MCS-51系列单片机是微控制器领域中广泛应用的一种型号，由Intel公司最初开发，现由多个厂商生产。单片机集成了多种核心组件，使得它在电子设备的控制和嵌入式系统设计中扮演重要角色。《单片机原理及应用》一书深入探讨了这些基础概念。
单片机主要由中央处理器（CPU）、存储器（包括随机存取存储器RAM和只读存储器ROM）、输入/输出（I/O）接口以及输入/输出设备组成。CPU是系统的核心，由运算器和控制器构成，负责执行指令和数据处理。存储器用于存储程序和数据，其中RAM用于临时存储运行时的数据，而ROM则存储固定不变的程序。I/O接口作为CPU与外部设备通信的桥梁，如传感器和显示器。
在数值转换方面，书中介绍了如何将十进制数、二进制数和十六进制数互相转换，以及BCD码（二进制编码的十进制数）的表示。例如，十进制数可以通过移位和加法运算转化为二进制数，再通过特定规则转换成十六进制数。BCD码则是每个十进制位都用四位二进制数表示，便于数字处理。
此外，书中还讲解了原码、反码和补码的概念，这些都是计算机内部表示正负数的方式。补码运算对于实现算术运算至关重要，因为它能确保加法和减法的正确性。通过补码运算，可以确定负数的真值，如（0CBH）原码对应-75的真值。
单片机的计算涉及到数据比较和运算，例如，比较不同基数下的数字大小，并进行补码运算以完成加减法。书中通过实例展示了如何在二进制补码形式下进行计算，并验证了结果的正确性。
MCS-51系列单片机的具体结构包括一个8位CPU、4KB的程序存储器ROM、128字节的RAM，以及多个I/O端口。ROM通常有多种类型，如掩膜ROM（适用于大批量生产）、EPROM（可编程只读存储器，用于样机开发）、无ROM型（如8031，需外接EPROM，适合新产品研发）和EEPROM或Flash ROM（电可擦除，更加灵活）。
总结来说，《单片机原理及应用》第二版通过曹克澄的教学PPT深入浅出地讲解了单片机的基础知识，包括其组成部分、工作原理、数值转换、数据表示和运算，以及MCS-51系列单片机的结构和特性，这些都是学习单片机编程和应用的基础。掌握这些知识对于理解和设计基于单片机的控制系统至关重要。
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