图 1-1所示。它由运算器、控制 器、存储器、输入设备和输 出设备五部分组成。 图1-1 ?计算机的基本结构框图 2. 微型计算机 随着大规模集成电路技术的迅速发展，?把运算器、控制器和通用寄存器集成在一块半导体芯片上，称其为微处理器（机），也称CPU。 微处理器主要包括算术逻辑运算部件（ALU）、累加器、控制逻