第 1章 单片微型计算机概述
? 1.1 单片微型计算机发展概况
? 1.2 微计算机系统概念
? 1.3 单片机的特点
? 1.4 计算机中的数和编码
1.1 单片微型计算机发展概况
?单片机体积小, 功能强, 功耗低, 可靠性高和
性价比高的特点, 在过程控制, 机电一体化产品
,智能仪器, 家用电器, 计算机网络及通讯等方
面得到广泛应用 。
?单片机经历了一位, 4位, 8位, 16位及 32位的发
展阶段, 世界上一些著名的半导体器件厂家都开
发了单片机如 Intel,Motorola,Zilog,Philips等 。
?单片机的品种日益增加，在众多的通用型单片
机里，以 Intel公司的 MCS系列单片机最为著名。
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1.2 微计算机系统概念
图 1-1 微处理器、微计算机和微计算机系统的关系
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1.3 单片机的特点
? （ 1） 体积小, 重量轻, 功耗低, 功能强, 性价
比高 。
? （ 2） 数据大都在单片机内部传送, 运行速度快
,抗干扰能力强, 可靠性高 。
? （ 3） 结构灵活, 易于组成各种微机应用系统 。
? （ 4）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合
，又可用于测量仪器、医疗仪器及家用电器等
领域。
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1.4 计算机中的数和编码
?1.4.1 计数制
?1.4.2 二进制数（用 B表示）
?1.4.3 十六进制数（用 H表示）
?1.4.4 不同进制数之间的转换
?1.4.5 数制书写约定
?1.4.6 计算机中数的表示
?1.4.7 计算机常用编码
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1.4.1 计数制
? 日常生活中广泛使用的数为十进制数，这是一
种逢十进一的计数方法。用的数制还有二进制
、八进制和十六进制等。
? 基数小于 10的计数制，可用十进制相应的数码
作为它的数字符号，一个数一般由多个数码组
成。数码在数中的位置不同，其值也不同。
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1.4.2 二进制数（用 B表示）
? 以 2为基数的数制称为二进位计数制, 它只包括
0和 1两个数码, 很容易用电子元件的两种不同
的状态来表示, 例如, 用高电平表示 1,用低电
平表示 0。 所以, 计算机中通常采用二进制数 。
? 二进制数的计数特征：逢二进一，运算简单。
? 在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是
做移位加法，除法则是移位减法。
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1.4.3 十六进制数（用 H表示）
? 为了书写和阅读方便, 经常采用十六进制数作
为二进制的缩写形式 。 十进制数, 二进制数,
十六进制数的对照表如表 1-1所示 。
? 在计数时, 逢十六进一, 这样书写长度短, 且
可方便将十六进制数转换为二进制数或将二进
制数转换为十六进制数 。
表1-
1
十
进
制
数
、
二
进
制
数
、
十
六
进
制
数
对
照
表
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1.4.4 不同进制数之间的转换
?1,二进制转换为十进制
基本方法：将二进制数按权展开式, 利用十进制
数的运算法则求和, 即可得到等值的十进制数 。
? 2,十进制到二进制的转换
l 十进制整数转换为二进制整数
l 十进制小数转换为二进制小数
l 带小数的十进制数转换为二进制数
?3,二进制, 十六进制之间的相互转换
?将二进制数转换为十六进制数, 从低位开始,
每四位一组, 然后将其转换为对应的十六进制数
。 如最后一组不足四位, 需在左边补 0。
?用同样方法可将二进制小数转换十六进制小数
。 只是分组应从小数点右边开始分成四位一组 。
?十六进制数转换为二进制数, 将每位十六进制
数直接转换成相应的二进制数 。
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1.4.5 数制书写约定
? 在书写计算机程序时, 一般不用基数作为下标
来区分各种进制, 而是用相应的英文字母作后
缀来表示各种进制的数 。
例如,B（ Binary） ——表示二进制数 。
D（ Decimal） ——表示十进制数, 一般 D可
省略, 即无后缀的数字为十进制数 。
H（ Hexadecimal） ——表示十六进制数 。
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1.4.6 计算机中数的表示
?1,原码, 反码和补码
l 原码,在符号位中用 0表示正, 用 1表示负的二
进制数, 称为原码 。 例如,
x1=＋ 1110111B,[x1]原 =01110111B
x2=－ 1110111B,[x2]原 =11110111B
数 0可是＋ 0或－ 0。 因此, 0在原码中形式：
[＋ 0]原 =0000 0000B,[－ 0]原 =1000 0000B
l 反码,正数的反码 =原码；负数的反码 =原码
的符号位不变而数值按位取反 。 所谓按位取反,
即将各位的 1变成 0,0变成 1。
例如, x1=＋ 13,[x1]反 =[＋ 13]原 =0 0001101B。
又如, x2=－ 13,[x2]原 =[－ 13]原 =1 0001101B，
[x2]反 =[－ 13]反 =1 1110010B。
l 补码,正数的补码 =原码；负数的补码 =反码＋
1。
例如,x1=＋ 1101101B,[x1]补 =[＋ 13]原 =0 1101101B 。
又如,x2=－ 1101101B,[x2]反 =10010010B，
[x2]补 =10010011B。
在补码表示中，,0”是唯一的。即 [± 0]补
=00000000B
?2,数的小数点表示方法
l 定点表示法,表示小数点的位置是固定不
变的 。 分为纯整数和纯小数两类 。
数符 尾数 ·?纯整数表示方法
?纯小数表示方法 数符 ·尾数
其格式如下所示：
l 浮点表示法
浮点表示法中小数点的位置是不固定的 。 任意二
进制数 N一般可表示为,N=2P× S
一个浮点数分为阶码和尾数两部分, 二者各有表
示正负的阶符和数符, 常用存储格式：
阶符 阶码 数符 尾数
? 在微计算机中常用的浮点数表示有：
（ 1） 四字节浮点数格式 （ 如图 1-2所示 ）, 它由
一个字节指数 （ EXP）, 三个字节尾数构成, 共
用四个存储单元 。
（ 2） 三字节浮点数格式 （ 如图 1-3所示 ） 。
图 1-2 四字节浮点数格式
D7 D6 …… D0
第一字节
第二字节
第三字节
第四字节
阶符 Pf 阶码
数符 S f 尾数高字节
尾数中字节
尾数低字节
图 1-3 三字节浮点数格式
第一字节
第二字节
第三字节
数符 Sf 阶符 Pf 阶码
尾数高字节
尾数低字节
D7 D6 D5……D 0
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1.4.7 计算机常用编码
?常见的编码有 BCD码, ASCII码等 。
1,二 — 十进制编码
?是一种用二进制编码的十进制数, 称 BCD码 。
BCD码用标准的 8421的纯二进制码的十六个状态
中的十个 （ 如表 1-2所示 ） 。
?用 BCD码表示十进制数, 只要将每位十进制数用
适当的四位二进制码代替即可 。
表
1-
2BCD
编
码
2,字母和符号的编码
? 微机普遍采用的是 ASCII码 （ 如表 1-3所示 ） 。
ASCII码是一种八位代码, 最高位一般用于奇偶
校验, 其余七位二进制码对 128个字符进行编码
。
表
1-
3A
SC
II(
美
国
标
准
信
息
交
换
码)
表
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THANK YOU VERY MUCH ！
?本章到此结束，
?谢谢您的光临！
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? 1.1 单片微型计算机发展概况
? 1.2 微计算机系统概念
? 1.3 单片机的特点
? 1.4 计算机中的数和编码
1.1 单片微型计算机发展概况
?单片机体积小, 功能强, 功耗低, 可靠性高和
性价比高的特点, 在过程控制, 机电一体化产品
,智能仪器, 家用电器, 计算机网络及通讯等方
面得到广泛应用 。
?单片机经历了一位, 4位, 8位, 16位及 32位的发
展阶段, 世界上一些著名的半导体器件厂家都开
发了单片机如 Intel,Motorola,Zilog,Philips等 。
?单片机的品种日益增加，在众多的通用型单片
机里，以 Intel公司的 MCS系列单片机最为著名。
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1.2 微计算机系统概念
图 1-1 微处理器、微计算机和微计算机系统的关系
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1.3 单片机的特点
? （ 1） 体积小, 重量轻, 功耗低, 功能强, 性价
比高 。
? （ 2） 数据大都在单片机内部传送, 运行速度快
,抗干扰能力强, 可靠性高 。
? （ 3） 结构灵活, 易于组成各种微机应用系统 。
? （ 4）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合
，又可用于测量仪器、医疗仪器及家用电器等
领域。
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1.4 计算机中的数和编码
?1.4.1 计数制
?1.4.2 二进制数（用 B表示）
?1.4.3 十六进制数（用 H表示）
?1.4.4 不同进制数之间的转换
?1.4.5 数制书写约定
?1.4.6 计算机中数的表示
?1.4.7 计算机常用编码
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1.4.1 计数制
? 日常生活中广泛使用的数为十进制数，这是一
种逢十进一的计数方法。用的数制还有二进制
、八进制和十六进制等。
? 基数小于 10的计数制，可用十进制相应的数码
作为它的数字符号，一个数一般由多个数码组
成。数码在数中的位置不同，其值也不同。
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1.4.2 二进制数（用 B表示）
? 以 2为基数的数制称为二进位计数制, 它只包括
0和 1两个数码, 很容易用电子元件的两种不同
的状态来表示, 例如, 用高电平表示 1,用低电
平表示 0。 所以, 计算机中通常采用二进制数 。
? 二进制数的计数特征：逢二进一，运算简单。
? 在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是
做移位加法，除法则是移位减法。
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1.4.3 十六进制数（用 H表示）
? 为了书写和阅读方便, 经常采用十六进制数作
为二进制的缩写形式 。 十进制数, 二进制数,
十六进制数的对照表如表 1-1所示 。
? 在计数时, 逢十六进一, 这样书写长度短, 且
可方便将十六进制数转换为二进制数或将二进
制数转换为十六进制数 。
表1-
1
十
进
制
数
、
二
进
制
数
、
十
六
进
制
数
对
照
表
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1.4.4 不同进制数之间的转换
?1,二进制转换为十进制
基本方法：将二进制数按权展开式, 利用十进制
数的运算法则求和, 即可得到等值的十进制数 。
? 2,十进制到二进制的转换
l 十进制整数转换为二进制整数
l 十进制小数转换为二进制小数
l 带小数的十进制数转换为二进制数
?3,二进制, 十六进制之间的相互转换
?将二进制数转换为十六进制数, 从低位开始,
每四位一组, 然后将其转换为对应的十六进制数
。 如最后一组不足四位, 需在左边补 0。
?用同样方法可将二进制小数转换十六进制小数
。 只是分组应从小数点右边开始分成四位一组 。
?十六进制数转换为二进制数, 将每位十六进制
数直接转换成相应的二进制数 。
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1.4.5 数制书写约定
? 在书写计算机程序时, 一般不用基数作为下标
来区分各种进制, 而是用相应的英文字母作后
缀来表示各种进制的数 。
例如,B（ Binary） ——表示二进制数 。
D（ Decimal） ——表示十进制数, 一般 D可
省略, 即无后缀的数字为十进制数 。
H（ Hexadecimal） ——表示十六进制数 。
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1.4.6 计算机中数的表示
?1,原码, 反码和补码
l 原码,在符号位中用 0表示正, 用 1表示负的二
进制数, 称为原码 。 例如,
x1=＋ 1110111B,[x1]原 =01110111B
x2=－ 1110111B,[x2]原 =11110111B
数 0可是＋ 0或－ 0。 因此, 0在原码中形式：
[＋ 0]原 =0000 0000B,[－ 0]原 =1000 0000B
l 反码,正数的反码 =原码；负数的反码 =原码
的符号位不变而数值按位取反 。 所谓按位取反,
即将各位的 1变成 0,0变成 1。
例如, x1=＋ 13,[x1]反 =[＋ 13]原 =0 0001101B。
又如, x2=－ 13,[x2]原 =[－ 13]原 =1 0001101B，
[x2]反 =[－ 13]反 =1 1110010B。
l 补码,正数的补码 =原码；负数的补码 =反码＋
1。
例如,x1=＋ 1101101B,[x1]补 =[＋ 13]原 =0 1101101B 。
又如,x2=－ 1101101B,[x2]反 =10010010B，
[x2]补 =10010011B。
在补码表示中，,0”是唯一的。即 [± 0]补
=00000000B
?2,数的小数点表示方法
l 定点表示法,表示小数点的位置是固定不
变的 。 分为纯整数和纯小数两类 。
数符 尾数 ·?纯整数表示方法
?纯小数表示方法 数符 ·尾数
其格式如下所示：
l 浮点表示法
浮点表示法中小数点的位置是不固定的 。 任意二
进制数 N一般可表示为,N=2P× S
一个浮点数分为阶码和尾数两部分, 二者各有表
示正负的阶符和数符, 常用存储格式：
阶符 阶码 数符 尾数
? 在微计算机中常用的浮点数表示有：
（ 1） 四字节浮点数格式 （ 如图 1-2所示 ）, 它由
一个字节指数 （ EXP）, 三个字节尾数构成, 共
用四个存储单元 。
（ 2） 三字节浮点数格式 （ 如图 1-3所示 ） 。
图 1-2 四字节浮点数格式
D7 D6 …… D0
第一字节
第二字节
第三字节
第四字节
阶符 Pf 阶码
数符 S f 尾数高字节
尾数中字节
尾数低字节
图 1-3 三字节浮点数格式
第一字节
第二字节
第三字节
数符 Sf 阶符 Pf 阶码
尾数高字节
尾数低字节
D7 D6 D5……D 0
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1.4.7 计算机常用编码
?常见的编码有 BCD码, ASCII码等 。
1,二 — 十进制编码
?是一种用二进制编码的十进制数, 称 BCD码 。
BCD码用标准的 8421的纯二进制码的十六个状态
中的十个 （ 如表 1-2所示 ） 。
?用 BCD码表示十进制数, 只要将每位十进制数用
适当的四位二进制码代替即可 。
表
1-
2BCD
编
码
2,字母和符号的编码
? 微机普遍采用的是 ASCII码 （ 如表 1-3所示 ） 。
ASCII码是一种八位代码, 最高位一般用于奇偶
校验, 其余七位二进制码对 128个字符进行编码
。
表
1-
3A
SC
II(
美
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