1项目一键盘显示系统的设计

陈兵飞[e-mail]教学安排（电子）•理论教学（48学时）•上机实践（20学时）•考核方式–平时作业成绩10%–小测验成绩15%–实验成绩15%–理论笔试60%学习的几点建议•建议课内外学时比例：1：2向上•作业和上机题目独立完成•重视实验环节，多读和多写程序•关闭一切响闹装置（手机、各类播放器等）•有事请事先请假，上课不能迟到•课堂纪律希望得到大家的配合。课堂要求项目I任务一单片机最小系统知识1单片机概述知识2计算机中的数1单片机概述1.1微处理器、微型计算机和单片机的概念1、微处理器2、微型计算机3、微型计算机系统4、单片机单片机:通俗的来讲，就是把中央处理器CPU（CentralProcessingUnit），存储器（memory），定时器，I/O（Input/Output）接口电路等部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机又称为“微控制器MCU”。中文“单片机”的称呼是由英文名称“SingleChipMicrocomputer”直接翻译而来的。什么是单片机？1.2单片机的发展状况1、第一代单片机（4位单片机1974～1976）2、第二代单片机（低档8位单片机1976～1978）3、第三代单片机（高档8位单片机1979～1982）4、第四代单片机（16位单片机1983～1990）5、新一代单片机（90年代以来）体积大集成度功能单一成熟并行处理能力新技术的增强单片机的主要分类：1、按应用领域可分为：家电类，工控类，通信类，个人信息终端类等；2、按通用性可分为：通用型和专用型。通用型：内部资源比较丰富，性能全面，可履盖多种应用要求。使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。小到家用电器仪器仪表，大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。专用型：专用型单片机用途比较专一，出厂时程序已经一次性固化好，不能再修该的单片机。例如电子表里的单片机就是其中的一种。其生产成本很低。MCS-51单片机也是一种通用单片机，其结构及原理对所有的单片机都适用。3、按总线结构可分为总线型和非总线型。如我们常常见到的89C51单片机就是总线结构。常用的单片机：Intel---------(MCS51系列,MCS96系列)Atmel-------(AT89系列,MCS51内核)Microchip---(PIC系列)Motorola----(68HCXX系列)Zilog--------(Z86系列)Philips------(87,80系列,MCS51内核)Siemens-----(SAB80系列,MCS51内核)NEC---------(78系列)Epson--------(系列)……1.3ATMEL89系列单片机*型号AT89C51AT89C52AT89C1051AT89C2051AT89S8252档次标准型低档型高档型Flash/KB48128片内RAM/KB12825664128256I/O/条3232151532定时器/个23123中断源/个68369串行接口/个11111M加密/级33223片内振荡器有有有有有EEPROM/KB无无无无2•过程控制•数据处理•微机接口1.4单片机的应用*•智能产品•测控系统•数控系统•智能仪表•大型工业测控•通信接口（较复杂的数据处理）1、什么是单片机应用系统？最简单的单片机系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件，主要由单片机、晶振电路和复位电路构成。而输入、输出部分则通过单片机的I/O口实现。一般地，单片机应用系统是指为实现特定的功能，由单片机、外围接口电路及合适的软件等构成的应用系统。2、单片机应用系统的组成:从上述典型实例可以看出，单片机系统的基本结构框图如图1-2所示。从图中可以看出，对于一个典型的单片机系统而言，主要由单片机（CPU）、晶振和复位电路、输入控制、输出显示、外围功能器件及通讯接口等6个部分组成。图1-2单片机应用系统组成框图2.1进位制与数制转换2计算机中的数2.2二进制的运算2.3带符号数的表示2.4带符号数的计算2.1进位制与数制转换十进制二进制八进制十六进制任意进制整数部分小数部分三位四位表1-2十进制、二进制、十六进制数对照表十进制十六进制二进制十进制十六进制二进制0123456701234567000000010010001101000101011001118910111213141589ABCDEF100010011010101111001101111011112.2二进制的运算•算术运算•逻辑运算加、减、乘、除与、或、非、异或2.3带符号数的表示位0(LSB)位15(MSB)字（word）和字节（byte）1个字(b)低位字节高位字节一个字节1个字节(a)位7(MSB)位0(LSB)D1D2D3D4D5D6D7D0符号位数值位8位机器数结构1．原码在微型计算机中，原码就是机器数的原始形式。最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，其余位表示数值。2．反码微型计算机中二进制数的反码有正数反码和负数反码之分，求法也很简单。正数的反码和原码相同；负数反码的符号位与负数原码的符号位相同，其余按位取反。•(1)正数的补码与正数的原码相同，一般表达式为：[X]补=X(X0)。•(2)负数的补码由它的绝对值求反加1后得到，一般表达式为[X]补=[X]反+1。•(3)0的补码只有一种，为[+0]补=[-0]补=00000000B•对于8位二进制数，补码表示的范围为-128～+127。3．补码0无溢出CS＋1⊕CS=1有溢出2.4带符号数的计算（1）加法：X+Y=[X]补＋[Y]补＝[X＋Y]补；（2）减法：X-Y=[X]补+[Y]补。•溢出的判别•8421BCD码BCD码是将每一位十进制数用四位二进制数编码，它保留了十进制的权，数字则用二进制数表示，因而也称为二-十进制数。8421码用0000B～1001B组合表示0～9十个十进制数。而1010B～1111B六个编码舍去不用。计算机编码•8421码与十进制数的对应关系十进制数BCD码十进制数BCD码00000B70111B10001B81000B20010B91001B30011B1000010000B40100B1100010001B50101B1200010010B60110B1300010011B•BCD码的运算BCD码用4位二进制数表示0～9十个十进制数，但4位二进制数可表示16种状态。因而有六种状态在BCD编码中为非法码。这样在BCD码的运算中必须进行修正才能得到正确的结果。(1) BCD码加法运算：两个BCD码相加的原则是“逢十进位”，其和也是一个BCD数。Eg.用BCD码求56+28=?56=(01010110)BCD+）28=(00101000)BCD01111110+）011084=(10000100)BCD低4位大于9，加6调整(2) BCD码减法运算：BCD码作减法运算时也需要修正。修正的原则是：低4位出现非法码(大于9)或低4位向高4位有借位，则低4位减6修正；高4位出现非法码(大于9)或高4位最高位有借位，则高4位减6修正。[例1.15]用BCD码求98-69=?98=(10011000)BCD-）69=(01101001)BCD00101111-）011029=(00101001)BCD低四位向高位有借位，减6调整