《单片机原理及接口技术》学习与实践指导.doc

《单片机原理及接口技术》学习与实践指导 《单片机原理及接口技术》学习与实践指导 - PAGE 4 - - PAGE 5 - 《单片机原理及接口技术》学习与实践指导 第 PAGE 6 页 共 NUMPAGES 110 页 第一篇 单片机原理与接口技术学习指导 单片机基础知识 1.1 内容提要 1. 概述 单片机具有体积小、功耗低、重量轻、价格低、可靠性高、开发使用简单等一系列优点。自问世以来己得到了非常广泛的应用。其中MCS-51及与之完全兼容的AT89系列单片机在我国应用最广。 （1）微机发展形成两大分支，一类是PC机，另一类是嵌入式微处理器（单片机）。PC机系统全力实现海量高速数据处理，兼顾控制功能。嵌入式系统全力满足测控对象的实时测控功能，兼顾数据处理能力。 （2）单片机发展概论。单片机发展可分为4个阶段。目前虽然己有性能优异的16位/32位单片机产生，但由于价格不菲，其应用受到一定限制。相反，由于AT89系列8位单片机的性价比高，却得到了广泛的应用，成为目前最流行的主流单片机型。 （3）AT89系列单片机是美国ATMEL公司生产的内含1～8KB Flash ROM的8位高性能单片机。按其功能可分为标准型、低档型和高档型三类，共有7种型号。 2. 微机中数的表示方法及其运算 微机系统中常用的数制是二进制、十进制和十六进制，表达形式有原码、反码和补码。计算机中二进制数的四则运算可以归结为加法和移位两种操作。 （1）二进制、十进制和十六进制的概念 二进制数和十六进制数是计算机中常用的数制。为区别起见，二进制数用尾缀B表示，十六进制数用尾缀H表示，十进制数则用尾缀D表示，但在书写时通常省略其尾缀D。 （2）二进制、十进制和十六进制数相互转换 ① 二进制数及十六进制数转换成十进制数，只要将二进制数或十六进制数按权展开，然后相加即可。 ② 十进制数转换成二进制数（或十六进制数），整数部分和小数部分要分别进行。即整数部分转换用“除2（或16）取余法”；小数部分用“乘2（或16）取整法”。 ③ 二进制数与十六进制数相互转换，按1位十六进制数对应于4位二进制数进行转换。 3. 二进制数的运算 （1）不同进制数的运算，必须先转换成同一进制数之后才能进行。 （2）二进制数的运算分算术运算和逻辑运算两种。算术运算包括加、减、乘、除四则运算，它们都可以归结为做加法和移位运算。逻辑运算包括与、或、非、异或运算等。 ① 加法运算规则为“0+0=0，1+0=0+1=1，1+1=10（逢二进一）”。 ② 减法运算规则为“0-0=0，1-0=1，1-1=0，0-1=1（借一当二）”。 ③ 乘法运算规则为“0×0=0，0×1=1×0=0，1×1=1” ④ 逻辑与运算规则为“0∧0=0，0∧1=1∧0=0，1∧1=1” ⑤ 逻辑或运算规则为“0∨0=0，1∨0=0∨1=1，1∨1=1” ⑥ 逻辑非运算规则为“=1，=0”。 ⑦ 逻辑异或又称半加，是不考虑进位的加法，其运算规则是“相同取0，相异取1”即“0 eq \o\ac(○,+)0=1 eq \o\ac(○,+)1=0，1 eq \o\ac(○,+)0=0 eq \o\ac(○,+)1=1”。 4. 微机的码制和编码 （1）在计算机中，数的正负必须在最高有效位分别用“0”和“1”表示。原码、反码和补码是计算机中有符号数的3种表示方法。引入补码，是为了将减法运算转换成加法运算。8位二进制数的原码、反码和补码有如下关系： ① 对于一个正数：[X]原=[X]反=[X]补 ② 对于一个负数：[X]补=[X]反+1 （2）单片机系统中常用编码有BCD码和ASCII码。 ① 用4位二进制数表示1位十进制数的编码称为BCD码。它有多种编码方案，其中8421BCD码最为常用。8421BCD码也称为二—十进制数，是一种十进制数，逢十进一，只是数符0～9用4位二进制码0000～1001表示而己。每4位以内按二进制进位，4位与4位之间按十进制进位。其加减运算有时会出错，需要修正。 ② 在微机系统中，世界各国普遍采用ASCII码来表示一些特殊的字符，如26个英文字母、标点符号、空格换行等。具体可查阅ASCII码表。 1.2 学习的基本要求与指导 1. 概述 本节仅要求一般性的了解从微机→单片机→AT89C51的发展概况，单片机技术未来发展趋势以及单片机广泛应用的领域，以激发读者学习单片机技术的兴趣。 2. 微机中数的表示方法及其运算 （1）建立二进制和十六进制的概念。 （2）学会二进制、十进制和十六进制数相互转换的方法，熟记0～16之间二进制、十进制和十六进制数的对应关系及相互转换。 （3）熟悉二进制和十六进制数加、减、乘、除以及“与”、“或”、“非”、“异或”运算方法。 （4）了解二进制数原码、反码和补码的表示方法。