第一章 基础知识 原码表示时，最高位为符号位，正数用0表示，负数用1表示，其余位用来表示数的绝对值。 N位二进制的符号位的绝对值，其原始代码表示范围为-(2n-1-1)~+(2n-1-1)。 例如：如果用8位二进制来表示原码，那么数字的范围是-127~+127。 表达原码时，假设机器字长为8位，-0的编码为10000000，+0的编码为00000000。 【例1-1】求+67和-25的原码（机器字长为8位）因为+67=67=1000011B-25=25=11001B，所以[+67]原码=01000011B[-25]原码=10011001B 第一章基础知识 反码 反码表示时，最高位为符号位。 正数用0表示，负数用1表示。正数的反码与原码相同，负数的反码可以在原码的基础上。 上面，符号位保持不变，其余位反转。 对于n位二进制，其补码表示范围为-(2n-1-1)~+(2n-1-1)。 对于0，假设机器字长为8位，-0的补码为11111111B，+0的补码为00000000B。 [例1-2] 求+67 和-25 的补码（机器字长为8 位）。 因为[+67]原=01000011B[-25]原=10011001B，所以[+67]逆=01000011B[-25]逆=11100110B第一章基础知识在二进制补码表示中，最高位是符号位，为正数数字用0表示，负数用1表示。正数的补码与原码相同，负数的补码可以在原码的基础上求得，符号位不变，其余位反转，最后一位加 1。
对于负数X，X的补码也可以通过2n-X得到，其中n是计算机字长。 [例1-3] 求+67 和-25 的补码（机器字长为8 位）。 因为[+67]原始= 01000011B [-25]原始= 10011001B，所以[+67]补码= 01000011B [-25]补码= 11100111B。 另外，计算补数也可以采用补运算的方法来获得。 补码操作：一个二进制数，符号位和数值位一起取反，最后一位加1。 补码运算具有以下特点： 第一章基础知识 对数求补 因为[25]对[-25]求补，所以[-25]补码=11100110+1=11100111B。 补数的表示范围。 对于n位二进制，其补码表示范围为-(2n-1)~+(2n-1-1)。 在补码表示中，0、-0和+0的补码是相同的。 假设机器字长为8位，0的补码为00000000B。 第一章基础知识 补码的加减运算 补码的加法运算规则： 对于[-Y]补码，只需查找[Y]补码即可得到。 [例1-5] 假设计算机字长为8 位，完成下列补码运算。 25+32[25] 化妆 = 00011001B [32] 化妆 = 00100000B [25] 化妆 = 00011001 [32] 化妆 = 11001 所以 [25+32] 化妆 = [25] 化妆 + [32] 化妆上= 00111001B = [57]补充25+(-32)[25]补充=0011001B[-32]补充=11100000B[25]补充=00011001[-32]补充=11001所以[25+(-32)]补充= [25]补充+[ -32]补充=11111001B=[-7]补充第一章基础知识25-32[25]补充=0011001B[-32]补充=11100000B[25]补充=00011001[-32]补充=11001所以[25- 32] 补充 = [25] 补充 + [-32] 补充 = 11111001B = [-7] 补充 25-(-32) [25] 补充 = 00011001B [32] 补充 = 00100000B [25] 补充 = 00011001[ 32]补码=11001，因此[25-(-32)]补码=[25]补码+[32]补码=00111001B=[57]补码五。 十进制数的表示法 十进制编码也称为BCD码。
分为压缩BCD码和非压缩BCD码。 压缩BCD码也称为8421码。 它使用四位二进制编码来表示一个十进制符号。 例如：十进制数124的压缩BCD码为0。十进制数4.56的压缩BCD码为0100.01010110。 第一章基础知识 未压缩的BCD码使用八位二进制来表示一个十进制符号。 二进制码的低四位与压缩BCD码相同，高四位任意。 例如：十进制数124的未压缩BCD码是00。 1.1.2计算机中字符的表示当今计算机中字符数据的编码通常采用美国信息交换标准码ASCII码（American Standard Code Information Interchange）。 基本的ASCII码标准定义了128个字符，用七位二进制编码，其中包括26个英文大写字母、26个小写字母、0到9的十个数字符号以及一些特殊符号（如“：”、“！”、“ %”）和控制符号（如换行、翻页、回车等）。 第一章基础知识 1.2 单片机及其特点 1.2.1 单片机基本概念 单片机是微型计算机的一种。 它结合了微型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器和串行接口。 、中断系统等电路集成在一块集成电路芯片上，构成微型计算机。
因此，它被称为单片机，或简称为微控制器。 微控制器可分为两类：通用型和专用型。 使用单片机时，要注意以下几个概念的异同： (1)单片机： (2)单片机： (3)多板机：第一章基础知识1.2.2 单片机的主要特点 （1）存储器结构方面，单片机的存储器采用哈佛结构。 ROM和RAM是严格分开的。 ROM称为程序存储器，RAM仅存储程序、固定常量和数据表，并用作工作区。 并存储数据。 (2)在芯片引脚上，大多采用分时技术。 (3)关于内部资源访问，通过使用特殊功能寄存器。 (4)关于指令系统。 ，使用面向控制的命令系统。 (5)内部一般集成有全双工串行接口。 (6)单片机具有较强的外部扩展能力。 第一章基础知识 1.3 单片机的发展及其主要品种。 1 4 位微控制器 1.3.2 8 位微控制器 1.3.3 16 位微控制器 1.3.4 32 位微控制器。 1978年之前，各厂家生产的8位单片机一般没有串行接口，只提供小范围的寻址空间（小于8KB），性能相对较低，被称为低端8位单片机。 1978年以后，集成电路水平提高，出现了一些高性能8位单片机，其寻址能力达到了64KB。 ，芯片中集成了4-8KB的ROM。 除了并行I/O端口外，芯片还具有串行I/O接口，有的甚至还集成了A/D转换器。
这种类型的微控制器称为高端8位微控制器。 第一章基础知识 1.4 单片机应用 1.4.1 单片机应用 （1）工业自动化控制。 (2)智能仪器仪表。 （3）计算机外围设备和智能接口（4）家用电器。 1.4.2 多机应用 1.4.3 单片机级别 (1) 民用级或商用级。 温度适应性在0℃至70℃之间，适合机房和一般办公环境。 (2)工业级。 温度适应能力在-40℃~85℃之间，适合工厂和工业控制，对环境适应性强。 (3)军用级。 温度适应能力在-65℃~125℃之间，适用于环境条件恶劣、温度变化较大的室外区域。 主要用于军事。 第二章 单片机基本原理 第二章 单片机基本原理 2.1 MCS-51 系列单片机简介 MCS-51 系列单片机是美国 Intel 公司于 1980 年推出的高性能 8 位单片机。子系列，51和52。51子系列主要有8031、8051、8751三种型号，其指令系统与芯片引脚完全兼容。 只是片上程序存储器不同。 8031芯片没有ROM，8051芯片有4KROM，8751芯片有4KEPROM。 51子系列的主要特点是： 8位CPU。 片内振荡器，频率范围1.2~12MHZ。
片内数据存储器有128字节。 片上4K程序存储器。 程序存储器寻址空间为64K字节。 片外数据存储器的寻址空间为64K字节。 128 个用户位寻址空间。 。 第二章单片机基本原理 21字节特殊功能寄存器。 四个8位并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。 2 个 16 位定时器/计数器，具有 2 个优先级的 5 个中断源。 1个全双工串行I/O接口，能够进行多机通信。 111条指令，包括乘法指令和除法指令。 该芯片采用单总线结构。 具有较强的位处理能力。 使用单+5V电源。 52子系列有8032、8052、8752三种型号。52子系列与51子系列大部分相同。 不同的是片内数据存储器增加到256字节； 8032芯片没有ROM，8052芯片有8KROM，8752芯片有8KEPROM； 三个16位定时计数器/计数器； 6个中断源。 本书介绍MCS-51单片机与51子系列8051的基本原理第二章单片机基本原理CPU ROM/EP ROM RAM定时/计量并行接口串行接口中断系统P0P1P2P3 TXD RXD INT0INT1 T0 T1 XTAL1 XTAL2 时钟电路2.2 -51 系列单片机的 MCS 结构原理 2.2.1 MCS-51 系列单片机的基本构成 第二章 MCS 的基本原理 2.2.2 MCS-51 系列单片机的内部结构 MCS-51 系列单片机的内部结构框图如图所示图2-2。
从图2-2可以看出：它集成了中央处理器（CPU）、存储系统（RAM和ROM）、定时器/计数器、并行接口、串行接口、中断系统和一些特殊功能寄存器（SFR），通过 内部总线紧密相连。 其整体结构仍然是通用CPU加外围芯片的总线结构。 只是功能部件的控制与一般微机的通用寄存器加接口寄存器控制不同。 CPU和外设的控制不再分离。 采用特殊功能寄存器进行集中控制，使用更加方便。 内部还集成了时钟电路，只需外接晶振即可形成时钟。 另请注意，8031 和 8032 内部没有集成 ROM。 第二章 单片机基本原理 PSEN ALE RESET XLAT1 P0.0~P0.7 P2.0~P2.7 RAM 地址寄存器 RAM EPROM 或 ROM 程序寄存器缓冲区B 寄存器 ACC 临时寄存器 2 临时寄存器 1 ALU PSW SP PC 增量器 PC DPTR P0 驱动器 P2 驱动器特殊功能寄存器指令 P1 驱动器 P3 驱动器振荡器 Vss P1.0~P1.7 P3.0~P3.7 EA XLAT2 Vcc 第二章基本单片机原理 2.2.3 MCS-51 系列单片机的中央处理器（CPU） 1、运算部分以算术逻辑运算单元 ALU 为核心，包括累加器 ACC、B 寄存器、临时寄存器、标志寄存器 PSW 和许多其他组件。 它可以实现算术运算、逻辑运算、位运算、数据传输等处理。
