Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 14
Содержание: Введение 3 Глава 1. Микропроцессор КР580 6 1.1. Краткое описание и основные характеристики микропроцессора КР580. 6 1.2. Микропроцессорная система на основе микропроцессора КР580. 8 1.3. Система команд микропроцессора КР580. 10 Глава 2. Разработка программы преобразования кодов. 13 2.1. Разработка блок-схемы алгоритма программы. 14 2.2. Кодирование программы. 15 Заключение 16 Список используемой литературы 17 Введение В 1970 году Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ - первый микропроцессор Intel-4004, который уже в1971 году был выпущен в продажу. Это был настоящий прорыв, ибо МП Intel-4004 размером менее 3 см был производительнее гигантской машины ENIAC. Правда работал он гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации (процессоры больших ЭВМ обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но и стоил первый МП в десятки тысяч раз дешевле. В РФ были введены указатель стека, активно используемый при обработке прерываний, а также два программнонедоступных регистра для внутренних пересылок. Блок РОНов был реализован на микросхемах статической памяти. Исключение аккумулятора из РФ и введение его в состав АЛУ упростило схему управления внутренней шиной. Глава 1. Микропроцессор КР580 1.1. Краткое описание и основные характеристики микропроцессора КР580. Микропроцессор КР580ВМ80А (полный аналог микропроцессора i8080) был выпущен в 1974 году. С тех пор появилось большое количество более мощных микропроцессоров, но долгое время микропроцессор КР580ВМ80А был самым распространенным и применяется до сих пор в тех случаях, когда его производительности достаточно и использование более мощных микропроцессоров неоправданно. Кроме того, структура этого микропроцессора, принципы его работы, система команд, в определенной степени являются универсальными и отражают общие принципы функционирования микропроцессоров. Микропроцессор КР580ВМ80А представляет собой однокристальный восьмиразрядный процессор с фиксированным набором команд. Он предназначен для построения микропроцессорных систем обработки цифровой информации и систем управления в различных областях техники, где не предъявляется высоких требований по быстродействию. Технические характеристики: Тактовая частота 2 МГц Разрядность регистров 8 бит Разрядность шины данных 8 бит Разрядность шины адреса 16 бит Объем адресуемой памяти 64 Кбайт Техпроцесс 6 мкм (6000 нм) Количество транзисторов 4500 Температурный диапазон -10…+70 Напряжение питания +5В, +12В, -5В Потребляемая мощность 0,7 Вт Разъем Микросхема припаивалась к плате Корпус 40-контактный керамический DIP (dual inline package, корпус с двухрядным расположением выводов) Поддерживаемые технологии 80 инструкций 1.2. Микропроцессорная система на основе микропроцессора КР580. Функционирование микропроцессорной системы сводится к следующей последовательности действий: – получение данных от различных периферийных устройств, – обработка данных, – выдача результата обработки на периферийные устройства. При этом данные от периферийного устройства, подлежащие обработке могут поступать и в процессе их обработки. Для выполнения этих процессов в микропроцессорной системе предусматриваются следующие устройства: 1. Микропроцессор: – устройство управления (УУ); – операционное устройство (ОУ); – регистровое запоминающее устройство (РЗУ) – внутренняя память реализованная в виде набора регистров. 2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ(RAM)) – служит для хранения выполняемой программы и данных, подлежащих обработке. 3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ(ROM)) – служит для хранения постоянных программ. В ПЗУ обычно записываются программы начальной загрузки системы, тестовые и диагностические программы, а также другое ПО, не меняющееся в процессе эксплуатации системы. Остальные устройства являются внешними и подключаются к системе с помощью интерфейсных устройств, реализующих определенные протоколы параллельного или последовательного обмена. Рисунок 1. Схема микропроцессорной системы. Системная шина содержит несколько десятков проводников, разделяющихся в соответствии со своим назначением на отдельные шины: 1. Шина адреса (A) – служит для передачи адреса, который формируется микропроцессором и позволяет выбрать определенную ячейку памяти или требуемые интерфейсные устройства при обращении к внешнему устройству. 2. Шина данных (D) – служит для выборки команд, поступающих из ОЗУ или ПЗУ в устройство управления микропроцессора или интерфейсное устройство и для пересылки обрабатываемых данных между микропроцессором и ОЗУ или интерфейсным устройством. 3. Шина управления (C) – служит для передачи различных управляющих сигналов, определяющих режимы работы памяти (записи, считывания) и микропроцессора (запуск, запросы внешних устройств). 1.3. Система команд микропроцессора КР580. АССЕМБЛЕР - системная обслуживающая программа, преобразующая символические инструкции в команды машинного языка, называемые объектным кодом, объектной программой или объектным модулем. Символические инструкции (мнемокоды) образуют основу языка Ассемблера. Программа-ассемблер, реализованная на такой МП-системе, которая может выполнить полученный объектный код, называется естественным ассемблером. Кросс-ассемблер - это программа-ассемблер, реализованная на такой (как правило, более мощной) машине, которая не способна выполнить полученный объектный код. Соответствующая машина называется кросс-ЭВМ. Ассемблерные программы записываются в виде последовательности команд, называемых операторами Ассемблера. Для каждого оператора выделяется одна строка, и каждый оператор порождает ОДНУ машинную команду. Метка Поле мнемоники (кода) Поле операнда Поле комментария начинается с буквы, за последним символом двоеточие. AGAIN: A15: M1: DONE: cимволическое описание команд. MOV ADD JNZ XCHG MVI A,M B,A AGAIN C, 0AAH ;комментарии к ;программе В основе этих символических обозначении, как правило, лежит аббревиатура от полной записи наименования команды на английском языке. Например, команда «загрузить аккумулятор с прямой адресацией» имеет мнемокод LDА
, который представляет собой аббревиатуру от английского load direct accumulator. Хотя состав команд у каждого микропроцессора свой, но существует элементарный состав команд, присущий практически каждому процессору. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КОМАНД 1. Команды обработки данных (команды арифметических и логических операций); 2. Команды пересылки и загрузки данных; 3. Команды ветвления программ (передачи управления); 4. Команды управления. В поле операндов всех команд определяются каким-либо образом данные, участвующие в операции (операнды). Способ определения операнда называется режимом адресации. ТИПЫ АДРЕСАЦИИ 1. Прямая (полная, расширенная, абсолютная) – адрес операнда явно или неявно указан в команде; 2. Косвенная - указан адрес регистра, в котором хранится значение адреса операнда ((R) или @R). РЕЖИМЫ (СПОСОБЫ) АДРЕСАЦИИ Всего существует несколько десятков способов адресации. Важнейшими из них являются: 1. Непосредственная адресация - значение операнда явно записано в последующих байтах команды (например, если операнд – константа). 2. Неявная адресация - код операции определяет также и адреса, которые явно не записываются. Пример - команда XCHG процессора i8080 - обмен содержимого регистровых пар DE и HL. 3. Регистровая адресация - операндами являются адреса регистров. 4. Индексная адресация - адрес образуется путем сложения второго байта команды (целое число без знака, смещение) с содержимым индексного регистра. 5. Автоинкрементная адресация - операнд в ячейке по адресу @R. После выполнения операции R инкрементируется (увеличивается на 1 или иногда 2) 6. Автодекрементная адресация - до операции содержимое регистра R уменьшается. Операнд в ячейке с адресом, равным новому @R. 7. Относительная адресация – указывается смещение относительно содержимого какого-либо регистра, например, программного счетчика РС 8. Стековая адресация. Глава 2. Разработка программы преобразования кодов. 2.1. Разработка блок-схемы алгоритма программы.
2.2. Кодирование программы. IN A INPUT X1 LXI H,0101H MOV M,A CMA LXI H,0111H MOV M,A IN A INPUT X2 LXI H,0102H MOV M,A CMA LXI H,0112H MOV M,A IN A INPUT X3 LXI H,0103H MOV M,A CMA LXI H,0113H MOV M,A IN A INPUT X4 LXI H,0104H MOV M,A CMA LXI H,0114H MOV M,A IN A INPUT X5 LXI H,0105H MOV M,A CMA LXI H,0115H MOV M,A LDA 0115H Y5 LXI H,0112H ANA M MOV B,A LDA 0105H LXI H,0101H ANA M ORA B LDA 0105H LXI H,0102H ANA M ORA B MOV A,B STA 0125H Y5 -> 0125 LDA 0103H Y4 MOV B,A LDA 0115H LXI H,0101H ANA M ORA B MOV A,B STA 0124H Y4 -> 0124 LDA 0103H Y3 LXI H,0112H ANA M MOV B,A LDA 0102H LXI H,0101H ANA M ORA B LDA 0105H LXI H,0102H ANA M ORA B MOV A,B STA 0123H Y3 -> 0124 LDA 0105H Y2 LXI H,0104H ANA M MOV B,A LDA 0103H LXI H,0102H ANA M ORA B MOV A,B STA 0122H Y2 -> 0122 LDA 0104H Y1 LXI H,0113H ANA M MOV B,A LDA 0115H LXI H,0101H ANA M ORA B LDA 0105H LXI H,0102H ANA M ORA B MOV A,B STA 0121H Y1 -> 0121 MVI A,00H LXI H,0125 ORA M RAL LXI H,0124 ORA M RAL LXI H,0123 ORA M RAL LXI H,0122 ORA M RAL LXI H,0121 ORA M OUT B END Заключение: Автоматизм работы процессора, возможность выполнения длинных последовательных команд без участия человека – одна из основных отличительных особенностей ЭВМ как универсальной машины по обработке информации. Список используемой литературы 1. Безуглов Д. А., Калиенко И. В. Цифровые устройства и микропроцессоры. – Ростов-на-Дону, - 2006. 2. Гурский А. Л., Лапшин С. М. Проектирование микропроцессорных устройств. Мелодическое пособие к лабораторным работам по курсу «Цифровые и микропроцессорные устройства». – Мн., – 2003.
|