計算機地基礎知識hzh

單片機原理、接口及應用 內 容 提 要 ★微型計算機的基本結構和工作原理 ★計算機中的數制與碼制 ★小結 0.1.1 微機的系統結構 0.1.2 微機的基本工作原理 存儲程序、執行程序是微機的工作原理，取指令，譯碼，執行是微機的基本工作過程。 單片機是微型計算機的一種，是將計算機主機(CPU、存儲器和I/O接口)集成在一小塊硅片上的微機，又稱微控制器。它專為工業測量與設計而設計，具有三高優勢(集成度高、可靠性高、性價比高)，他的特點是小而全(體積小，功能全)，主要應用于工業檢測與控制、計算機外設、智能儀器、儀表、通信設備、家用電器等，特別適合于嵌入式微型機應用系統。 0.1.3 微機的主要技術指標 微型計算機主要有如下一些技術指標： 字長：CPU并行處理數據位，由此定為8位機、16位機、32位機等。 存儲容量：存儲器單元數，例如256B、8KB、1MB等(1B即一個字節，也就是一個8位二進制數，是計算機數據的基本單位)。 運算速度：CPU處理速度，它和內部的工藝結構以及外接的時鐘頻率有關。 時鐘頻率：在CPU極限頻率以下，時鐘頻率越高，執行指令速度越快，對單片機而言，有6MHz、12MHz、24MHz等。 0.2.1 計算機中的數 計算機處理的一切信息均用二進制數表示，但是二進制數書寫起來太長，所以微型計算機中的二進制數都采用十六進制來縮寫。 為了區別十進制數、二進制數及十六進制數3種數制，在數的后面加一個字母以進行區別。用B(binary)表示二進制數制；D(decimal)或不帶字母表示十進制數制；H(hexadecimal)表示十六進制數制。 表0-1 不同進位記數制對照表 十六進制數和十進制數間的相互轉換 將十六進制數按權展開相加，如： 1F3DH=163×1＋162×15＋161×3＋160×13 =4096×1＋256×15＋16×3＋1×13 =4096＋3840＋48＋13=7997 十進制整數轉換為十六進制數可用出16取余法，即用16不斷地去除待轉換的十進制數，直至商等于0為止。將所得的各次余數，依倒敘排列，即可得到所轉換的十六進制數。如將38947轉換為十六進制數，其方法及算式如下： 即38947=9823H 0.2.2 計算機中數的幾個概念 1.機器數與真值 機器數：機器中數的表示形式，它將數的正、負符號和數值部分一起進行二進制編碼，其位數通常為8的整數倍。 真值：機器數所代表的實際數值的正負和大小，是人們習慣表示的數。 2.數的單位 位(bit)：一個二進制數中的1位，其值不是1便是0。 字節(Byte)：一個字節，就是一個8位的二進制數。 字(Word)：兩個字節，就是一個16位的二進制數。 雙字：兩個字，即四個字節，一個32位二進制數。 只有8位、16位或32位機器數的最高位才是符號位。 0.2.3 計算機中的有符號數的表示 有符號數有原碼、反碼和補碼三種表示法。 1.原碼 數值部分用其絕對值，正數的符號位用“0”表示，負數的符號位用“1”表示。如： X1=＋5= [X1]原 X2=-5= [X2]原 符號位 8位原碼數的范圍為FFH～7FH(-127～127)。原碼數00H和80H的數值部分相同、符號位相反，它們分別為+0和-0。16位原碼數的數值范圍為FFFFH～7FFFH(-32767～32767)。原碼數0000H和8000H的數值部分相同、符號位相反，它們分別為+0和-0。 原碼表示簡單易懂，而且與真值的轉換方便。但若是兩個異號數相加，或兩個同號數相減，就要做減法。為了把減運算轉換為加運算，從而簡化計算機的結構，就引進了反碼和補碼。 (2)反碼 正數的反碼與原碼相同； 負數反碼：符號位不變，數值部分按位取反。 例 求8位反碼機器數： x1= +4 [x1]原= [x1]反=＝04H x2= -4 [x2]原= [x2]反= = FBH (3)補碼 正數的補碼與原碼相同；負數補碼為其反碼加1。 例：求 8位補碼機器數： x1=+4： [x1]原=[x1]反=[x1]補=04H x2= - 4： [x2]原 = [x2]反 = [x2]補 = [x

總結

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