3. Функционирование микро – эвм: выполнение операции сложения.

Пусть требуется выполнить простую операцию сложения трех чисел, например 10+5+18=33₁₀. Короткая и простая микропрограмма выполнения этой операции могла бы быть записана в следующей последовательности.

Команда 1: загрузить (LOAD) первое число (10₁₀) в ЦП.

Команда 2: сложить (ADD) второе число (5₁₀) с первым.

Команда 3 сложить (ADD) третье число (18₁₀) с двумя предыдущими.

Команда 4: поместить (STORE) сумму (33₁₀) в ячейку памяти 2000Н.

После загрузки в память программы эти команды могли бы извлекаться из нее как команды памяти, показанной на рис.9. Заметим, что первая команда программы начинается с адреса 0000Н. Эта команда (LOAD число 0AН) использует 2 байт памяти. Первый байт памяти содержит оперативную часть команды, другой — операнд. Код операции LOAD для микропроцессора, используемого в этом примере, будет 86Н (1000 0110₂). Операнд 0AН (0000 1010₂) является первым числом, подлежащим загрузке в аккумулятор микропроцессора.

Предположим, что программа размещена в блоке ОЗУ микро-ЭВМ. В таком случае рис.10 иллюстрирует каждую операцию программы (LOAD, ADD, ADD, STORE).

О перация загрузки (LOAD) первой команды подробно приведена на рис.10, и показывает, что содержимое ячейки памяти 0001Н загружено в аккумулятор, который содержит после этого 0000 1010₂ —первое слагаемое число. В результате операции загрузки стирается предыдущее и записывается новое содержимое аккумулятора. Вторая команда, операция ADD, детализирована на рис.10. Содержимое ячейки памяти 0003Н (0000 0101₂) складывается с содержимым аккумулятора 0000 1010₂, что дает сумму 0000 11П₂, помещаемую в аккумулятор, и мы можем заметить, что содержимое аккумулятора изменяется при операции ADD.

На рис.10 показана вторая операция ADD (команда 3); содержимое аккумулятора — сумма 0000 1111₂ сложена с содержимым ячейки памяти 0005Н, т. е. выполняется операция 0000 1111+0001 0010=0010 0001. Окончательно 0010 0001 появляется в аккумуляторе после второй операции АОО.

Операция STORE (РАЗМЕСТИТЬ) по команде 4 представлена на рис.10. Содержимое аккумулятора (00100001₂) передано и размещено в ячейке памяти по адресу 2000Н. Заметим, так как это важно, что ячейки памяти данных были идентифицированы в памяти программы двумя раздельными байтами (0007Н и 0008Н). Ячейка памяти программы 0006Н содержит КОП B7Н прямой команды STORE (см. рис.9).

Рассмотрим извлечение, декодирование и выполнение команды LOAD по адресам 000H и 0001H в программе. Рис.11 иллюстрирует процедуру выполнения центральным процессором этой специальной операции.

Рассмотрим сверху слева направо последовательность действий на рис.11: счетчик команд прежде всего устанавливает адрес первого этапа программы. После этого 16-разрядный адрес передается в адресный регистр, затем на адресную шину и в память программы. Для активизации памяти программы ЦП выдает сигнал считывания программы (1 на линии R/ ), в то время как дешифратор адресов (который не входит в состав ЦП) активизирует выбор кристалла нулем. Затем счетчик команд инкрементируется до 0001H, ячейка памяти программы 0000H становится доступной и ее содержимое считывается на шину данных. Код операции (86H) команды LOAD передается в регистр ЦП. Этап извлечения КОП команды LOAD завершен.

Затем КОП (86H), содержащийся в регистре команды ЦП, интерпретируется дешифратором команд. В данном случае ЦП определяет, идет ли речь о команде LOAD непосредственно, что означает загрузку им содержимого памяти, адрес которой следует непосредственно за КОП, в аккумулятор. Содержимое счетчика команд (0001H) передается в адресный регистр, на адресную шину и в память. ЦП выдает импульс HIGH считывания на вход R/ памяти. Импульс LOW поступает на вход памяти, что активизирует память. В третьей строке (снизу) на рис.10 счетчик команд инкрементируется до 0002H, что подготавливает его к извлечению последующей команды. Ячейка памяти 0001H становится доступной, и ее содержимое (0AH) поступает на шину данных, затем передается в аккумулятор. В ходе этапа извлечения КОП всегда помещается в регистр команд.