一、计算机以及单片机简介
1.计算机到单片机发展历程
1. 冯·诺伊曼计算机 ①冯·诺依曼结构:以二进制存储信息,存储程序为基础的计算机结构思想。 ②经典结构:由运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备组成。 ③二进制是计算机硬件能直接识别并进行处理的唯一形式。一条条有序指令的集合称为程序。执行程序就是逐条执行指令。 2. 从计算机到单片机 Intel MCS-48 Intel MCS-51 Intel MCS-96 常用51单片机厂商及型号: Intel:80C51,80C52 ATMEL:89C51,89C52 STC:89C51,89C52 3. 微型计算机、个人计算机、单板机、单片机 ①微型计算机:微机 由CPU、只读存储器(ROM)、读写存储器(RAM)、输入输出接口电路及系统总线组成的计算机。 ②个人计算机:PC 分为台式个人微机和便携式个人微机。 上位机:单片机开发中,PC方便的实现对单片机的编程,编译,代码下载及调试,此时称为上位机。 ③单板机:开发板 将单片机系统各个部分都组装在一块PCB。 ④单片机:微控制器(MCU) 微处理器,存储器(RAM,ROM)、定时器及输入/输出接口组成。
2.数制与编码
1.数制
①表示方法: 二进制用“B”表示 十进制用“D”表示 十六进制用“H”表示 ②二进制?十进制:位权展开法,整数的最后1位权值为0,权为2,按位依次展开。 ③十进制?二进制:整数部分采用“除2取余法”,第一位余数为整数最低位;小数部分采用“乘2取整法”,第一次整数为小数后最高位。 ④二进制?十六进制:整数部分,从右往左4位1组;小数部分,从左往右4位1组; ⑤ 十六进制?二进制:同二进制转化为十六进制。
2.编码 机器数与真值:一个数在计算机中的表示形式称为机器数,这个数本身称为机器数的真值。 原码:符号位与数值位。正数符号位用“0”表示,负数符号位用“1”表示。 反码:正数,反码与原码,补码相同;负数原码符号位不变,数值部分按位取反。 补码:计算机中,有符号数以补码形式储存。负数的补码,原码符号位不变,数值部分按位取反+1(反码+1) 补码的补码为原码。 8位二进制数作为补码形式,表示数的范围:-128-+127 8位二进制数作为无符号数,表示数的范围:0-255 3.二-十进制编码 BCD编码。4位二进制数表示1位十进制数。 进行BCD加法时,高四位或者低四位大于9时,需要加6修正。 4.ASCII码 非数值型编码。 0 30H A 41H a 61H
3.计算机系统组成
1.计算机硬件组成 主机:微处理器,存储器,输入/输出(I/O)接口通过一组通用信号线连接在印刷电路板上。 2.存储器 存储器分为随机存储器(RAM)和只读存储器(RAM)两种。存储器具有记忆功能,用来存放数据和程序。 RAM:存放中间数据。掉电不保护。 ROM:存放程序。掉电保护。 最小储存单位:二进制数的每一位是数据的最小储存单位。8位(bit)二进制称为一个字节(Byte)字节是计算机储存信息的基本数据单位。特别的1个汉字为2个字节。 3.总线 总线:连接计算机各部件之间的一组公共信号线。分为系统总线和外总线。 系统总线:微处理器为核心引出的连接计算机各逻辑功能部件的信号线。连接存储器,输入/输出接口等通过标准接口挂接在总线上。分为地址总线(AB),控制总线(CB),数据总线(DB)。总线上任一时刻只能有一个挂在总线上的设备传送一种信息。 地址总线(AB):为单片机输出地址信息,供其访问储存器单元或者外部设备。地址信息,唯一对应某一存储单元。 控制总线(CB):传输控制信号,向存储器发出控制命令。 数据总线(DB):存储器与单片机传输数据。 I/O口:输入输出接口。
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