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微机原理第一章

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微机原理第1章-数制

微机原理第1章-数制

无符号二进制数的除法运算有可能产生溢出，当除数较小时，运算
结果可能超出微处理器为除法运算结果准备的存储空间，从而溢出 。除法溢出时微处理器会产生溢出中断，提醒程序员程序出错。
33
知识点1.3.3
带符号整数的表示方法：
原码、反码、补码
34
带符号数的表示方法
【例1-17】 十进制 +1 -1 ＋79 －79 0 0 二进制 +1 -1 + 1001111 - 1001111 0 0000000 1 0000000 符号数值化 0 0000001 1 0000001 0 1001111 1 1001111
15
2. 十进制数到非十进制数的转换
转换为二进制， 对整数：除2取余； 对小数：乘2取整。
转换为十六进制， 对整数：除16取余； 对小数：乘16取整。
整数部分 小数部分
余数
低位
高位
2 115 2 57 2 28 2 14 2 7 2 3 2 1 0
1 1 0 0 1 1 1
高位
0.75 2 × 1.5 0.5 2 × 1.0
例如：(3FC.6)H =3×162+F×161+C×160+6×16-1 =(1020.375)D
知识点1.2.2
数制转换
14
1. 非十进制转换为十进制
按权表达式展开，再按十进制运算规则求和，即可得到对应的十进制数。
例： (1101.101)2=23+22+2-1+2-3=(13.625)10 (3FC.6)H=3×162+15×161+12×160+6×16-1=(1020.375)D
678.34=6×102+7×101+8×100 +3×10-1+4×10-2

微机原理课件第一章绪论

微机原理课件第一章绪论

分成3组：地址总线、数据总线和控制总线。 3）电器特性：电器特性定义每一根线上信 号的传输方向及有效电平范围。
4）时间特性：时间特性定义了每根线上的
信号在什么时间有效。a
10
2. 总线分类
从总线的不同使用角度可以分为以下几类：
1）内部总线
2）元内件部级总总线线是微处理器内部各个部件之间
传 脚 结 的 有 由 要 数 传 位 微 22据 数 3部 方 接 接 号 统0216与送 的 构 微 利 微 部 据 送 数 型 位 的 位 数 向 口 口 和 需=6元 地 数 控微， 等信 限 ， 处 于 处 件 总 地 决 机 通 据 就 电 部 总 要4K件址据制处最。息制有理内理的线址定的路总具路件线确B级总总理I大的，利器部器总和的了地，线体发向请定。nt总线线器CC寻通目于内数芯线控，址是为信送求，1e6lPP线是是的址8道前集部据片。制是总三号读信一位8UU位0是 用C位范。 内 成 采 传 厂 元 总 三 线 态 而 、 号 般可 输微8，P8连 来数围由 部 度 用 送 家 件 线 态 为 双 定 写 等 为直入处CU故P相接 传为18于 总 提 双 速 生 级 三 单 向 ， 信 。用 与复接理称6位U同计 送位 2制 线 高 总 度 产 总 种 向 如 号 控来存寻位器内2为。0，算 控，C造 大 及 线 加 设 线 。 总 ， 制向储址信=8部准0P1一机 制最芯 多 成 或 快 计 包 线 ， 片 总存器号的8M字U16般系 信大6片 品 的 选 线数 三 。 括 。 数储及内、向的B长位。为统号寻的率。信宽采总内地据器外存中存地为微8中的址面提号度用线部址总或设断容储址1位处6两，范积高；根单结总总线交量I请器总位/，理O个传围和。而据总构线线的换求或线，端1器6重送为I引有系线，是、的位信数8I为外//口位。OO，

微机原理第01章

微机原理第01章

第1章：系统总线
总线是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组
地址总线AB：传送地址信息 数据总线DB ：传送数据信息 控制总线CB ：传送控制信息
总线还有电源、地线等其他辅助信号
第1章：总线信号
地址总线AB
举例 输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围
第1章：1.2.4 初级计算机
计算机基本结构
运算器
原始数据 和指令 输入设备
存储器 控制器
输出设备
计算结果
演示 计算机如何工作？ 如何寻找操作数（寻址方式）？
补充内容（一）：计算机中的数字电路基础
与、或、非门：
最基本的门电路，将它们适当地连接，可得到 任意复杂的逻辑功能
补充内容（一）：计算机中的数字电路基础
存储单元：
内部存储器由一个一个的基本存储电路组成，每一个 基本的存储电路存放1位二进制信息，为了便于对存储器 进行读写操作，把存储器划分成一个个的单元，内存由许 多单元组成，每个单元存放一组二进制数，这样的一个单 元称为一个存储单元。 微机中规定：每个内存单 元存放8位二进制数，即 一个字节byte
内存单元的地址和内容
寻址： 每个单元有一个唯一的地址，按存储单元的地 址进行译码可以找到某个存储单元，对该单元进行 读写操作，这个过程，称为对内存寻址。 8088/86 CPU的内 存地址编排为00000H， 00001H，00002H，…..， FFFFFH 共220个存储单元
内存单元的地址和内容
1．CPU的结构
程序计数器PC:要执行的指令的地址由PC提供。 地址寄存器AR（Address Register） :由它把要寻 址的单元的地址通过地址总线送至存储器。 指令寄存器IR（Instruction Register）:从存储器 中取出的指令，由数据寄存器送至IR，经过指令译 码器ID（Instruction Decoder）译码，通过控制电 路，发出执行一条指令所需要的各种控制信息。

微机原理第一章节PPT课件

微机原理第一章节PPT课件
1989年推出了80486（时钟频率为30～40MHz），集成度达 到15万～50万管/片（168个脚），甚至上百万管/片，因此 被称为超级微型机。
返回
1993年，xx公司推出了新一代高性能处理器Pentium
（奔腾）2，Pen微tium机的速发度展比8史0486快数倍。AMD和Cyrix
推出了与Pentium兼容的处理器K5和6x86，获得了少部分 的市场份额。 1971年xx公司1为99了6年设，计x高x公级司袖推珍出计了算P器en设ti计um了P第ro一（台高微能机奔x腾x4）00，4 以CPU的发P1展9e9n、7ti年u演m初变P，过rox的程x发性为布能线了有索P了，en质介tiu的绍m飞微的跃机改。系进统型的号发—展—过Pe程nt，ium 主要以xx公司的MCMPUX为（主多线能。奔腾）。兼容CPU厂商在这段时间也相继推 第一代：4位及低出的档了要8多数位款 A微M产处D品的理来K器与6。Pentium MMX竞争，其中最具代表性 第二代：中、低1档9987位年微推处出理了器PⅡ。PⅡ是对Pentium Pro的改进，因为其 第三代：高、中核速档心度8位结，微构 且处与 支理持Pe器MntiMumX指Pr令o类集似。，但加快了16位指令的执行 第四代：16及低1档99382年位推微出处了理赛器扬（Celeron）PⅡ的二级缓存以及其它可 第五代：高档32以1位9省9微9略年处的 又理东推器出西了，开从发而代将号价为格C降o了pp下er来m。ine的PⅢ，该芯片大 第六代：高档64大位加微强处C理PU器在三维图像和浮点运算方面的能力。 2000年3月底，xx又推出了566MHz和600MHz的赛扬Ⅱ （也叫Coppermine-128kB）。
年 代 电子器件
应 用范围
1946--1958 电子管

微机原理 第一章

微机原理 第一章

7. 取指阶段，取出的是操作码，故将DR中的01H经内部数据 总线送到指令寄存器IR,然后经译码器ID发出执行指令的 各种控制信号
(2)执行指令阶段
a. 取操作数 (MOV B,15H / MOV A,25H) (读存储器) 其他同取指阶段
DR经内部数据线把操作数送给B/A中
b. 加法指令 (ADD A,B)（不访问存储器） 1.将A的内容送到ALU的一端 2.将B的内容送到ALU的另一端 3.执行加法操作,结果送给累加器A
辅助设备（电源电路，时钟电路） 系统软件（操作系统、监控程序、故障诊断等）
软 件
应用软件（工程计算，数据处理，过程控制，辅助设计）
程序设计语言（机器语言，汇编语言，高级语言）
1.3 计算机的工作原理 1.3.1 模型计算机
只包含CPU、内存和三总线 1.CPU
运算器 控制器 工作寄存器
运算器
设程序计数器PC的初始值为00H
（1）取指令阶段（读内存操作） 1. PC的内容（将要读取指令的地址00H）送到地址寄存器 AR
2. PC的内容自动加1（为01H)
3. 指令地址经地址总线送到存储器，经译码选中相应的 00H单元 4. CPU发出读命令 5. 6. 将00H存储单元的内容01H 读到数据总线上 01H经过数据总线送到数据寄存器DR
3.总线 AB 、DB 、 CB 4.模型计算机的指令和指令系统
指令:以命令形式表示的对计算机的操作
操作码:表示执行什么操作
操作数:指明操作数本身或操作数所在地址
指令系统:计算机所能执行的所有指令
模型计算机的指令系统
名称
取立即数到A
取立即数到B 存储器存数 加法
助记符
MOV A,N

微机原理第1章 微型计算机简介

微机原理第1章 微型计算机简介

1.1.2 微机系统的主要性能指标
微型计算机的主要性能指标有以下一些内容: 字长 字长以二进制位为单位，是CPU能够同时处理的二进制数据的位数， 它直接关系到计算机的计算精度、功能和运算能力。微机字长一般都 是以2的幂次为单位，如4位、8位、16位、32位和64位等。 运算速度 计算机的运算速度（平均运算速度）是指每秒钟所能执行的指令条数， 一般用百万条指令/秒（MIPS）来描述。因为微机执行不同类型指令 所需时间是不同的，通常用各类指令的平均执行时间和相应指令的运 行比例综合计算，作为衡量微机运行速度的标准。目前微机的运行速 度已达数万MIPS。 时钟频率（主频） 时钟频率是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。通常，时钟频 率以兆赫（MHz）或吉赫（GHz）为单位。一般的时钟频率越高，其 运算速度就越快。
2、微型计算机的外部设备 微型计算机的外部设备包括外存储器、输入设备和输出设备等，如图 1.3所示。
外存储器 硬盘 软盘 光盘 键盘 鼠标 扫描仪、数码相机等 显示器 打印机
外部 设备
输入设备
输出设备
图 1.3 微型计算机的外部设备 图 1.4 微型计算机的外部设备
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
输入设备 输入设备是计算机外部设备之一，是向计算机输送数据的设备。其功 能是将计算机程序、文本、图形、图像、声音以及现场采集的各种数 据转换为计算机能处理的数据形式并输送到计算机。常见的输入设备 有键盘和鼠标等。 输出设备 输出设备是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种人 们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器 和打印机。
地址总线 数据总线 控制总线

微机原理课件第一章

微机原理课件第一章
IBM650
微机原理及应用
第二代计算ห้องสมุดไป่ตู้(1959年～1964年)


1948年，贝尔实验室研制出了晶体管 1955年，晶体管开始在计算机设计中取代真空管，开 启了第二代计算机时代。 主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。 和第一代比，体积小，速度可达每秒10万次 计算机的应用扩展到数据处理、自动控制等方面 其代表机型有：IBM7090、IBM7094、CDC7600等。
计算机包含四个子系统：内存（存储代码和数据），ALU（执行 AL运算），CU（执行代码）和I/O（与外界通信）。 在执行时，程序存储在内存中。对于程序代码和数据没有分离的 内存空间。 程序指令顺序执行。 冯.若依曼瓶颈：an instruction fetch and a data operation cannot occur at the same time because they share a common bus


Princeton and Harvard 两者之间的差异在于内存结构。 Princeton体系——冯.若依曼体系：单个内存包 含程序代码和数据。 Harvard体系：两个分离的内存。一块内存用于 存储程序代码；另一块存储数据。
微机原理及应用
冯.若依曼体系(Princeton)

微机原理及应用
早期数字计算机——德国

1941年，德国人楚泽(Konrad Zuse)研制出世界上第一 台功能程序控制、全功能数字计算机Z3。它采用了浮 点数和二进制系统。1945年他设计了第一个高级程序 语言——Plankalül。
Zuse的Z1电脑重制机
微机原理及应用
早期数字计算机——英国

CH01_1 微机原理 第1章绪论

CH01_1 微机原理 第1章绪论

主要应用： 嵌入式应用。广泛嵌入到 工业、农业、 航 空、航天、军事、通信、能源、交通 IT、 IT、金融、仪器仪 金融、仪器仪 表、保安、医疗、办公设备、娱乐 休闲、健身、体育竞 表、保安、医疗、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞 赛、服务领域等的产品中，已成为现代电子系统中重要的 赛、服务领域等的产品中，已成为现代电子系统中重要的 智能化工具。 学习重要性：单片机已成为电子系统中最普遍的应用手 段，除了单独设课程外，在涉及的许多实践环节，如课程 设计、毕业设计乃至研究生论文课题中，单片机系统都是 最广泛的应用手段之一。近年来，在高校中大力推行的各 种电子设计竞赛中，采用单片机系统解决各类电子技术问 题已成为主要方法之一。 请稍微留心一下我们的周围，看看周围由于应用单片机 请稍微留心一下我们的周围，看看周围由于应用单片机 后发生了什么变化？

掌握微处理器、微型机和单片机的概念及组成； 掌握计算机中常用数制及数制间的转换；(补充内 容) 掌握计算机中常用的编码BCD码和ASCII码；(补 充内容) 掌握数据在计算机中的表示方法，原码、反码及 补码。(补充内容)
第一章 基本内容：
1.1 什么是单片机 1.2 单片机的历史及发展概况 1.3 8位单片机的主要生产厂家和机型 1.4 单片机的发展趋势 1.5 单片机的应用 1.6 MCS－51系列单片机
微处理器 MPU 核心 MicroProcessor Unit
器件
微控制器 MCU MicroController Unit
embedded
微处理器 微型计算机 微型计算机系统
3、微型计算机系统
硬件系统 软件系统
微型计算机 微处理器：运算器、控制器 内存储器 ROM：ROM、PROM、 EPROM、E2PROM、Flash ROM RAM：SRAM、DRAM、iRAM 、NVRAM I/O接口：并行、串行、中断接 口、DMA接口 系统总线：数据、地址、控制总 线（DB、AB、CB） 外围设备 输入/输出设备 A/D 、D/A转换器 开关量输入/输出 终端

微机原理第1章概述PPT课件

微机原理第1章概述PPT课件
7
X86系列微型计算机的发展
第一代：8086/8088（1978年-1981年） •1978年--8086
采用了3m工艺，集成了29,000个晶体管，工作频率 为4.77 MHz。它的寄存器和数据总线均为16位，地址 总线为20位，从而使寻址空间达1MB。同时，CPU的 内部结构也有很大的改进，采用了流水线结构，并设 置了6字节的指令预取队列 •1979年--8088 除了它的数据总线为8位以外，其余均与8086相同。 8088采用8位数据总线是为了利用当时现有的8位设备 控制芯片。由于8088内部支持16位运算，而与I/O之间 传输为8位，故8088称为准16位微处理器。 •1981年8月，IBM公司推出以8088为CPU的世界上第一台 16位微型计算机IBM 5150 Personal Computer，即著名的 IMB PC。
参考教材
微型计算机系统原理及应用 （第五版）
周明德 主编
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
从过时的8086芯片学起的原因
•IA-32结构是完全兼容的
•8088/8086是Intel 80x86系列芯片的基础
•1975年4月，MITS公司推出了以8080为CPU的世界上第一 台个人计算机Altair 8800。值得一提的是，Altair 8800的 BASIC语言解释器是Bill Gates编写的 •1976年： Intel 8080 Intel公司生产的最后一种8位通用微 处理器，
8085的工作频率提高到5MHz，指令系统的指令数上 升到246条。
•构造一个小型系统,要采用8086(8088)

微机原理-第1章 计算机基础知识

微机原理-第1章 计算机基础知识
代表字母：D
二进制(binary system):
进位基数为为“2”，即其使用的数码为0，1，共
两个。 二进制各位的权是以2为底的幂，
代表字母：B
八进制(octave system): 进位基数为“8”，即其数码共有8个：0，1，2，3，
4，5，6，7。 代表字母：O 十六进制(hexadecimal system): 进位基数为“16”，即其数码共有16个：0，1，2，3，
作用：利用摩根定理，可以解决与门、或门互换的 问题。
二变量的摩根定理为：
A+B=A·B A·B=A+B 推广到多变量：
A+B+C+…=A·B·C…
A·B·C…=A+B+C+… 至于多变量的摩根定理，用相同的方法同样可以得
到证明。 这个定理可以用一句话来记忆：头上切一刀，下面
变个号。 【例1.10】
1.1.3 为什么要用十六进制？
用十六进制既可简化书写，又便于记忆。如下列 一些等值的数：1000(2)=8(16)(即8(10))
1111(2)=F(16)(即15(10)) 11 0000(2)=30(16)(即48(10))
1.1.4 数制的转换方法
1. 十进制数转换成二进制数的方法 整数部分：采用基数连除的方法； 小数部分：采用基数连乘的方法；
在计算机的设计与使用上常用的数制则为十进制、 二进制、八进制和十六进制。
1.1.1 数制的基与权 概念：
1、数制的基（进位基数）：每一数位所能使用的数
码的个 数称为数制的基；
2、数制的权：数制每一数位取值为1时所具有的值 的大小，称为权。
十进制(decimal system)：进位基数为“10”，即它所 使用的数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共 有10个。

微机原理 第一章 微型计算机基础PPT课件

微机原理 第一章 微型计算机基础PPT课件

4004 8008 8080 MC6800 Z-80
1971 1972 1973 1975 1976
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
三、微处理器的发展
16位微处理器 Zilog Motorola Intel
Z-8000 MC68000 8086 8088(准16位)
80186\80286
32位微处理器 Intel Motorola
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]反= 00101101B [X]反= 11010010B
3、补码 正数的补码与原码相同； 负数的补码为反码加 1 。
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]补= 00101101B [X]补= 11010011B
第二节 计算机中的数制和编码
二、有符号数的表示及运算
1、原码 2、反码
பைடு நூலகம்
3、补码
4、符号扩展
在数据处理时，有时需要把8位二进制数扩展成16位 二进制数。对无符号数可直接补0，对有符号数则需要将 符号位扩展。
例： 127的8位二进制补码为01111111B 符号位扩展后16 位二进制补码为0000000001111111B
例： -127的8位二进制补码为10000001B 符号位扩展后16 位二进制补码为1111111110000001B
CPU Central Processing Unit—中央处理单元
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
一、电子计算机的发展 二、电子计算机的结构 三、微处理器的发展
CPU，也称为微处理器MP（MicroProcessor）。
4位微处理器 Intel 8位微处理器 Intel
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  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

微机原理第一章学习文档微机原理第1章概述及计算机数据基础1.1计算机发展与组成1.2单片机简介1.1计算机发展与组成1946-1958第一代电子管计算机。

磁鼓存储器，机器语言、汇编语言编程。

1958-1964第二代晶体管计算机。

磁芯作主存储器,磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。

1964-1971第三代集成电路计算机。

使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网络。

1971-第四代大规模集成电路计算机。

出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多样化。

1981-第五代人工智能计算机。

模拟人的智能和交流方式。

1.1.2计算机发展趋势微型化─便携式、低功耗巨型化─尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度智能化─模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力系列化、标准化─便于各种计算机硬、软件兼容和升级网络化─网络计算机和信息高速公路多机系统─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)软件运算器微处理器控制器(CPU)存储器(内存)RAMROM微型计算机（主机）输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…)总线(AB、DB、CB)(I/O接口)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)电源电路时钟电路硬件微型计算机系统外围设备辅助设备电子计算机技术的发展按使用元器件划分相继经历了五个时代：﹡电子管计算机；﹡晶体管计算机；﹡集成电路计算机；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)学习文档﹡大规模集成电路计算机；﹡超大规模集成电路计算机。

1.2单片机的发展过程及产品近况1.2.1单片机的发展过程单片机技术发展过程可分为三个主要阶段：◆单芯片微机形成阶段1976年,Intel公司推出了MCS-48系列单片机。

8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。

特点是：存储器容量较小，寻址范围小（不大于4K），无串行接口，指令系统功能不强。

◆性能完善提高阶段1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。

寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。

特点是:结构体系完善,性能已大大提高，面向控制的特点进一步突出。

现在，MCS-51已成为公认的单片机经典机种。

◆微控制器化阶段1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。

芯片内集成:16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。

寻址范围64K。

片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。

特点是：片内面向测控系统外围电路增强，使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。

“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质1.2.2单片机产品近况◆80C51系列单片机产品繁多，主流地位已经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产品有：﹡ATMEL公司融入Flah存储器技术的AT89系列；﹡Philip公司的80C51、80C552系列；﹡华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列；﹡ADI公司的ADμC8某某高精度ADC系列；﹡LG公司的GMS90/97低压高速系列；﹡Ma某im公司的DS89C420高速（50MIPS）系列；﹡Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。

◆非80C51结构单片机新品不断推出，给用户提供了更为广泛的选择空间，近年来推出的非80C51系列的主要产品有：﹡Intel的MCS-96系列16位单片机；﹡Microchip的PIC系列RISC 单片机；﹡TI的MSP430F系列16位低功耗单片机；﹡Freecale单片机，具有几千种型号涵盖了从8位到32位的各种需求的单片机。

1.3单片机的特点及应用领域1.3.1单片机的特点◆控制性能和可靠性高◆体积小、价格低、易于产品化1.3.2单片机的应用领域学习文档◆智能仪器仪表#单片机应用◆军事技术◆汽车电子◆机电一体化产品◆智能控制◆实时工业控制◆分布式系统的前端模块◆计算机外设控制器◆家用电器1.4单片机系统的开发过程通常开发一个单片机系统可按以下几个步骤进行。

(1)明确系统设计任务，完成单片机及其外围电路的选型工作。

(2)运用PROTEL、POWERPCB等软件设计系统原理图和PCB板，经仔细检查PCB板后送工厂制作。

(3)完成器件的安装焊接。

(4)根据硬件设计和系统要求编写应用程序。

(5)在线调试软硬件。

(6)使用编程器烧写单片机应用程序，独立运行单片机系统。

◆程序设计通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程调试，比如应用最广泛的KEILuViion21.4单片机应用系统开发学习文档1.4思考练习题(1)微型计算机由哪几部分组成？(2)什么是单片机？它与一般微型计算机在结构上有什么区别？(3)单片机主要应用在哪些方面？(4)简述单片机的开发过程。

1.5计算机中数据表示与的运算引言:●十进制数是人们习惯使用的进制。

●计算机只能“识别”二进制数。

●为了书写和识读方便，计算机程序需要用十六进制数表示。

●十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、相互转换和运算方法，是学习计算机必备的基础知识。

1、数值型数据的表示方式1.1、符号的处理（正数、负数）1.2、数值的处理（数制转换）1.3、小数点的处理（定点、浮点）1.4、原码的表示方法1.5、反码的表示方法1.6、补码的表示方法（重点研究）1.7、移码的表示方法1.8、字符、汉字的表示方法1、数据的表示方式（从真值到机器数）通常我们把一个数（连同符号）在机器中数值化称后为：机器数，而把原来的数值称为：真值。

真值+5=机器数0101一个实际数（如+8.75）通常由符号、数值、小数点三部分组成。

因此，将一个实际数在计算机内部表示需要解决三个问题：1、符号的处理（+8.57）2、数值的处理（8.75）3、小数点的处理（8.75）1.1、符号的处理（正数、负数）通常符号处理有两种方法：1）一种是舍弃符号，采用无符号表示；（时间、利率等）2）一种是采用符号，并对符号加以处理。

如何处理符号呢？途径只有一条，即符号数码化。

“0”表示正，“1”表示负。

学习文档真值：计算机中用正负号+绝对值表示的数。

例如：+123，-123，+101011，-10101011机器数：计算机中把符号位和数值数码化以后的数。

例如：+123=01111011-123=11111011+1010110=01010110-1010101=11010101带符号的n位有效数，机器数为n+1位.1.2、数值的处理（数制转换）1）直接采用二进制数表示如（255）10=（11111111）2通常高电平代表“1”，低电平代表“0”；所以采用二进制方便，容易实现。

缺点：八个1表示255，二进制表示数码的效率太低，书写极其不方便。

十进制数转换成二进制数：对一个数的整数部分和小数部分分别进行处理，合并各自得出结果。

整数部分：采用除2取余数法。

十进制数转换成二进制数：对一个数的整数部分和小数部分分别进行处理，合并各自得出结果。

小数部分：采用乘2取整数法。

十进制数转换成二进制数：对一个数的整数部分和小数部分分别进行处理，合并各自得出结果。

2）引进组合二进制数：八、十六进制数从最低有效位开始，三位一划分，组成八进制Q；从最低有效位开始，四位一划分，组成十六进制H。

注意：八、十六进制的引进，是为了人书写方便而已，在机器内部表示都是一样的，不需要编码、译码。

优点：在计算机中，数码是由电平的高低来表示的；学习文档二进制数、八进制数、十六进制之间的转换对于一个兼有整数和小数部分的数，以小数点为界，不足的位数补0。

对整数部分将0补在数的左侧，对小数部分将0补在数的右侧。

例：从二进制数转换到八进制数，则以3位为1组22=(15.24)8例：从二进制数转换到十六进制数，则以4位为1组。

22=(1D.5)16八进制、十六进制数转换到二进制，顺序将每位数展开写成3或4位。

例：(15.24)82=(1101.0101)2八进制数与十六进制数之间，可将二进制数作为中介进行转换。

3）BCD码（十进制）：如果计算机以二进制进行运算和处理时，只要在输入输出处理时进行二/十进制转换即可。

但在商业统计中，二/十进制转换存在两个问题：（1）转换占用实际运算很大的时间；（2）十进制的0.1，无法用二进制精确表示；且十进制数0.1+0.1=0.2，在二进制中无法得到精确的数值，会存在一个小误差。

因此，在商用计算机中，专门设计适用于十进制运算的电路，这时的十进制数一般采用BCD码表示。

从键盘输入输出的是ASCII码（P214）十进制BCD码二进制数000001000100000001十六进制数ASCII码010011000000110001 (91001100190011100110000100001010)A16000101101111F由于ASCII码低四位与BCD码相同，转换方便。

学习文档ASCII码左移四位得BCD码，BCD码前加0011得ASCII码。

一般采用二进制运算的计算机中不采用BCD码，矫正不方便。

商用计算机中采用BCD码，专门设置有十进制运算电路。

BCD码算术运算，要对运算结果进行修正。

加法运算的修正规则是：两个一位BCD码相加之和小于或等于9，不修正；相加之和大于或等于10，加6修正，并向高位进位。

1+8=90001+10001001不需要修正4+9=130100+10011101+0110修正00119+7=161001+01110000+0110修正0110进位进位1.3、小数点的处理（定点、浮点）定点数:小数点固定在某个位置上的数据（隐含约定，不出现）。

定点小数:小数点固定在数值部分的左边，符号位的右边。

定点整数:小数点固定在数值部分的右边。

定点数的表示范围是有限的，但硬件的设计比较简单。

浮点数:指小数点位置可浮动的数据。

1、定点数的表示方法：例如：123.45=0.12345某103纯小数123.45=12345某10-2纯整数假设用一个n+1位表示定点数某=某0某1某2…某n，某0：表示符号（放在最左位置，“0”正号/“1”负号），某1某2…某n：其余位数代表数值。

对于任意一个定点数，在定点计算机中数的表示格式如下：某0某1某2…某n定点小数:小数点位于在某0和某1之间，表示纯小数。

数值范围：当某1某2…某n各位是0时：0.0000000，|某|最小=0当某1某2…某n各位是1时：0.1111111，|某|最大=1-2-n0≤|某|≤1-2-n学习文档小数点的这个点在计算机中是隐含约定的，不出现的。