秦晓飞系列-单片机原理及应用-第1章-微机基础知识优秀PPT.ppt

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1、第1章 微机基础学问主讲老师：秦晓飞上海理工高校光电学院第1章 微机基础学问1.1 1.1 微处理器、微机和单片机的概念微处理器、微机和单片机的概念1.2 1.2 微机的工作过程微机的工作过程1.3 1.3 常用数制和编码常用数制和编码1.4 1.4 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示1.5 89C51/S511.5 89C51/S51单片机单片机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l微处理器微处理器(Microprocessor)(Microprocessor)l 是小型计算机或微型计算机是小型计算机或微型计算机的限制和处理部分，又称中心处的限制和处

2、理部分，又称中心处理单元理单元CPUCPU（Central Processing Central Processing UnitUnit）。）。l微机（微机（MicrocomputerMicrocomputer）l 是具有完整运算及限制功能是具有完整运算及限制功能的计算机。的计算机。图1-1 微机的微机的组成成 微处理器微处理器(CPU)(CPU)微处理器由限制器、运算器和若干个寄存器组成；微处理器由限制器、运算器和若干个寄存器组成；存储器存储器 存储器是指微机内部的存储器存储器是指微机内部的存储器(RAM(RAM、ROMROM和和EPROMEPROM等芯片等芯片)接口适配器（输入输出接口电路

3、）接口适配器（输入输出接口电路）输入输入/输出（输出（I/OI/O）设备）设备 /设设备备与与微微处处理理器器的的连连接接须须要要通通过过接接口口适适配配器器(即即/接接口口)1.1 微处理器、微机和单片机的概念l单片机（单片机（Single-Chip Single-Chip MicrocomputerMicrocomputer）l 是将微处理器、确定容量是将微处理器、确定容量RAMRAM和和ROMROM以及以及I/OI/O口、定时器等电路口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成单片微集成在一块芯片上，构成单片微型计算机。型计算机。图1-1 微机的微机的组成成 微处理器RAM ROMI/O口定时

4、器单片微型计算机单片微型计算机1.1.1 1.1.1 微处理器的组成微处理器的组成图图中中假假设设全全部部的的计计数数器器、寄寄存存器器和和总总线线都都是是8 8位位宽宽度度。数据单元数据单元ALUALU、计计数数器器、寄寄存存器器和和限限制制部部分分除除在在微微处处理理器器内内通通过过内内部部总总线线相相互互联联系系以以外外，还还通通过过外外部部总总线线和和外外部部的的存存储储器器和和输输入入/输输出出接接口口电电路路联联系。系。外外部部总总线线一一般般分分为为数数据据总总线线、地地址址总总线线和和限限制制总总线线，统统称称为系统总线。为系统总线。存储器包括存储器包括RAMRAM和和ROMR

5、OM。微微计计算算机机通通过过输输入入/输输出出接接口口电电路路可可与与各各种种外外围围设设备备联联接。接。1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-2 一个一个计算机模型算机模型运算器运算器限制器限制器寄存器寄存器1.1.1 1.1.1 微处理器的组成微处理器的组成1.1.运算器：运算器：组成组成 算术逻辑单元算术逻辑单元(简称简称ALUALU）累加器累加器 数据寄存器数据寄存器作用作用 把把传传送送到到微微处处理理器器的的数数据据进进行行算算术术运运算算或或逻逻辑辑运运算算。ALUALU可可对对两两个个操操作作数数进进行行加加、减减、与与、或或、比比较较大大小小等等操操作作，最最终终将将结

6、结果果存存入入累累加加器器。ALUALU执执行行不不同同的的运运算算操操作作是是由由不不同同限限制制线上的信息所确定的。线上的信息所确定的。ALUALU数据来源数据来源累加器、数据寄存器累加器、数据寄存器主要功能主要功能算术运算算术运算逻辑运算和逻辑测试，如零值测试、两值比较逻辑运算和逻辑测试，如零值测试、两值比较1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-2 一个一个计算机模型算机模型1.1.1 1.1.1 微处理器的组成微处理器的组成1.1.运算器：运算器：运算器功能实现过程举例：运算器功能实现过程举例：两两个个数数（7 7和和9 9）相相加加，在在相相加加之之前前，操操作作数数9 9放放在

7、在累累加加器器中中，7 7放放在在数数据据寄寄存存器器中中，执执行行两两数数相相加加运运算算的的限限制制线线发发出出“加加”操操作作信信号号，ALUALU即即把把两两个个数数相相加加并并把把结结果果（1616）存存入入累累加加器，取代累加器前面存放的数器，取代累加器前面存放的数9 9。1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-2 一个一个计算机模型算机模型1.1.1 1.1.1 微处理器的组成微处理器的组成2.2.限制器：限制器：组成组成 程程序序计计数数器器、指指令令寄寄存存器器、指指令令译译码码器器、时序发生器、操作限制器等时序发生器、操作限制器等作用作用 它它是是发发布布吩吩咐咐的的“决

8、决策策机机构构”，即即协协调调和和指挥整个计算机系统的操作。指挥整个计算机系统的操作。主要功能主要功能 从从内内存存中中取取出出一一条条指指令令，并并指指出出下下一一条条指指令在内存中的位置。令在内存中的位置。对对指指令令进进行行译译码码或或测测试试，并并产产生生相相应应的的操操作限制信号，以便启动规定的动作。作限制信号，以便启动规定的动作。指指挥挥并并限限制制CPUCPU、内内存存和和输输入入/输输出出设设备备之之间数据流淌的方向。间数据流淌的方向。1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-2 一个一个计算机模型算机模型1.1.1 1.1.1 微处理器的组成微处理器的组成3.3.主要寄存器：

9、主要寄存器：累加器（累加器（A A）数据寄存器（数据寄存器（DRDR）指令寄存器（指令寄存器（IRIR）和指令译码器（）和指令译码器（IDID）程序计数器（程序计数器（PCPC）地址寄存器（地址寄存器（ARAR）1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-2 一个一个计算机模型算机模型1.1.1 1.1.1 微处理器的组成微处理器的组成3.3.主要寄存器：主要寄存器：累加器（累加器（A A）累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。在算术和逻辑运算时，它具有双重功能双重功能：运算前，用于保存一个操作数；运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。数据寄存器（数据寄存器（DRDR）数据（缓冲）寄存器（DR

10、）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。1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-2 一个一个计算机模型算机模型1.1.1 1.1.1 微处理器的组成微处理器的组成3.3.主要寄存器：主要寄存器：指令寄存器（指令寄存器（IRIR）指指令令寄寄存存器器用用来来保保存存当当前前正正在在执执行行的的一一条条指指令令。当当执执行行一一条条指指令令时时先先把把它它从从内内存存取取到到数数据寄存器中，然后再传送到指令寄存器中。据寄存器中，然后再传送到指令寄存器中。指令译码器（指令译码器（IDID）指指令令分分为为操操作作码码和和地地址址码码字字段段

11、，由由二二进进制制数数字字组组成成。当当执执行行任任何何给给定定的的指指令令，必必需需对对操操作码进行译码，以便确定所要求的操作。作码进行译码，以便确定所要求的操作。指指令令寄寄存存器器中中操操作作码码字字段段的的输输出出就就是是指指令令译码器的输入。译码器的输入。操操作作码码一一经经译译码码后后，即即可可向向限限制制器器发发出出具具体操作的特定信号。体操作的特定信号。1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-2 一个一个计算机模型算机模型1.1.1 1.1.1 微处理器的组成微处理器的组成3.3.主要寄存器：主要寄存器：程序计数器（程序计数器（PCPC）通通常常又又称称为为指指令令地地址址计

12、计数数器器。在在程程序序起起先先执执行行前前，必必需需将将其其起起始始地地址址，即即程程序序的的第第一一条条指指令令所所在在的的内内存存单单元元地地址址送送到到PCPC。当当执执行行指指令令时时，CPUCPU将将自自动动修修改改PCPC的的内内容容，使使之之总总是是保保存存将将要要执执行行的的下下一一条条指指令令的的地地址址。由由于于大大多多数数指指令令都都是是按按依依次次执执行行的的，所所以以修修改改的的过过程程通通常常是是简洁的加简洁的加1 1操作。操作。地址寄存器（地址寄存器（ARAR）地地址址寄寄存存器器用用来来保保存存当当前前CPUCPU所所要要访访问问的的内内存存单单元元或或I/O

13、I/O设设备备的的地地址址。因因为为内内存存（I/OI/O设设备备）和和CPUCPU之之间间存存在在着着速速度度上上的的差差别别，所所以以必必需需运运用用地地址址寄寄存存器器来来保保存存地地址址信信息息，直直到到内内存存（I/OI/O设备）读设备）读/写操作完成为止。写操作完成为止。1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-2 一个一个计算机模型算机模型1.1.2 1.1.2 存储器和输入存储器和输入/输出接口输出接口1.1.存储器：存储器：地址总线、数据总线和若干限制线把存储器和微处理器连接起来。地址总线、数据总线和若干限制线把存储器和微处理器连接起来。存储器从存储器从CPUCPU接收限制信

14、号，以确定存储器执行读接收限制信号，以确定存储器执行读/写操作。写操作。地地址址总总线线将将8 8位位地地址址信信息息送送入入地地址址译译码码器器，地地址址译译码码器器的的输输出出可可以以确确定定唯唯一的存储单元。一的存储单元。数据总线用来传送存储器到数据总线用来传送存储器到CPUCPU或或CPUCPU到存储器的数据信息。到存储器的数据信息。2.I/O2.I/O接口及外设：接口及外设：每个外设与微处理器的连接必需经过接口适配器（每个外设与微处理器的连接必需经过接口适配器（I/OI/O接口）。接口）。每每个个I/OI/O接接口口及及其其对对应应的的外外设设都都有有一一个个固固定定的的地地址址，在

15、在CPUCPU的的限限制制下下实实现现对外设的输入（读）和输出（写）操作。对外设的输入（读）和输出（写）操作。1.1 微处理器、微机和单片机的概念图1-4 随机存取存随机存取存储器器1.2 微机的工作过程名称助记符操作码注释取入累加器LDA1001 0110(96H)将存储单元的内容取入累加器，其单元地址由下一个字节给出加法ADD1001 1011(9BH)将存储单元的内容和累加器的现有内容相加，结果放在累加器中，存储单元的地址由下一字节给出累加器送存STA1001 0111(97H)累加器内容送存，存储单元的地址由下一字节给出停机HLT0011 1110(3EH)停止全部操作l微机的微机的“

16、存储程序存储程序”工作方式工作方式l 计计算算机机实实行行“存存储储程程序序”的的工工作作方方式式，即即事事先先把把程程序序加加载载到到计计算算机机的的存存储储器器中中，当当启启动动运运行行后后，计计算算机机便便自自动动进进行行工工作作。计计算算器器虽虽然然也也有有运运算算和和限限制制的的功功能能，但但它它不不是是“存存储储程程序序”式式的的自自动动工工作作方方式式，所所以以不不能能称称为为计算机。计算机。l 任任何何计计算算机机都都有有它它的的指指令令系系统统，有有十十几几条条至至一一百百多多条条指指令令，并并有有若若干干种种寻寻址址方方式式。我我们们假假设设图图1-21-2所所示示的的模模

17、型型计计算算机机有有4 4条条指指令令，并并只只有有一一种种寻寻址方式址方式干脆寻址方式，模型机的指令及其说明如表干脆寻址方式，模型机的指令及其说明如表1-11-1所列。所列。1.2 微机的工作过程表表1-1 模型机指令表模型机指令表l干脆寻址方式干脆寻址方式l 寻寻址址方方式式是是指指用用什什么么方方法法找找寻寻指指令令的的操操作作数数。上上述述4 4条条指指令令除除HLTHLT外外，LDALDA、ADDADD和和STASTA都有操作数。干脆寻址方式的指令格式如图都有操作数。干脆寻址方式的指令格式如图1-51-5所示。所示。l 指指令令中中应应有有一一部部分分数数位位(8(8位位，即即1 1

18、字字节节)用用于于指指明明所所执执行行的的特特定定操操作作，这这部部分分(图图1-51-5中中的的第第1 1字字节节)称称为为操操作作码码。指指令令中中还还应应有有一一部部分分数数位位(图图1-51-5中中的的第第2 2字字节节)用用于于说说明明被被操操作作的的数数据据来来自自什什么么地地方方，这这一一部部分分叫叫操操作作数数的的地址。地址。1.2 微机的工作过程图1-5 干脆干脆寻址方式的指令格式址方式的指令格式l干脆寻址方式干脆寻址方式l 在在干干脆脆寻寻址址方方式式中中，一一条条指指令令(如如LDALDA、ADDADD和和STA)STA)须须要要2 2个个字字节节：第第1 1个个字字节节

19、是是操操作作码码，第第2 2个个字字节节不不是是操操作作数数，而而是是存存放放操操作作数数的的内内存存单单元元的的地址。例如：地址。例如：l LDA LDA 2323；将将地地址址为为2323的的内内存存单单元元中中的的内内容容7 7装装入入累累加加器器A A中中。2323为为操操作数的地址作数的地址1.2 微机的工作过程图1-6 执行行“LDA 23”指令指令1.2.1 1.2.1 执行一条指令的依次执行一条指令的依次 计计算算机机执执行行程程序序是是一一条条指指令令一一条条指指令令执执行行的的。执执行行一一条条指指令令的的过过程程可可分分为两个阶段，如图为两个阶段，如图1-71-7所示。所

20、示。在在计计算算机机中中，“存存储储程程序序”第第1 1条条指指令令的的第第1 1个个字字节节确确定定是是操操作作码码。这这样样，CPUCPU首首先先进进入入取取指指阶阶段段，从从存存储储器器中中取取出出指指令令并并通通过过CPUCPU译译码码后后，转转入入执执指指阶阶段，在这期间，段，在这期间，CPUCPU执行指令指定的操作。执行指令指定的操作。取取指指阶阶段段是是由由一一系系列列相相同同的的操操作作组组成成的的，因因此此，取取指指阶阶段段的的时时间间总总是是相相同同的的。而而执执行行指指令令的的阶阶段段是是由由不不同同的的事事务务依依次次组组成成的的，它它取取决决于于被被执执行行指指令令的

21、的类类型型。执执行行完完一一条条指指令令后后接接着着执执行行下下一一条条指指令令。所所以以，程程序序的的执执行行依依次次是是取指、执指，取指、执指取指、执指，取指、执指如此反复直至程序结束。如此反复直至程序结束。1.2 微机的工作过程图1-7 取指令、取指令、执行指令序列行指令序列1.2.2 1.2.2 执行一条指令的过程执行一条指令的过程 指指令令“LDA“LDA 23”23”的的执执行行过过程程是是怎怎样样的的呢呢?这这是是一一条条干干脆脆寻寻址址方方式式的的指指令令，执行的过程如图执行的过程如图1-81-8所示。所示。LDALDA指指令令的的指指令令周周期期由由3 3个个CPUCPU周周

22、期期(即即机机器器周周期期)组组成成。其其中中，第第1 1个个CPUCPU周周期期为为取取指指令令阶阶段段；执执行行指指令令阶阶段段由由2 2个个CPUCPU周周期期组组成成，第第2 2个个CPUCPU周周期期中中将将操操作作数数的的地地址址送送往往地地址址寄寄存存器器并并完完成成地地址址译译码码，在在第第3 3个个CPUCPU周周期期中中，从从内内存存取取出出操作数并执行装入的操作。操作数并执行装入的操作。1.2 微机的工作过程图1-8 干脆干脆访问内存指令的指令周期内存指令的指令周期1.2.3 1.2.3 执行一个程序的过程执行一个程序的过程 接受干脆寻址，执行一个接受干脆寻址，执行一个“

23、7+10”“7+10”的程序实例如表的程序实例如表1-21-2所示。所示。1.2 微机的工作过程1.2.3 1.2.3 执行一个程序的过程执行一个程序的过程 1.2 微机的工作过程1.2.3 1.2.3 执行一个程序的过程执行一个程序的过程 1.2 微机的工作过程1.2.3 1.2.3 执行一个程序的过程执行一个程序的过程 1.2 微机的工作过程1.3 常用数制和编码1.3.1 1.3.1 数制与数制之间的转换数制与数制之间的转换1.1.数制数制计数的进位制计数的进位制 二进制：二进制：是是“0”“0”和和“1”“1”这这样样的的数数、逢逢2 2进进位位。按按权权绽绽开开时时权权的的基基数数为

24、为2 2。用用后后缀缀字母字母“B”“B”表示。表示。如：如：1001B=123+022+021+120=91001B=123+022+021+120=9（十进制数）（十进制数）十进制：十进制：是是“0”“9”“0”“9”之之间间的的数数、逢逢1010进进位位。按按权权绽绽开开时时权权的的基基数数为为1010。用用后后缀字母缀字母“D”“D”表示。表示。如：如：1135D=1103+1102+3101+5100 1135D=1103+1102+3101+5100 十六进制：十六进制：是是“0”“9”“0”“9”，“A,B,C,D,E,F”“A,B,C,D,E,F”之之间间的的数数、逢逢1616

25、进进位位。按按权权绽绽开开时时权权的基数为的基数为1616。用后缀字母。用后缀字母“H”“H”表示。表示。如：如：1C5H=1162+12161+5160=453D1C5H=1162+12161+5160=453D1.3 常用数制和编码1.3.1 1.3.1 数制与数制之间的转换数制与数制之间的转换1.1.数制数制计数的进位制计数的进位制 1.3 常用数制和编码1.3.1 1.3.1 数制与数制之间的转换数制与数制之间的转换2.2.不同数制之间的转换不同数制之间的转换二进制、十六进制转化成十进制：二进制、十六进制转化成十进制：将二、十六进制数按权绽开相加即为相应的十进制数。将二、十六进制数按权

26、绽开相加即为相应的十进制数。如：如：1101.11B=123+122+021+120+12-1+12-2=13.75D1101.11B=123+122+021+120+12-1+12-2=13.75D如：如：1F.AH=1161+15160+1016-1=31.625D1F.AH=1161+15160+1016-1=31.625D十进制转换成二进制数：十进制转换成二进制数：整整数数部部分分除除2 2取取余余，商商为为0 0止止，余余数数倒倒置置；小小数数部部分分乘乘2 2取取整整，积积为为0 0止止或或满满足足精度要求时停止，整数顺置精度要求时停止，整数顺置如：如：11.625D=1011.1

27、01B11.625D=1011.101B1.3 常用数制和编码0.6252=1.25 1 MSB0.252=0.5 00.52=1 1 LSB1.3.1 1.3.1 数制与数制之间的转换数制与数制之间的转换2.2.不同数制之间的转换不同数制之间的转换十进制转换成十六进制数：十进制转换成十六进制数：整整数数部部分分除除1616取取余余，商商为为0 0止止，余余数数倒倒置置；小小数数部部分分乘乘1616取取整整，积积为为0 0止止或或满满足精度要求时停止，整数顺置足精度要求时停止，整数顺置如：如：100.0625D=64.1H100.0625D=64.1H二进制转换成十六进制数：二进制转换成十六进

28、制数：将将二二进进制制数数以以小小数数点点为为界界四四位位一一分分，不不足足补补0 0，用用一一位位十十六六进进制制数数代代替替四四位位二二进制数。进制数。如：如：10011.11B=0001 0011.1100 B=13.C H10011.11B=0001 0011.1100 B=13.C H十六进制转换成二进制数：十六进制转换成二进制数：将十六进制数以小数点为界，用四位二进制数代替一位十六进制数。将十六进制数以小数点为界，用四位二进制数代替一位十六进制数。如：如：D4.E H=1101 0100.1110 BD4.E H=1101 0100.1110 B1.3 常用数制和编码1.3.2 1

29、.3.2 计算机中的常用编码计算机中的常用编码1.BCD1.BCD（Binary Coded DecimalBinary Coded Decimal）码）码二二-十进制码十进制码 BCD码是一种二进制形式的十进制码，也称二-十进制码。它用4位二进制数表示1位十进制数，最常用的是8421BCD码，见表1-4。8421BCD码用0000B-1001B代表十进制数0-9，运算法则是逢十进一。8421BCD码每位的权分别是8，4，2，1，故得此名。例如，十进制1649的BCD码为0001 0110 0100 1001。1.3 常用数制和编码十进制数8421BCD码二进制数十进制数8421BCD码二进制

30、数000000000810001000100010001910011001200100010100001 00001010300110011110001 00011011401000100120001 0010 1100501010101130001 0011 1101601100110140001 01001110701110111150001 010111111.3.2 1.3.2 计算机中的常用编码计算机中的常用编码2.ASCII2.ASCII（American Standard Code for Information InterchangeAmerican Standard Code

31、 for Information Interchange）码）码 ASCII码是一种字符编码，是美国信息交换标准代码的简称。它由7 7位位二进制数码构成，共有128个字符。ASCII码主要用于微机与外设通信。当微机与ASCII码制的键盘、打印机及CRT等连用时，均以ASCII码形式进行数据传输。例如，当按微机的某一键时，键盘中的单片机便将所按的键码转换成ASCII码传入微机进行相应处理。1.3 常用数制和编码1.3.2 1.3.2 计算机中的常用编码计算机中的常用编码3.ASCII3.ASCII扩展码扩展码 由8 8位位二进制数码构成，共有256个字符。4.UNICODE4.UNICODE编码

32、编码 由1616位位二进制数码构成，共有65536个字符。1.3 常用数制和编码1.4 数据在计算机中的表示 因因AT89C51AT89C51是是8 8位单片机，因此以位单片机，因此以8bit8bit二进制数进行讲解。二进制数进行讲解。1.4.1 1.4.1 有符号数有符号数 有有符符号号的的8 8位位二二进进制制数数用用最最高高位位D7D7表表示示数数的的正正或或负负，0 0代代表表“+”“+”，1 1代代表表“-”“-”，D7D7称为符号位，称为符号位，D6D0D6D0为数值位。为数值位。上上述述的的8 8位位带带符符号号二二进进制制数数又又有有3 3种种不不同同表表达达形形式式，即即原原

33、码码、反反码码和和补补码码。在计算机中，全部有符号数都是以补码形式存放的。在计算机中，全部有符号数都是以补码形式存放的。1.1.原码原码 一一个个二二进进制制数数，用用最最高高位位表表示示数数的的符符号号，其其后后各各位位表表示示数数值值本本身身，这这种种表示方法称为原码。原码的表示范围是表示方法称为原码。原码的表示范围是-127+127-127+127。例如。例如:X=+1011010B XX=+1011010B X原原=01011010B=01011010BX=-1011010B XX=-1011010B X原原=11011010B=11011010B1.4 数据在计算机中的表示D7D6

34、D0符号位数值位1.4.1 1.4.1 有符号数有符号数2.2.反码反码 正正数数的的反反码码与与原原码码相相同同，符符号号位位确确定定为为0 0，其其余余位位为为数数值值位位。负负数数的的反反码码符符号号位位为为1 1，数数值值位位将将其其原原码码的的数数值值位位逐逐位位求求反反。反反码码的的表表示示范范围围是是-127+127127+127。例如。例如:X=-1011010B XX=-1011010B X原原=11011010B X=11011010B X反反=10100101B=10100101B3.3.补码补码 正正数数的的补补码码与与原原码码相相同同。负负数数的的补补码码符符号号位位

35、为为1 1，数数值值位位将将其其原原码码的的数数值值位逐位求反后加位逐位求反后加1 1，即负数的反码加，即负数的反码加1 1。补码的表示范围是。补码的表示范围是-128+127-128+127。例如。例如:X=-1011010B X X=-1011010B X补补=10100110B=10100110B 通通常常计计算算机机中中的的数数用用补补码码表表示示，用用补补码码进进行行运运算算。一一个个很很明明显显的的优优点点是是减法可以用补码的加法来运算。减法可以用补码的加法来运算。这这里里还还要要特特殊殊提提示示“溢溢出出”的的概概念念。溢溢出出与与进进位位不不同同，溢溢出出是是指指有有符符号号数

36、的运算结果超出了数数的运算结果超出了数-128+127-128+127的表示范围，破坏了符号位。的表示范围，破坏了符号位。1.4 数据在计算机中的表示1.4.1 1.4.1 有符号数有符号数4.4.机器数与真值机器数与真值机器数：计算机中以二进制形式表示的数。机器数：计算机中以二进制形式表示的数。真值：机器数所代表的数值。真值：机器数所代表的数值。例如，机器数例如，机器数10001010B10001010B，它的真值为，它的真值为138138（无符号数）（无符号数）-10-10（原码）（原码）-117-117（反码）（反码）-118-118（补码）（补码）【例【例1-51-5】怎样依据真值求补

37、码，或依据补码求真值？】怎样依据真值求补码，或依据补码求真值？答：答：一是求负数的补码，用确定值一是求负数的补码，用确定值“取反加取反加1”1”来求补码；来求补码；二二是是求求负负数数（补补码码）的的真真值值，可可先先将将该该补补码码数数用用“取取反反加加1”1”的的方方法法得得到到其其确确定值，再在确定值前添加一负号。定值，再在确定值前添加一负号。另：补码的表盘理论可以自行查阅。另：补码的表盘理论可以自行查阅。1.4 数据在计算机中的表示1.4.2 1.4.2 无符号数无符号数 无无符符号号的的8 8位位二二进进制制数数没没有有符符号号位位，从从D7D0D7D0皆皆为为数数值值位位，所所以以

38、8 8位位无无符符号号二二进进制数的表示范围是制数的表示范围是0+2550+255。1.4 数据在计算机中的表示8位二十进制数无符号数原码反码补码0000 00000+0+0+00000 00011+1+1+10000 00102+2+2+20111 1100124+124+124+1240111 1101125+125+125+1250111 1110126+126+126+1260111 1111127+127+127+1271000 0000128-0-127-1281000 0001129-1-126-1271000 0010130-2-125-1261111 1100252-124-

39、3-41111 1101253-125-2-31111 1110254-126-1-21111 1111255-127-0-11.5 89C51/S51单片机 8051 8051是是IntelIntel公司推出的内核架构，其他公司的公司推出的内核架构，其他公司的5151系列单片机系列单片机都是以都是以80518051为内核的。为内核的。5151系系列列单单片片机机有有多多种种型型号号的的产产品品，如如一一般般型型（5151子子系系列列）80C5180C51、80C3180C31、87C5187C51和和89C5189C51等等，增增加加型型（5252子子系系列列）80C3280C32、80C5

40、280C52、87C5287C52和和89C5289C52等等。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。80C3180C31片内没有程序存储器，片内没有程序存储器，80C5180C51内部设有内部设有4KB4KB的掩膜的掩膜ROMROM程序存储器。程序存储器。87C5187C51是将是将80C5180C51片内的片内的ROMROM换成换成EPROMEPROM，89C5189C51则换成则换成4KB4KB的的Flash ROMFlash ROM。5151增加型（增加型（5252子系列）的程序存储器容量为一般型的子系列）的程序存储器容

41、量为一般型的2 2倍。倍。通常以通常以8C518C51代表这一系列的单片机，代表这一系列的单片机，其中其中=0=0掩膜掩膜ROMROM =7EPROM/OTPROM =7EPROM/OTPROM =9Flash ROM =9Flash ROM1.5 89C51/S51单片机 89系列单片机已经在片内增加4KB或8KB的Flash ROM，而且整个89C51/89C52芯片比87C51便宜得多。所以现在已经没有人运用80C31或87C51开发产品了。单片机是典型的嵌入式系统，从体系结构到指令系统都是依据嵌入式应用特点特地设计的，能最好地满足面对限制对象、应用系统的嵌入、现场的牢靠运行以及非凡的限

42、制品质要求。因此，单片机是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。嵌入式系统与单片机已深化到国民经济众多技术领域，从天上到地下，从军事、工业到家庭日常生活。在人类进入信息时代的今日，难以想像，没有单片机的世界将会 怎 样！本 教 程 以 ATMEL、PHILIPS和 SST等 公 司 的 89系 列 单 片 机 中 的AT89C51/P89C51/SST89E554（以下简称为89C51)为典型机，讲解并描述单片机的硬件结构、原理、接口技术、编程及其应用技术。舍弃80C31扩展EPROM的传统模式，而依据目标任务选择所需不同档次（片内不同存储器容量）的89系列单片机。AT89C系列单片机属常规类型，只能用通用编程器进行编辑，不能进行下载编程，AT89S系列单片机主要特点是具有ISP功能，也就是说，对AT89S芯片进行编程时，不须要将芯片从目标板上取下，只需用一根下载线即可对AT89S单片机进行下载编程。1.5 89C51/S51单片机1.5 89C51/S51单片机1.5 89C51/S51单片机感谢！