Такт 1 (т1)

1) Адрес из РС через РА и буфер адреса выставляется на МА (рис.2) и принимается соответствующей ЯП;

2) формируется синхросигнал начала цикла (SYNC);

3) на ШД выставляется 8-разрядное управляющее слово процессора, определяющее тип цикла, который будет выполнен процессором.

Такт 2 (т2)

1) Оканчивается сигнал SYNC и по его срезу управляющее слово записывается в регистр системного контроллера и хранится там в течение всего цикла. Из этого слова и управляющих сигналов МП будут формироваться управляющие сигналы, нужные для взаимодействия с внешними устройствами и выставляться на МУ.

2) МП формирует управляющий сигнал (DBIN=1) буферу данных на прием информации по ЩД.

3) Системным контроллером формируется сигнал ЧЗУ (чтение данных из ЗУ) и начинается выдача КОПа из адресованной в Т1 ЯП на МД.

4) Анализируется состояние входов МП ГТ и ЗХ (см. рис. 1). Если сигнал готовности подан на МП с ГТИ (подается с некоторым интервалом, достаточным для завершения чтения из ЯП) и нет запроса на захват магистралей, то МП переходит к выполнению ТЗ.

Такт 3 (т3)

1) Производится запись КОПа с ШД в РК.

2) Буфер данных выходит из режима приема данных (кончается сигнал DBIN).

3) кончается сигнал ЧЗУ.

После третьего такта КОП записан в РК, где и будет сохраняться в течение выполнения всей команды, определяя код ее исполнения.

Такты 4, 5 (т4, т5)

На этих тактах дешифратор команд приступает к расшифровке КОП. Дешифруется количество байт в команде (эта информация заложена в КОП). Если команда однобайтная, т.е. состоит только из КОП, то дальнейшая дешифрация КОП определит микрооперации внутри МП (например, пересылка между внутренними регистрами, инверсия А и т.д.), которые и будут исполнены в Т4 и Т5. РС автоматически получает приращение на 1 и однобайтная команда закончена. Если же выяснится, что команда содержит 2 или 3 байта, то МП должен будет обратиться к ЗУ для считывания этих байтов, т.е. перейти к выполнению машинного цикла М2 (чтение из ЗУ).

Содержание тактов цикла М2 аналогично тактам цикла М1, но информация, поступившая по МД теперь будет восприниматься как данные, а не как КОП и будет записана во внутренние регистры, а не в РК.

Цикл чтения из УВВ отличается тем, что в Т2 формируется сигнал ЧВВ, а не ЧЗУ.

Циклы записи данных в ЗУ и в УВВ отличаются тем, что в Т2 буфер данных ставится на пропуск данных из МП на МД (а не на прием), а на ТЗ формируется сигнал записи в ЗУ или в УВВ, а не сигнал чтения.

Режимы остановки, прерывания и работы со стеком будут рассмотрены ниже.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

I. Знакомство с устройством микроЭвм

Задание 1. Включение микроЭВМ

1. Рассмотрите плату микроЭВМ.

2. Найдите ЦПЭ, генератор тактовых импульсов, системный контроллер, сервисные ИМС комплекта 580.

3. Найдите индикацию ША, ШДД, МУ.

4. Включите микроЭВМ, нажав переключатель «Сеть». При этом загорается индикация «питание» и спустя некоторое время машина выполняет «начальную установку»: выполняются:

   1. тестовые программы,

   2. запись в программный счетчик (РС) адреса ячейки памяти (ЯП) 0800 (первый адрес ОЗУ),

   3. запись в указатель стека (SP) адреса ОВВО (адрес первой ячейки памяти из области ОЗУ, выделенной под стек, см. карту памяти),

   4. остальные регистры МП обнуляются.

После выполнения этих начальных операций микроЭВМ подает звуковой сигнал, а на дисплее высвечивается слово «начало». МикроЭВМ готова к работе.

Задание 2. Знакомство с пультом управления и клавиатурой микроЭВМ

Для лучшей ориентации в клавишах обратите внимание, что мнемонические сокращенные надписи на клавишах соответствуют их назначению. Правая группа из 16 клавиш с обозначениями от 0 до F представляет собой клавиатуру, позволяющую набирать нужные числа в 16-ричной системе. Сразу отметим, что все числа задаются и индицируются на дисплее в 16-ричной системе счисления (см. приложение), о чем говорит буква Н, стоящая после числа.

Левая группа из 10 клавиш – управляет режимами работы микроЭВМ. Запомните их назначение.

R – reset: сброс микроЭВМ в состояние начальной установки. (Имейте в виду, что при нажатии клавиши R стираются все записанные в ОЗУ программы!)

СТ – «стоп»: останавливает исполняемую программу.

П – «пуск»: начинается исполнение программы, начальный адрес которой высвечен на дисплее (и записан в РС).

ШЦ – шаг цикла: при однократном нажатии на эту клавишу выполняется один цикл команды.

ШК – шаг команды: при однократном нажатии этой клавиши выполняется одна команда.

Пр. Сч – программный счетчик: при нажатии на эту клавишу в левой части дисплея высвечивается содержимое РС, т.е. адрес ЯП, который записан в РС. В правой части дисплея высвечивается содержимое этой ячейки.

ЗП/УВ – запись, увеличение. Эта клавиша позволяет при каждом нажатии увеличивать содержимое РС на 1 и таким образом просматривать информацию в ячейках памяти.

УМ – уменьшение: при каждом нажатии этой клавиши содержимое РС уменьшается на 1.

ОТА – отыскание адреса: эта клавиша предназначена для поиска ЯП с заданным адресом и просмотра ее содержимого.

Т РГ – отыскание регистра. Эта клавиша дает возможность просмотреть содержимое внутренних регистров МП.

1. Нажмите кнопку R и убедитесь в прохождении начальной установки микроЭВМ, о чем свидетельствует звуковой сигнал и появление слова «начало» на дисплее.

2. Нажмите клавишу «Пр.Сч». после начальной установки в РС должен быть записан адрес первой ЯП ОЗУ – 0800 и ее содержимое: 00.

3. Нажмите несколько раз клавишу «ЗП/УВ» и убедитесь в последовательном увеличении адресов ЯП. Просмотрите их содержимое (правая часть дисплея). Нажав клавишу «Пр. Сч» вернитесь к адресу 0800.

Задание 3. Запись информации в выбранную ЯП.

1. Запишите в 5 ячеек ОЗУ с возрастающими на 1 адресами числа 01 05, 10, 15, F4, начиная с адреса 0800. Для этого, выставив на дисплее адрес 0800 (клавишей «Пр. Сч»), на 16-ричной клавиатуре наберите число 01 (оно появится в правой части дисплея). Обратите внимание: сначала набирается старшая цифра числа, а затем младшая. При наборе числа в правой части дисплея появляется десятичная точка, сигнализирующая о том, что микроЭВМ находится в режиме ввода чисел. Нажмите клавишу «ЗП/УВ». При этом число 01 запишется в ЯП 0800, а содержимое РС увеличится на 1 (0801). Теперь наберите число 05, которое нужно записать в ЯП 0801 и нажмите клавишу «ЗП/УВ». Продолжая действовать подобным же образом, заполните 5 первых ЯП.

2. Убедитесь, что информация записана. Для этого вернитесь к исходному номеру 0800 («Пр. Сч») и с помощью клавиши «ЗП/УВ» просмотрите содержимое первых пяти ячеек ОЗУ, остановившись на адресе 0804.

Таким образом «ЗП/УВ» имеет двойное назначение: если микроЭВМ находится в режиме просмотра (нет десятичной точки на дисплее), то нажатие клавиши «ЗП/УВ» увеличивает на 1 содержимое РС, сохраняя без изменения информацию в ячейках. Если микроЭВМ находится в режиме ввода чисел (десятичная точка на дисплее), то при нажатии «ЗП/УВ» происходит запись набранного числа в текущую ЯП и переход к следующей ЯП.

3. С помощью клавиши «УМ» просмотрите содержимое первых пяти ячеек ОЗУ (начиная с 0804) в порядке уменьшения адреса.

Задание 4. Отыскание адреса

1. Нажмите «ОТА». При этом на дисплее высветятся нижние сегменты. Это знак того, что микроЭВМ находится в режиме отыскания адреса. Этот режим требует ввода с клавиатуры 4 цифр соответствующих адресу искомой ЯП, (начиная со старшей цифры). После адресации в правой части дисплея автоматически высвечивается содержимое этой ЯП.

2. С помощью 16-ричной клавиатуры введите адрес ЯП «0800», начиная со старшей цифры. Убедитесь, что справа высветилось число «01», информация, записанная в эту ЯП в задании 3.

3. Снова нажмите «ОТА». Введите адрес 0804. Прочитайте записанную там информацию.

4. Обратитесь к ЯП с адресом 0А00. Запишите туда число F5. Проверьте записанное.

5. Просмотрите содержимое нескольких ячеек ПЗУ. Для ПЗУ выделены адреса от 0000 до 07FF.

6. Попытайтесь стереть информацию (т.е. записать туда 00) из какой-либо ЯП ПЗУ. Убедитесь, что информация не стирается, а машина выдает звуковой сигнал, говорящий об ошибке в действиях. Информация в ПЗУ фиксирована и изменению не подлежит.

Задание 5. Запуск программы из ПЗУ

1. Обратитесь к ЯП ПЗУ с адресом 05В0 – это начальный адрес музыкальной программы, записанной в ПЗУ.

2. Клавишей «П» запустите программу. Прослушайте программу до конца. После окончания программы появится адрес следующей за ней ЯП.

3. Снова запустите программу с адреса 05В0 и остановите клавишей «СТ» в каком-либо месте. Клавишей «П» отмените остановку и дослушайте программу до конца.

Задание 6. Просмотр содержания регистров

1. Клавишей «R» осуществите начальную установку микроЭВМ.

2. Нажмите клавишу «ОТ РГ». При этом на дисплей выводится символ регистра аккумулятора А и его содержимое.

3. Осуществите последовательный просмотр внутренних регистров МП нажатием клавиши «ЗП/УВ». FL – флаги (регистр признаков); B, C, D, E, H, L – POH; указатель стека - SPH - старшие разряды (High), SPL - младшие разряды (Low); программный счетчик – PCH - старшие разряды, PCL - младшие разряды. Убедитесь, что после начальной установки в SP записан адрес ЯП ObbO (начальный адрес области ОЗУ, выделенной под стек), а в РС – 0800. Все остальные внутренние регистры обнулены.

4. Запишите в какой-либо внутренний регистр информацию. Например, в А – число FF. Запись информации во внутренние регистры производят аналогично записи в ОЗУ: на дисплее выставляют символ нужного регистра, затем на клавиатуре набирают записываемое число (при этом микроЭВМ вводится в режим записи) и нажимают «ЗП/УВ».