单片机第一章..ppt

九、微型计算机的概念九、微型计算机的概念 ㈠、微型计算机的组成㈠、微型计算机的组成 1.1.计算机的基本结构计算机的基本结构 输入设备输入设备运算器运算器存储器存储器 输出设备输出设备控制器控制器 输入命令 数据 数据 输出命令 操作 命令 数据 指令 存取命令 接口接口 外围设备外围设备 CPU CPU 内存内存 主机主机 2 2、微型计算机的基本结构、微型计算机的基本结构 3 3、微型计算机的结构特点、微型计算机的结构特点 微型机的总线结构微型机的总线结构 总线总线( (Bus)Bus)：：微型计算机各功能部件的连接线，各功微型计算机各功能部件的连接线，各功 能部件之间的公共信息通道能部件之间的公共信息通道 总线宽度：总线宽度：总线上能并行传送的二进制位数总线上能并行传送的二进制位数 内部总线：内部总线：CPUCPU或单片机芯片内部各逻辑部件之间的或单片机芯片内部各逻辑部件之间的 信息传输线通常为单总线结构信息传输线通常为单总线结构。

外部总线：外部总线：指微型机各功能芯片之间的信息传输线指微型机各功能芯片之间的信息传输线 CPUCPU或单片机芯片应用系统的主要外部引线或单片机芯片应用系统的主要外部引线 系统总线：系统总线：微机系统各逻辑功能板卡之间的信息传微机系统各逻辑功能板卡之间的信息传 输线输线 通常为统一标准总线通常为统一标准总线 ( (3) 3) 控制总线控制总线 CBCB 单向三态传送各种控制脉冲、单向三态传送各种控制脉冲、 联络、状态电平等信号，联络、状态电平等信号，使存使存 储器、储器、I/OI/O接口等部件协调工作接口等部件协调工作 控制总线的根数根据微型计算机控制功能的需要而定控制总线的根数根据微型计算机控制功能的需要而定 3 3、微型计算机的结构特点、微型计算机的结构特点 微型计算机总线的主要信号线微型计算机总线的主要信号线 1KB存储器 地址 存储内容 0 10011010 1 01101011 … 1023 10100111 CPU 地址 内容 读写控制 ( (1) 1) 地址总线地址总线 ABAB 单向三态传送存储器和单向三态传送存储器和 I/OI/O接口的地址信息。

接口的地址信息 地址总线宽度决定计算机寻址空间地址总线宽度决定计算机寻址空间( (最大寻址最大寻址) ) ( (2) 2) 数据总线数据总线 DBDB 双向三态传送程序和数据的双向三态传送程序和数据的 二进制代码二进制代码 数据总线宽度一般与微型机的数据总线宽度一般与微型机的 字长相同字长相同 MCS-51MCS-51有有1616根地址总线，寻址空间根地址总线，寻址空间2 216 16 = 64 = 64K=65536K=65536 4、几个基本概念 （（1 1））. .计算机的字、字长、字节计算机的字、字长、字节 字：字：计算机中用一组二进制数码表示一个信息，计算机中用一组二进制数码表示一个信息， 这组二进制数码称为计算机的这组二进制数码称为计算机的““字字”” 字长：字长：CPUCPU并行处理二进制的数据位数并行处理二进制的数据位数 8 8位机、位机、1616位机、位机、3232位机和位机和6464位机 字节字节：：8 8位二进制数称为一个字节位二进制数称为一个字节(byte)(byte) （（2 2））. .运算速度、内存存取周期运算速度、内存存取周期 运算速度：运算速度：CPUCPU处理速度时钟频率、主频、每秒运算次数处理速度时钟频率、主频、每秒运算次数 6 6MHzMHz、、12MHz12MHz、、2424MHzMHz、、100MHz100MHz、、300MHz300MHz。

内存存取周期：内存读写速度内存存取周期：内存读写速度 5050nSnS 、、70nS 70nS 、、200200nSnS （（3 3）、存贮器容量）、存贮器容量 存储器存储器是微型计算机内存放二进制信息的是微型计算机内存放二进制信息的““仓库仓库”” 存贮单元地址存贮单元地址 存贮单元中的内容存贮单元中的内容 存储器容量存储器容量就是可以存储二进制信息的能力，其单位是就是可以存储二进制信息的能力，其单位是 字节（字节（ByteByte）每每10241024个字节称为个字节称为1 1K K字节（即字节（即1 1KBKB），）， 每每10241024K K字节称为字节称为1 1M M字节（即字节（即1 1MBMB））, ,每每10241024M M字节称为字节称为 1 1G G字节（即字节（即1 1GBGB）） 4、几个基本概念 （（4 4））. .堆栈堆栈 堆栈是按“先进后出”原则存取数据的存储区 MCS-51堆栈设在片内RAM区 数据入栈/出栈时，SP自动加1/减 1， 其内容始终为栈顶地址 复位时 SP=07H 4、几个基本概念 ㈡㈡、微型计算机的软件、微型计算机的软件 1.1.计算机语言计算机语言 （（1 1）机器语言）机器语言 指令的二进制代码，又称指令代码。

机器语言指令指令的二进制代码，又称指令代码机器语言指令 组成的程序称目标程序组成的程序称目标程序 MCS-51 MCS-51两个寄存器相加的机器语言指令两个寄存器相加的机器语言指令 00101000. 00101000. （（ 2 2 ））汇编语言汇编语言 与机器语言指令一一对应的英文单词缩写，称为指令与机器语言指令一一对应的英文单词缩写，称为指令 助记符汇编语言编写的程序称为汇编语言程序汇编语言编写的程序称为汇编语言程序 MCS-51 MCS-51两个寄存器相加汇编语言指令：两个寄存器相加汇编语言指令：ADD AADD A，，R0. R0. （（3 3）高级语言）高级语言 语句和语法接近人们习惯的表达方式高级语言编写语句和语法接近人们习惯的表达方式高级语言编写 的程序称为高级语言源程序的程序称为高级语言源程序 2.不同计算机语言的应用 源程序目标程序 编译 程序 汇编语言程序可以高效率利用计算机资源，目标程序占 用内存少，执行速度快，适合于自动测控系统反应快速、结 构紧凑的要求实际应用中，常与C语言配合使用 高级语言程序容易掌握，通用性好，但编译程序系统开 销大，目标程序占用内存多，且执行时间比较长，多用于科 学计算、工业设计、企业管理。

源程序通过编译得到机器能执行的目标程序源程序通过编译得到机器能执行的目标程序 3.3.微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成 微处理器 (CPU) 运算器 控制器 系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…) 应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…) 程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言) 微型计算机系统 硬件 微型计算机 （主机） 软件 外围设备 存储器 (内存) RAM ROM 外部设备 辅助设备 输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…) 辅助存储器(磁带、磁盘、光盘) 输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…) (I/O接口) 总线 (AB、DB、CB) 电源电路 时钟电路 4 4、计算机发展趋势、计算机发展趋势 q微型化─ 便携式、低功耗. q巨型化─ 尖端科技领域的信息处理，需要 超大容量、高速度 q智能化─ 模拟人类大脑思维和交流方式， 多种处理能力 q系列化、标准化─ 便于各种计算机硬、软 件兼容和升级 q网络化─ 网络计算机和信息高速公路 q多机系统─ 大型设备、生产流水线集中管 理(独立控制、故障分散、资源共享)。

㈢、计算机中的数㈢、计算机中的数 介绍计算机中数的表示方法和基本运算方法 1 1、、进位计数制进位计数制 l⑴ 十进制ND有十个数码0～9、逢十进一 十进制用于计算机输入输出，人机交互 l⑵ 二进制NB两个数码:0、1, 逢二进一 二进制为机器中的数据形式 l⑶ 十六进制NH十六个数码:0～9, A～F, 逢十六进一 十六进制用于表示二进制数 l⑷ 不同进位制数以下标或后缀区别,十进制数可不带下标 如:101、101D、101B、101H、101H 2.2.各种进位计数制各种进位计数制 （（1 1）十进制）十进制NDND 有十个数码：有十个数码：0 0～～9 9，逢十进一逢十进一 例：例：1234.5=1101234.5=1103 3 +210 +2102 2 +310 +3101 1 +410 +4100 0 +510 +510-1 -1 加权展开式以加权展开式以1010称为基数，各位系数为称为基数，各位系数为0 0～～9 9一般表达式：一般表达式： ND= d ND= dn-1 n-110 10n-1 n-1+d +dn-2 n-210 10n-2 n-2 +…+d +…+d 0 0 10100 0 +d +d-1 -110 10-1 -1+… +… （（2 2）） 二进制二进制NBNB 两个数码：两个数码：0 0、、1, 1, 逢二进一。

逢二进一 例例 1101.101=12 1101.101=12 3 3 +12+12 2 2 +02+02 1 1 +12+12 0 0 +12+12-1 -1+12 +12-3 -3 加权展开式以加权展开式以2 2为基数，各位系数为为基数，各位系数为0 0、、1 1一般表达式：一般表达式： NB = b NB = bn-1 n-12 2n-1 n-1 + b + bn-2 n-22 2n-2 n-2 +…+b +…+b 0 0 22 0 0 +b +b-1 -12 2-1 -1+… +… （（3 3）十六进制）十六进制NHNH 十六个数码十六个数码0 0～～9 9、、A A～～F F，，逢十六进一逢十六进一 例：例：DFC.8=1316DFC.8=13162 +1516 +15161 +1216 +12160 +816 +816-1 展开式以十六为基数，各位系数为展开式以十六为基数，各位系数为0 0～～9 9，，A A～～F F 一般表达式：一般表达式： NH= h NH= hn-11616n-1+ h+ hn-21616n-2+…+ h+…+ h016160+ h+ h-11616-1+…+… 2.2.各种进位计数制各种进位计数制 3、 不同进位计数制之间的转换 （（1 1）、进位计数制的一般表达式：）、进位计数制的一般表达式： Nr= a Nr= an-1 n-1 r r n-1 +a +an-2 n-2 r r n-2+ … +a + … +a 1 1r r 1＋ ＋a a 0 0r r 0＋ ＋a a-1 -1 r r -1… …＋＋a a - -m m r r -m 一个一个r1r1进制的数转换成进制的数转换成r2r2进制数的方法：进制数的方法： 先展开，然后按先展开，然后按r2r2进制的运算法则求和计算。

进制的运算法则求和计算 （（2 2）、二、十六进制数转换成十进制数）、二、十六进制数转换成十进制数 先展开，然后按照十进制运算法则求和先展开，然后按照十进制运算法则求和 举例：举例： 1011.1010 1011.1010B=12B=123+12+121+12+120+12+12-1。