第1章 单片机基础知识

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1、第1章单片机基础知识1.1单片机概述1.2微型计算机中数的表示方法及数制间的转换1.3二进制数的运算1.4微机的码制和编码习题与思考题1.1单片机概述1.1.1微处理器、微型计算机和单片机的概念电子计算机高速发展到今天，通常可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五类。它们在系统结构和基本工作原理方面并无本质的区别，只是在体积、性能和应用领域方面有所不同。1.微处理器MP(MicroProcessor)微处理器就是传统计算机的CPU，是集成在同一块芯片上的具有运算和逻辑控制功能的中央处理器，简称MP，它是构成微型计算机

2、系统的核心部件。2.微型计算机MC(MicroComputer)以微处理器为核心，再配上存储器、I/O接口和中断系统等构成的整体，称为微型计算机。它们可集中装在同一块或数块印刷电路板上，一般不包括外设和软件。3.微型计算机系统MCS(MicroComputerSystem)这是指以微型计算机为核心，配上外围设备、电源和软件等，构成能独立工作的完整计算机系统。4.单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)单片机是将微处理器、存储器、I/O(Input/Output)接口和中断系统集成在同一块芯片上，具有

3、完整功能的微型计算机，这块芯片就是其硬件。1.1.2单片机的发展状况单片机的发展很快，每隔二三年就要更新换代一次，其发展过程大致可分为以下几个阶段。(1)第一代单片机(1974～1976年)：这是单片机发展的起步阶段。(2)第二代单片机(1976～1978年)：这一阶段生产的单片机已是单块芯片，但其性能低、品种少、寻址范围有限、应用范围也不广。(3)第三代单片机(1979～1982年)：这是8位单片机的成熟阶段。(4)第四代单片机(1983年以后)：这一阶段8位单片机向更高性能发展，同时出现了工艺先进、集成度高、内部功能更

4、强和运算速度更快的16位单片机，它允许用户采用面向工业控制的专用语言，如C语言等。1.1.3ATMEL89系列单片机简介ATMEL89系列(以下简称AT89)单片机是美国ATMEL公司生产的8位高性能单片机，其主要技术优势是内部含有可编程Flash存储器，用户可以很方便地进行程序的擦写操作，在嵌入式控制领域中被广泛的应用。AT89系列单片机与工业标准MCS-51系列单片机的指令组和引脚是兼容的，因而可替代MCS-51系列单片机使用。AT89系列单片机可分为标准型、低档型和高档型三种类型。表1-1列举出AT89系列单片机的概

5、况。表1-1AT89系列单片机概况型号AT89C51AT89C52AT89C1051AT89C2051AT89S8252档次标准型低档型高档型Flash/KB48128片内RAM/KB12825664128256I/O/条3232151532定时器/个23123中断源/个68369串行接口/个11111M加密/级33223片内振荡器有有有有有EEPROM/KB无无无无无1.2微型计算机中数的表示方法及数制间的转换1.2.1微型计算机中的常用数制微型计算机中常用的数制有三种，即十进制数、二进制数和十六进制数。1．十进制数十进

6、制数是我们最熟悉的一种进位计数制，其主要特点是：(1)它由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9不同的基本数码符号构成，基数为10。(2)进位规则是“逢十进一”，一般在数的后面加符号D表示十进制数。所谓基数，在数学中指计数制中所用到的数码的个数。2．二进制数二进制数是计算机内的基本数制，其主要特点是：(1)任何二进制数都只由0和1两个数码组成，其基数是2。(2)进位规则是“逢二进一”。一般在数的后面用符号B表示这个数是二进制数。二进制数同样可以用幂级数形式展开。3．十六进制数十六进制数是微型计算机软件编程时常采用的一种数制

7、，其主要特点是：(1)十六进制数由16个数符构成：0、1、2、…、9、A、B、C、D、E、F，其中A、B、C、D、E、F分别代表十进制数的10、11、12、13、14、15，其基数是16。(2)进位规则是“逢十六进一”。一般在数的后面加一个字母H表示是十六进制数。1.2.2数制间的转换1．二进制数与十六进制数的转换1)二进制数转化成十六进制数采用四位二进制数合成一位十六进制数的方法，以小数点开始分成左侧整数部分和右侧小数部分。2)十六进制数转换成二进制数将十六进制数的每位分别用四位二进制数码表示，然后把它们连在一起即为对应

8、的二进制数。2.二进制数与十进制数间的转换1)二进制数转换成十进制数将二进制数按权展开后相加即得到对应的十进制数。2)十进制数转化成二进制数十进制数的整数部分和小数部分转化成二进制数的方法不同，要将它们分别转换，然后将结果合并到一起即得到对应的二进制数。(1)十进制整数转成二进制整数的常用方法是“除2取