单片机原理及接口技术 第1章

单片机原理及接口技术 第1章 1.1、1.2

单片机原理及接口技术

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PIC16F877 单片机构成的电梯控制系统

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单片机 PIC16F877

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单片机 AT89C51

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有关本课程学习的几点建议 本课程的先期课程是数字电路与微机原理 这方面知识掌握得不够好的请自己补上

本课程是一门实践性、应用性很强的学科 仅仅听懂还不够,重在培养动手能力

硬件/软件同样重要、不可偏废 硬件是骨架，软件是灵魂

预习、听课、复习、作业、实验环环都重要 用科学的方法学习

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1 微型计算机基础知识

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1946年2月15日，第一台电子数字计算机(ENIAC)问世， 这标志着计算机时代的到来。

ENIAC是电子管计算机，时钟频率 仅有100 KHz,但能在1秒钟的时间 内完成5000次加法运算。

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到目前为止计算机已经历了以下四个发展阶段：第一代电子管计算机(1946~1957) 第二代晶体管计算机(1958~1964)

第三代集成电路计算机(1965~1971)第四代大规模集成电路计算机(1972~现在) 计算机目前正朝着第五、第六代计算机发展。

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1.1 微型计算机概述1.1.1 微型计算机的基本概念微处理器(Microprocessor),简称MPU,是一个由算术逻辑运算单元、控制器单元、寄存器组及内部系统总线

等单元组成的大规模集成电路芯片。微处理器加上同样采用大规模集成电路制成的用于存储程 序和数据的存储器以及与输入输出设备相连接的输入输出 接口电路就构成了微型计算机(Microcomputer)。以微型计算机为主体，配上输入/输出设备、外存储设备、

电源机箱以及基本系统软件就可组成微型计算机系统。

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图1-1 微型计算机基本组成框图

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1.1.2 微型计算机的发展概况微处理器的发展经历了如下几个阶段：第一阶段(1971年~1973年)是4位和8位低档微处理器 时代，通常称为第一代。 第二阶段(1974年~1977年)是8位中高档微处理器时 代，通常称为第二代 。

第三阶段(1978~1984年)是16微处理器时代，通常称为第三代。

第四阶段(1985~1992年)是32位微处理器时代，又称为第四代。 第五阶段(1993年以后)是64位奔腾(Pentium)系列 微处理器时代，通常称为第五代。

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1.1.3 微型计算机的分类4位机

8位机(1)按处理器位数分类 16位机 32位机 64位机

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(2)按结构分类 单片微型计算机(Single Chip Microcomputer) 将微处理器、存储器、输入输出接口电路集成在一块

芯片上，称为单片微型计算机或单片机。单板微型计算机(Single Board Microcomputer)

将组成微型计算机的各功能部件都做在同一块印刷电路板上，称为单板微型计算机或单板机。 个人计算机(Personal Computer,简称PC机) I/O接口等芯片)、若干I/O接口卡、外部存储器、电源等

它是一种将一块主

机母板(内含微处理器、内存储器、 部件组装在一个机箱内，并配备显示器、键盘、打印机等基本外部设备所组成的计算机系统。

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1.2 常用的数制及编码1.2.1 常用的数制(1) 十进制数 十进制数中有0~9十个数字符号，任何一个数的大 小都可以用这十个数字符号的组合来表示。对于十进制数 D可用权展开式表示为( D)10 Dn 1 10n 1 Dn 2 10n 2 D0 100 D 1 10 1 D m 10 m i m

Di 10i

n 1

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其中Di是D的第i位数码，是0~9等十个数码中的一个， 基数为10,10i称为十进制的权。【例1-1】十进制数12.86可按权展开为

(12.86) 1 101 2 100 8 10 1 6 10 2 10对于十进制数12.86也可写为12.86D或(12.86)D。

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(2) 二进制数 在二进制数中只有0和1两个数码。对于二进制数B可 用权展开式表示为( B) 2 Bn 1 2n 1 Bn 2 2n 2 B0 20 B 1 2 1 B m 2 m i m

Bi 2i

n 1

其中Bi可取0或1。基数为2,2i称为二进制的权。二进制数 的加减运算中遵循逢二进一、借一为二的规则。 【例1-2】二进制数101.01可按权展开为

(101.01) 1 22 0 21 1 20 0 2 1 1 2 2 2对于二进制数101.01也可写为101.01B或(101.01)B。

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(3) 十六进制数在十六进制数中，采用0~9、A~F等十六个数码，其中 A~F相应的十进制数为10~15。对于16进制数H可表示 为 n 1 n 2 0 1 m H n 2 16 H 0 16 H 1 16 H m 16 i m

( H )16 H n 1 16n 1

H i 16i

其中Hi 是H的第i位数码，是0~F等16个数码中的一个， 基数为16,16i称为十六进制的权。 十六进制的加减运算中遵循逢十六进一、借一为十六 的规则。

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【例1-3】十六进制数2BA.7E可按权展开为(2BA.7E)16 2 162 11 161 10 160 7 16 1 14 16 2

同样对于十六进制数(2BA.7E)16也可写为2BA.7EH或 (2BA.7E)H。 二进制数与十六进制数之间存在有一种特殊关系，即 24=16,也就是说一位十六进制数恰好可用四位二进制数 表示，且它们之间的关系是唯一的。所以，在计算机应用 中，虽然机器只能识别二进制数，但在数字的表达上更广 泛地采用十六进制数。

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表1-2 几种进位制的数码对照十 进 制 0 1 2 3 4 5 0 1 10 11 100 101 二 进 制 0 1 2 3 4 5 八 进 制 0 1 2 3 4 5 十六进制

67 8 9

110111 1000 1001

67 10 11

67 8 9

1011 12 13

10101011 1100 1101

1213 14 15

AB C D

1415 16

11101111 10000

1617 20

EF 10

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4pr1.html