项目一 键盘、显示系统的设计
陈兵飞 13814713512 cbfmail.ntvc.edu.cn,单片机原理及其应用,教学安排（电子）,理论教学（48学时） 上机实践（20学时） 考核方式 平时作业成绩10% 小测验成绩15% 实验成绩15% 理论笔试60%,学习的几点建议,建议课内外学时比例：1：2 向上 作业和上机题目独立完成 重视实验环节，多读和多写程序,关闭一切响闹装置（手机、各类播放器等） 有事请事先请假，上课不能迟到 课堂纪律希望得到大家的配合。,课堂要求,项目I 任务一 单片机最小系统,知识1 单片机概述 知识2 计算机中的数,1 单片机概述,1.1 微处理器、微型计算机和单片机的概念,1、微处理器 2、微型计算机 3、微型计算机系统 4、单片机,单片机: 通俗的来讲，就是把中央处理器CPU（Central Processing Unit），存储器（memory），定时器，I/O（Input/Output）接口电路等部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机又称为“微控制器MCU”。中文“单片机”的称呼是由英文名称“Single Chip Microcomputer”直接翻译而来的。,什么是单片机？,1.2 单片机的发展状况,1、第一代单片机（4位单片机19741976） 2、第二代单片机（低档8位单片机19761978） 3、第三代单片机（高档8位单片机19791982） 4、第四代单片机（16位单片机19831990） 5、新一代单片机（90年代以来）,体积大 集成度,功能单一,成熟,并行处理能力,新技术的增强,单片机的主要分类： 1、按应用领域可分为：家电类，工控类，通信类，个人信息终端类等； 2、按通用性可分为：通用型和专用型。通用型：内部资源比较丰富，性能全面，可履盖多种应用要求。使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。小到家用电器仪器仪表，大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。专用型：专用型单片机用途比较专一，出厂时程序已经一次性固化好，不能再修该的单片机。例如电子表里的单片机就是其中的一种。其生产成本很低。MCS-51单片机也是一种通用单片机，其结构及原理对所有的单片机都适用。 3、按总线结构可分为总线型和非总线型。如我们常常见到的89C51单片机就是总线结构。,常用的单片机： Intel- (MCS51系列,MCS96系列) Atmel- (AT89系列,MCS51内核) Microchip- (PIC系列) Motorola- (68HCXX系列) Zilog- (Z86系列) Philips- (87,80系列,MCS51内核) Siemens- (SAB80系列,MCS51内核) NEC- (78系列) Epson- (系列) ,1.3 ATMEL89系列单片机*,过程控制 数据处理 微机接口,1.4 单片机的应用*,智能产品 测控系统 数控系统,智能仪表,大型工业测控通信接口 （较复杂的数据处理）,1、什么是单片机应用系统？最简单的单片机系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件，主要由单片机、晶振电路和复位电路构成。而输入、输出部分则通过单片机的I/O口实现。一般地，单片机应用系统是指为实现特定的功能，由单片机、外围接口电路及合适的软件等构成的应用系统。2、单片机应用系统的组成:从上述典型实例可以看出，单片机系统的基本结构框图如图1-2所示。从图中可以看出，对于一个典型的单片机系统而言，主要由单片机（CPU）、晶振和复位电路、输入控制、输出显示、外围功能器件及通讯接口等6个部分组成。,图1-2单片机应用系统组成框图,2.1 进位制与数制转换,2 计算机中的数,2.2 二进制的运算,2.3 带符号数的表示,2.4 带符号数的计算,2.1 进位制与数制转换,整数部分 小数部分,三位,四位,表1-2 十进制、二进制、十六进制数对照表,2.2 二进制的运算,算术运算逻辑运算,加、减、乘、除,与、或、非、异或,2.3 带符号数的表示,位0 (LSB),位15 (MSB),字（word）和字节（byte）,1个字 (b),低位字节,高位字节,一个字节,1个字节 (a),位7 (MSB),位0 (LSB),8位机器数结构,1原码在微型计算机中，原码就是机器数的原始形式。最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，其余位表示数值。2反码微型计算机中二进制数的反码有正数反码和负数反码之分，求法也很简单。正数的反码和原码相同；负数反码的符号位与负数原码的符号位相同，其余按位取反。,(1) 正数的补码与正数的原码相同，一般表达式为：X补=X (X>0)。(2) 负数的补码由它的绝对值求反加1后得到，一般表达式为X补= X反+ 1。 (3) 0的补码只有一种，为 +0补=-0补=00000000B 对于8位二进制数，补码表示的范围为-128+127。,3补码,0 无溢出 CS1CS= 1 有溢出,2.4 带符号数的计算,（1）加法：X+Y=X补Y补XY补；（2）减法：X-Y=X补+Y补。,溢出的判别,8421BCD码BCD码是将每一位十进制数用四位二进制数编码，它保留了十进制的权，数字则用二进制数表示，因而也称为二-十进制数。8421码用0000B1001B组合表示09十个十进制数。而1010B1111B六个编码舍去不用。,计算机编码,8421码与十进制数的对应关系,BCD码的运算BCD码用4位二进制数表示09十个十进制数，但4位二进制数可表示16种状态。因而有六种状态在BCD编码中为非法码。这样在BCD码的运算中必须进行修正才能得到正确的结果。,(1) BCD码加法运算： 两个BCD码相加的原则是“逢十进位”，其和也是一个BCD数。,Eg. 用BCD码求56+28=?56=(0 1 0 1 0 1 1 0) BCD+） 28=(0 0 1 0 1 0 0 0) BCD 0 1 1 1 1 1 1 0+） 0 1 1 0 84=(1 0 0 0 0 1 0 0) BCD,低4位大于9，加6调整,(2) BCD码减法运算：BCD码作减法运算时也需要修正。修正的原则是：低4位出现非法码(大于9)或低4位向高4位有借位，则低4位减6修正；高4位出现非法码(大于9)或高4位最高位有借位，则高4位减6修正。,例1.15 用BCD码求98-69=?98=(1 0 0 1 1 0 0 0) BCD-） 69=(0 1 1 0 1 0 0 1) BCD 0 0 1 0 1 1 1 1-） 0 1 1 029=(0 0 1 0 1 0 0 1) BCD,低四位向高位有借位，减6调整,
