第1章微机基础知识李朝青单片机原理及接口技术.ppt

目 录 第1章 微机基础知识 第2章 89C51单片机硬件结构和原理 第3章 指令系统 第4章 汇编语言程序设计知识 第5章 中断系统 第6章 定时器及应用 第7章 89C51串行口及串行通信技术 第8章 单片机小系统及扩展 第9章 应用系统配置及接口技术 第10章 系统实用程序 参考资料 第一章 微机基础知识 §1.1 微处理器、微机和单片机的概念 §1.1 微处理器、微机和单片机的概念 概念 1、微处理器 微处理器(Microprocessor) 微型计算机（Microcomputer,简称微机 MC） 是具有完整运算及控制功能的计算机。 单片机（Single-Chip Microcomputer） 是将微处理器、一定容量RAM和ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成单片微型计算机。 §1.1.1 微处理器（机）的组成 1、运算器 计算机的模型 微处理单元与存储器及I/O接口组成的计算机模型如 图1-2所示。 图中只画出CPU主要的寄存器和控制电路，并且假设所有的计数器、寄存器和总线都是8位宽度。 ALU、计数器、寄存器和控制部分除在微处理器内通过内部总线相互联系以外，还通过外部总线和外部的存储器和输入/输出接口电路联系。 外部总线一般分为数据总线、地址总线和控制总线，统称为系统总线。 存储器包括RAM和ROM。 微计算机通过输入/输出接口电路可与各种外围设备联接。 1、运算器 1）运算器的组成 2）运算器的作用 是把传送到微处理器的数据进行运算或逻辑运算。 例如： 两个数（7和9）相加，在相加之前，操作数9放在累加器中，7放在数据寄存器中，执行两数相加运算的控制线发出“加”操作信号，ALU即把两个数相加并把结果（16）存入累加器，取代累加器前面存放的数9。 3）ALU的两个主要的输入来源 4）运算器的两个主要功能 （1）执行各种算术运算。 2、控制器 1）控制器的组成 2）作用 它是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个计算机系统的操作。 3）控制器的主要功能 3、CPU中的主要寄存器 1）累加器（A） 2）数据寄存器（DR） 数据（缓冲）寄存器（DR）是通过数据总线（DBUS）向存储器（M）和输入/输出设备I/O送（写）或取（读）数据的暂存单元。 3）指令寄存器（IR） 指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。 4）指令译码器（ID） 指令分为操作码和地址码字段，由二进制数字组成。当执行任何给定的指令，必须对操作码进行译码，以便确定所要求的操作。 5）程序计数器（PC） 通常又称为指令地址计数器。 6）地址寄存器 （AR） 地址寄存器用来保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。 §1.1.2 存储器和输入输出接口 1、存储器 1、存储器 如图1-4所示。 地址总线、数据总线和若干控制线把存储器和微处理器连接起来。 存储器从CPU接收控制信号，以确定存储器执行读/写操作。 地址总线将8位地址信息送入地址译码器，地址译码器的输出可以确定唯一的存储单元。 数据总线用来传送存储器到CPU或CPU到存储器的数据信息。 2、I/O接口及外设 每个外设与微处理器的连接必须经过接口适配器（I/O接口）。 每个I/O接口及其对应的外设都有一个固定的地址，在CPU的控制下实现对外设的输入（读）和输出（写）操作。 §1.2 常用数制和编码 § 1.2.1 数制及数制间转换 § 1.2.2计算机中常用编码 § 1.2.1 数制及数制间转换 1. 数制——计数的进位制 2、不同数制之间的转换 1. 数制——计数的进位制 1.二进制：是“0”和“1”这样的数、逢2进位。按权展开时权的基数为2。用后缀字母“B”表示。 如：1001=1×23+0×22+0×21+1×20 =9（十进制数） 2.十进制：是“0”—“9”之间的数、逢10进位。按权展开时权的基数为10。用后缀字母“D”表示。 如：1135=1×103+1×102+3×101+5×100 3.十六进制：是“0”—“9”，“A,B,C,D,E,F”之间的数、逢16进位。按权展开时权的基数为16。用后缀字母“H”表示。 如：1C5H=1×162+12×161+5×160 =453D 2、不同数制之间的转换 1、二进制、十六进制转化成十进制： 将二、十六进制数按权展开相加即为相应的十进制数。 如：1101=1×23+1×22+0×21+1×20 =13D 如：1FH=1×161+15×160 =31D 2、十进制转换成二进制数： 将十进制数除2取余，商为0止余数倒