- 14 -

Московский государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана

Факультет «Робототехника и комплексная автоматизация»

Кафедра «Робототехнические системы»

О.И. Елисеева, б.Б. Михайлов микропроцессоры.

Электронное учебное издание

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплине «Элементы электроники и микропроцессорной

техники»

Москва

(С) 2011 МГТУ им. Н.Э. БАУМАНА

Основные правила по технике безопасности при работе в лаборатории

К выполнению работ в лаборатории допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности и расписавшиеся в соответствующем журнале. При выполнении работ студентам необходимо выполнять следующие правила : работать только на указанном преподавателем рабочем месте;

выполнять только ту работу и её объём, которые определены заданием и преподавателем;

быть внимательным и не отвлекать от работы других студентов и сотрудников;

при возникновении неисправностей лабораторного оборудования немедленно выключить питание лабораторного стенда и доложить о случившимся преподавателю;

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ УСТРАНЯТЬ НЕИСПРАВНОСТИ САМОCТОЯТЕЛЬНО !

не загромождать рабочее место портфелями и другими вещами, не относящимися к выполнению работы;

после выполнения работы выключить питание лабораторного оборудования и сдать рабочее место преподавателю;

ЗАПРЕЩАЕТСЯ :

включать лабораторное оборудование без разрешения преподавателя;

оставлять без наблюдения включенное оборудование;

самостоятельно снимать ограждающие кожухи и устранять неисправности;

При несчастном случае необходимо :

снять напряжение с пострадавшего и сообщить о случившимся преподавателю;

оказать первую помощь пострадавшему;

вызвать по телефону 03 скорую помощь;

За нарушения правил техники безопасности виновные лица несут дисциплинарную ответственность.

Изучение микро-эвм на базе комплекта к 580

Учебная микро-ЭВМ УМПК 80М разработана на базе микропроцессорного комплекта К580 и предназначена для изучения принципов построения и программирования микропроцессоров с фиксированным набором команд.

Общие сведения.

Вструктуру микро-ЭВМ входят следующие элементы и блоки:

1) блок центрального процессора ЦП со схемой тактового питания СхТП;

2) формирователи магистрали данных, ФМД, магистрали управления ФМУ, магистрали адреса ФМА;

3) магистрали данных МД (8-разрядная двунаправленная), адреса МА (16-разрядная однонаправленная) и управления МУ (5-разрядная однонаправленная);

4) блок памяти БП, включающий ОЗУ емкостью 1 Кбайт и ПЗУ емкостью 2 Кбайт;

5) регистры ввода РгВв и вывода РгВыв, с индикаторами состояния ИС (светодиодами);

6) схема выдачи кода прерываний СхВКПр;

7) клавиатура управления и ввода данных с регистром чтения клавиуатуры РгЧК для ввода информации;

8) 6-рязрядного дисплея Д (знакового индикатора), четыре разряда которого используются для отображения кода адреса в шестандцатиричной системе счисления и два разряда данных. Вывод информации на дисплей осуществляется с помощью регистра сегментов дисплея Ргс и регистра сканирования РгСк;

9) схема выдачи звукового сигнала СхВЗС.

Магистрали микро-ЭВМ, а также входной и выходной регистры имеют светодиодные индикаторы состояния ИС.

Адресация микро-ЭВМ построена по принципу карты памяти: каждому физическому устройству, каждой БИС ставится в соответствие адрес ячейки памяти. Обращение к адресу означает обращение к соответствующему устройству микро-ЭВМ и его инициализации. Адрес 0800 является начальным адресом ОЗУ, начиная с этого адреса можно записывать исследуемые программы пользователя.

Адресация с помощью карты памяти позволяет осуществить простую дешифрацию устройств (т.е. обращение к устройству микро-ЭВМ) на основе трехразрядного дешифратора. В данном случае используются 11, 12 и 13-й разряды адресной магистрали. Их состояние определяет 8 чисел, т.е. 8 адресов устройств, с которыми может работать микро-ЭВМ в каждом машинном цикле.

Режимы работы микро-ЭВМ задаются управляющей программой. Это следующие режимы:

1. Ожидание ввода команд с клавиатуры.

2. Отображение на дисплее содержимого ячейки памяти по любому адресу.

3. Ввод с клавиатуры и отображение на дисплее кода адреса (этот режим задается с клавиатуры клавишей ОтА – «открыть адрес»).

4. Обращение к программному счетчику (этот режим задается клавишей ПрСч – «программный счетчик»). При этом содержимое программного счетчика выводится на дисплей.

5. Вывод на дисплей содержания внутренних программно-доступных регистров (этот режим задается клавишей ОтРг – «открыть регистр» и начинается выводом на дисплей содержимого аккумулятора А).

Клавишей ЗпУв – «запись увеличить», можно циклически вывести на дисплей содержимое регистров А, FL (регистр признаков), B, C, D, E, H, L, SPH и SPL (8-разрядные части сдвоенного 16-разрядного регистра указателя стека), PCH и PCL (8-разрядные части сдвоенного 16-разрядного регистра программного счетчика).

6. Запись новых кодов с клавиатуры в ячейку ОЗУ и в программно-доступные регистры. После задания кодов на клавиатуре запись чисел производится нажатием клавиши ЗпУв – «запись увеличить».

7. Увеличение или уменьшение на единицу адреса, выведенного на дисплей (выполняется клавишами ЗпУв и Ум - «запись уменьшить»).

8. Запуск программы, начиная с указанного на дисплее адреса выполняется клавишей П – «пуск».

9. Выполнение команд по машинным циклам с отображением информации на магистралях с помощью светодиодов (этот режим задается клавишей ШЦ – «шаг машинного цикла»).

10. Выполнение программы по командам (режим задается клавишей Шк – «шаг команды»; после выполнения каждой команды происходит обращение к программному счетчику, п.4).

11. Останов программы пользователя задается клавишей Ст – «стоп». При этом сохраняется содержимое всех внутренних регистров и ОЗУ и происходит обращение к программному счетчику.

12. Возврат микро-ЭВМ из режима выполнения команд по циклам (п.9) и выполнение управляющей программы. При этом восстанавливается содержимое всех регистров и происходит обращение к программному счетчику (п.4).

Примечание: начальная установка микро-ЭВМ осуществляется с помощью клавиши R – «сброс».

Схема возможных переходов от одного режима работы ЭВМ к другому представлена на рис.3.

Управляющая программа микро-ЭВМ при включении питания выполняет подпрограмму тестирования основных блоков. Эта подпрограмма начинается с ячейки ПЗУ с адресом 0000. При успешном прохождении тестов проводится начальная установка всех регистров микро-ЭВМ и на дисплей выводится сообщение «НАЧАло» о готовности к работе.

Затем из режима ожидания микро-ЭВМ может перейти к выводу содержимого регистров (клавиша ОтРг ), вводу адреса с клавиатуры (клавиша ОтА ) или обращению к программному счетчику (клавиша ПрСч). Эти переходы, а также другие возможные переходы к разным режимам работы представлены на рис.3. Здесь сплошными линиями показаны возможные изменения режимов по командам с клавиатуры, а пунктиром – изменения по командам программы управления микро-ЭВМ.

Останов исследуемой программы или возврат к управляющей программе из режима выполнения команд по машинным циклам производится клавишей Ст – «стоп». При этом на дисплей выводится содержимое программного счетчика. Останов при других режимах возвращает микро-ЭВМ к режиму ожидания ввода команд управления, и на дисплей выводится сообщение «НАЧАло».

Микро-ЭВМ имеет также открытый доступ к магистралям для контроля работы устройств, входящих в микропроцессорный комплект.