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第0章节计算机基本知识点1

课程总目录 课程总目标 学完本课程后，你应具有以下能力： 阅读和编写汇编语言程序 给出单片机的硬件扩展各接口电路 单片机控制系统设计的方法 灵活应用单片机控制技术解决一些实际应用问题 课程安排 共44个学时 理论教学34学时 实验10学时 参考书目 第0章 计算机基础知识 (课时：4学时) 教学目的 了解计算机的系统结构。 掌握计算机中常用的数制和码制。 掌握微型计算机的基本结构与基本原理。 第0章 计算机基础知识 0.1 单片机的概念 0.2 计算机中的数制与编码 0.3 信 息 的 编 码 本章小结 习题 0.1 单片机的概念 0.1.1 电子计算机的发展概述 1946年由美国宾夕法尼亚大学研制 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And calculator)，运算速度 5000次/秒，功耗150kw/h，占地170m2 ,造价100万美元。 ◆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。 微处理器、存储器加上I/O接口电路组成微型计算机。各部分通过地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)相连。 微机的主要技术指标 微型计算机主要有如下一些技术指标： 字长：CPU并行处理数据位，由此定为8位机、16位机、32位机等。 存储容量：存储器单元数，例如256B、8KB、1MB等(1B即一个字节，也就是一个8位二进制数，是计算机数据的基本单位)。 运算速度：CPU处理速度，它和内部的工艺结构以及外接的时钟频率有关。 时钟频率：在CPU极限频率以下，时钟频率越高，执行指令速度越快，对单片机而言，有6MHz、12MHz、24MHz等。 0.1.2 微型计算机的组成及其应用形态 一、微型计算机的组成 (2)从应用形态上，微机可以分成三种： 单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备(小键盘、LED显示器)等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序(固化在ROM中)，就构成了一台单板微型计算机(简称单板机)。 单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。 单片机 单片机：如果将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机，一个芯片就是一台微型计算机，则该微型计算机就称为单片微型计算机，简称单片机。 单片机一词来源于“Single Chip Microcomputer” (SCM)。“SCM”一词目前国际上已基本上不大采用，而被微控制器(MCU—Microcontroller Unit)或嵌入式控制器(Embedded Controller)所代替。 系统机(桌面应用)属于通用计算机，主要应用于数据处理、办公自动化及辅助设计。 0.2 计算机中的数制与编码 CF—符号位进位状态 当符号位向前有进位时，CF=1 否则，CF=0； 当该位向前有进位时，DF=1 否则，DF=0。 DF—数值部分最高位的进位状态 OF=1，说明结果溢出； OF=0，则结果未溢出； 例 设有两个操作数x，y，将这两个操作数送运算器做加法运算，试问： ① 若为无符号数，计算结果是否正确？ ② 若为带符号补码数，计算结果是否溢出？ 0100 0100 0100 1000 + 1000 1100 DF=1 CF=0 68 72 140 无符号数 [+68]补 [+72]补 [+140]补 带符号数 + + 若为无符号数，由于CF=0，计算结果正确(0?255) 。 若为带符号数补码，由于 OF=1，结果溢出(?128?+127 )。 0.3 信 息 的 编 码 0.3.1 二进制编码的十进制数(BCD编码) BCD码(Binary-Coded Decimal)： 将1位十进制的0?9这10个数字分别用4位二进制码的组合来表示，在此基础上可按位对任意十进制数进行编码。 8421 BCD码： 从0000?1111这16种组合中选择前10个即0000?1001来分别代表十进制数码0?9，8、4、2、1分别是这种编码从高位到低位每位的权值。 BCD码有两种形式 非压缩型BCD码 压缩型BCD码 压缩型BCD码 压缩型BCD码用一个字节表示两位十进制数。 如表示十进制数86。 非压缩型BCD码 非压缩型BCD码用一个字节表示一位十进制数。高4位总是0000，低4位用0000?1001中