Учебная микро-эвм умк-80

Цель работы: ознакомиться с возможностями, архитектурной организацией, средствами Монитора учебного микропроцессорного комплекта УМК-80, а также освоить приёмы работы с УМК-80 в пошаговых режимах.

Краткие сведения из теории

Назначение УМК-80

Учебный микропроцессорный комплект (УМК-80) представляет собой законченную микро-ЭВМ и предназначен для:

• изучения основ проектирования и обслуживания микро-ЭВМ, построенных на базе микропроцессора I8080 (КР580ИК80);

• обучения основам программирования микропроцессора I8080;

• разработки и изготовления макетов блоков управления технологическим оборудованием.

Структура УМК-80 и распределения адресного пространства

Структурная схема УМК-80 представлена на рис.2.1.

Микропроцессор построен на основе бис (большая интегральная микросхема) 8080 (аналог – КР580ВМ80), которая дополнена синхрогенератором (на основе микросхемы 8224 (КР580ГФ24)) и элементами логики схемы управления шиной (системным контроллером).

Основная память УМК-80 представлена:

• оперативной памятью (ОЗУ) на основе двух микросхем К541РУ2 общей ёмкостью 1К байт;

• постоянной перепрограммируемой памятью (РПЗУ) на основе двух микросхем К573РФ1 ёмкостью по 1К байт каждая.

Одна из микросхем РПЗУ содержит заводское системное программное обеспечение данной микро-ЭВМ (программу Монитор). Другая микросхема РПЗУ предназначена для потребностей пользователя и может быть им запрограммирована. Распределение адресного пространства основной памяти представлено в табл. 2.1.

Рис. 2.1. Структурная схема УМК-80

Таблица 2. 1

Распределение адресного пространства памяти в УМК-80

Поле адресов	Назначение
0000–03FF	РПЗУ с программой Монитора
0400–07FF	РПЗУ пользователя
0800–0BFF	ОЗУ

В ходе интерпретации команд программы, записанной в памяти, микропроцессор управляет внешними устройствами микро-ЭВМ. Последние подключаются к шине через интерфейсы, поэтому управление внешним устройством сводится к взаимодействию процессора с интерфейсом этого внешнего устройства. Такое взаимодействие выполняется посредством обмена данными с портами интерфейса при помощи соответствующих команд программы. Адреса портов интерфейсов внешних устройств представлены в табл. 2.2.

Пульт управления предназначен для реализации взаимодействия оператора с микро-ЭВМ. Он состоит из клавиш и индикаторов.

Клавиатурная часть пульта представлена следующими элементами:

• , , ... – группа из 16 информационных клавиш;

• , , , , , , , – группа из 8 директивных клавиш, управляющих выбором команд Монитора;

• – клавиша общего аппаратного сброса микро-ЭВМ;

• – клавиша формирования запроса прерывания;

• – переключатель на пошаговый режим работы и обратно;

• – переключатель выбора шага в пошаговом режиме;

• – клавиша для управления шагами в пошаговом режиме;

• – переключатель включения сетевого напряжения.

Таблица 2. 2

Распределение адресного пространства портов внешних устройств в УМК-80

Адрес	Направл	Назначение
F8	Вывод	Регистр сканирования клавиатуры дисплея
F9	Вывод	Регистр сегментов дисплея
FA	Ввод	Регистр чтения клавиатуры (код столбца нажатой клавиши сканируемой строки)
80	Ввод/вывод	Регистр данных контроллера 8251
81	Ввод	Регистр состояния контроллера 8251
81	Вывод	Регистр команд контроллера 8251

Индикаторная часть пульта представлена следующими элементами:

• дисплей из 6 восьмисегментных индикаторов для индикации шестнадцатеричных кодов адресов, команд, данных;

• 16 светодиодов индикации состояния адресных линий перед выполнением каждого шага в пошаговом режиме;

• 8 светодиодов для индикации состояния шины данных линий данных перед выполнением каждого шага в пошаговом режиме;

• 8 светодиодов для индикации характеристик предстоящего в следующем шаге машинного цикла с помощью выставляемого в 1 такте этого цикла слова состояния процессора;

• 3 светодиода индикации аварии УМК-80 связанной с исчезновением питания.

Схема управления пошаговым режимом представляет собой логическую схему, которая обеспечивает возможность перевода процессора в состояние ожидания после каждого шага.

Интерфейс связи с компьютером служит для последовательного обмена данными между УМК-80 и компьютером с целью автоматизировать компьютерными средствами процесс программирования УМК-80. Построен интерфейс связи на базе микросхемы универсального синхронно-асинхронного приёмопередатчика 8251 (аналог КР580ВВ51). Для выхода в линию связи стандарта RS-232C применён преобразователь RS-232C↔ТТЛ.