3. Лабораторная работа № 2 архитектура однокристального микропроцессора
Цель работы: изучение архитектуры и освоения методов программирования контроллера на базе однокристального микропроцессора серии КР580ИК80А, применяемого в МП системах управления.
Оборудование - Микроконтроллер МС2721, лабораторный стенд, дискретные объекты управления.
3.1. Описание микроконтроллера
Блок-схема контроллера МС2721 представлена на рис.3.1. В состав контроллера входят:
центральный процессор КР580ИК80А,
ППЗУ, содержащее программное обеспечение,
ОЗУ,
2 программируемых параллельных интерфейса КР580ВВ55 (ППИ ).
программируемый последовательный интерфейс КР530ВВ51,
таймер КР580ВИ53,
контроллер прерываний (КП) КР580ВН59,
пульт управления (ПУ), подключенный через параллельный интерфейс.
Периферийные устройства связаны с центральным процессором через шины адреса, данных и управления. Программное обеспечение представлено программой МОНИТОР, поддерживающей связь оператора с контроллером и библиотекой подпрограмм.
Программа монитор размещена по адресам ППЗУ 0 - F2EH, кроме того, она использует область ОЗУ 1200H – 1899H. Глубина используемого стека не более 30 байт. Для автоматического запуска программы пользователя точка входа в программу должна иметь адрес 5020H, а содержимое ячейки 2000H должно быть равно С3H. В программах пользователя не допускается использовать 0-й канал таймера, нулевой и первый векторы прерывания, т.к. они используются монитором. При проведении лабораторных работ рекомендуется размещать программы пользователя с адреса 1А00H. Выход в программу МОНИТОР из программ пользователей производится командой JMP 01FEH. При запуске программы командой G рекомендуется установить точку разрыва на последней команде программы.
Адреса внешних устройств контроллера представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1.
Устройство |
Адрес |
|
Параллельный интерфейс КР580ВВ55 |
А - канал В - канал С - канал РУС - управл. слово |
F4H F5H F6H F7H |
Параллельный интерфейс КР580ВВ55 |
А - канал В - канал С - канал РУС - управл. слово |
F0H F1H F2H F3H |
Параллельный интерфейс КР580ВВ55 |
А - канал В - канал С - канал РУС - управл. слово |
Е4H Е5H Е6H Е7H |
Последовательный интерфейс КР580ВВ51 |
Данные, инструкция режима Инструкция команды |
F8H, FAH F9H, FBH |
Контроллер прерываний KF580BH59 |
СКИ1 СКИ2, СКО2 |
FE, FC FF, FD |
Центральный процессорный элемент КР580ИК80А является функционально законченным однокристальным параллельным 8-разрядным микропроцессором с фиксированной системой команд.
В микропроцессоре используются одно-, двух- и трехбайтовые форматы команд. Содержимое 1-го байта указывает на формат команды, код операции, вид адресации и регистры или регистровые пары, если они участвуют в выполнении операции.
К двухбайтовым командам относятся команды с непосредственной aдресацией и команды ввода-вывода. В этом случае второй байт содержит или 8-разрядный операнд, или номер устройства ввода-вывода.
В трехбайтовых командах 1-ый байт содержит код операции, второй байт содержит младшую, а третий - старшую часть двухбайтового адреса операнда или перехода, или двухбайтового операнда.
В микропроцессоре используется 4 метода адресации: прямой регистровый, непосредственный, косвенный, абсолютный.
Система команд микропроцессора КР580ИК80А приведена в таблицах 3.2, 3.3. Для каждого типа команд особым образом формируются признаки. Особенности формирования признаков при выполнении команд отражены в таблице 3.2.