ГОУВПО «Воронежский государственный

технический университет»

Кафедра технологических и автоматизированных

систем электронного машиностроения

Методические указания

по выполнению лабораторных работ № 1—5

по курсу «Системы автоматизированного управления

оборудованием электронной промышленности»

для студентов специальности 210107

«Электронное машиностроение»

очной формы обучения

Воронеж 2009

Составители: д-р техн. наук С.А. Акулинин,

ст. преп. С.А. Минаков

УДК 621.382

Методические указания по выполнению лабораторных работ № 1—5 по курсу «Системы автоматизированного управления оборудованием электронной промышленности» для студентов специальности 210107 «Электронное машиностроение» очной формы обучения / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. С.А. Акулинин, С.А. Минаков. Воронеж, 2009, 23 с.

В методических указаниях дается описание, принцип действия, порядок составления программ на микротренажере МТ1804. Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе Microsoft Word 2003, содержатся в файле МТ1804.doc.

Табл. 9. Ил. 8. Библиогр.: 1 назв.

Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. Е.В. Бордаков

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Разработка и выполнение программ на микротренажере мт1804

Микротренажер MT1804 предназначен для изучения принципов функ­ционирования разрядно-модульных секций микропроцессорного комплек­са (МПК) серии K1804, а также для изучения основ микропрограммирования.

Структурная схема MTI804 приведена на рис. 1 и соответствует типовой архитектуре микроконтроллера, выполненного на базе МПК серии KI804.

Функционально МТ1804 делится на операционное устройство и уст­ройство управления.

В состав операционного устройства входят:

- БИС центральной процессорной секции K1804BC1;

- регистр состояния и мультиплексор признаков;

- мультиплексор сдвига и выходной регистр К1804ИР1.

В состав устройства управления входят:

- БИС управления адресом микрокоманды К1804ВУ1;

- микропрограммное ОЗУ (16 32-раз­рядных слов);

- 32-разрядный регистр микрокоманд;

- схема управления выборкой следующего адреса (ПЗУ).

Структурные схемы БИС KI804BCI и К1804ВУ1 приведены соответственно на рис. 2 и 3.

В микротренажере применяются 32-разрядные микрокоманды.

Разряды I0 ...I8 осуществляют управление БИС KI804BC1 (см. рис. 2). Разряды MS1 , MS2 определяют одну из сдвиговых операций. Разряды Р0 ... РЗ определяют одну из 16 функций перехода к адресу следующей микрокоманды..

Внешний вид микротренажера МТ1804 приведен на рис. 4 и 5. Уст­ройство содержит:

- трехразрядный переключатель МУЛЬТИПЛЕКСОР;

- четырехразрядный переключатель ДАННЫЕ;

- четырехразрядный переключатель АДРЕС;

- переключатель режима ЗАГРУЗКА/РАБОТА;

- переключатель режима работы АВТОМАТ/ШАГ;

- кнопку ПУСК;

- кнопку ЗАГРУЗКА.

Р ис. 1. Структурная схема МТ1804

Четырехразрядный светодиодный индикатор МИКРОКОМАНДА предназ­начен для отображения содержимого регистра микрокоманд. Отображе­ние 32-разрядного слова четырьмя светодиодами осуществляется по-тетрадно. Номер тетрады, выводимой на индикатор, определяется по­ложением переключателя МУЛЬТИПЛЕКСОР в двоичном коде. Верхнее положение каждого разряда переключателя соответствует логической единице (на рис. 4 переключатель МУЛЬТИПЛЕКСОР имеет код (11O)₂ , то есть выбрана шестая тетрада).

Рис. 2. Структурная схема К1804ВС1

Четырехразрядный светодиодный индикатор ПАМЯТЬ предназначен для отображения содержимого микропрограммной памяти. Адрес ячейки памяти определяется положением переключателя АДРЕС, а номер выводимой тетрады - переключателем МУЛЬТИПЛЕКСОР.

Четырехразрядный светодиодный индикатор ДАННЫЕ предназначен для отображения данных в восьми точках схемы микротренажера. Коммутация точек осуществляется переключателем МУЛЬТИПЛЕКСОР.

Рис. 3. Структурная схема К1804ВУ1

Работа на микротренажере

Микротренажер имеет два режима работы: ЗАГРУЗКА и РАБОТА. В режиме ЗАГРУЗКА осуществляется ручное программирование памяти микрокоманд. Для этого необходимо провести следующие действия:

1. переключатель режима ЗАГРУЗКА/РАБОТА установить в положение ЗАГРУЗКА;

2. переключателем АДРЕС установить нужный адрес;

3. переключателем МУЛЬТИПЛЕКСОР установить номер тетрады (поля микрокоманды);

4. переключателем ДАННЫЕ набрать необходимый кол данных для за­писи в выбранную тетраду (поле микрокоманды);

5. нажав кнопку ЗАГРУЗКА, произвести запись;

6. провести контроль записываемых данных на индикаторе ПАМЯТЬ;

7. повторять пункты 3...6 с целью ввода данных во все поля мик­рокоманды;

8. повторять пункты 2...7 с целью ввода всех микрокоманд.

Для запуска введенной микропрограммы необходимо ввести в микро­тренажер стартовый адрес мкропрограммы. Для этого после окончания загрузки микроппограммы установите этот адрес на переключателе АДРЕС и нажмите кнопку ПУСК. Для дальнейшего выполнения микропрог­раммы переключатель ЗАГРУЗКА/РАБОТА установите в положение РАБОТА.

В режиме РАБОТА микротренажер может выполнять микропрограмму по шагам или автоматически.

Для выполнения микропрограммы в пошаговом режиме необходимо установить переключатель АВТОМАТ/ШАГ в положение ШАГ. При этом синхронизация микротренажера осуществляется от кнопки ПУСК, по одно­кратному нажатию которой выполняется одна микрокоманда.

Рис. 4. Внешний вид микротренажера МТ1804

Для автоматического выполнения микропрограммы переключатель АБТОМАТ/ШАГ необходимо установить в положение АВТОМАТ. При этом синхронизация микротренажера осуществляется от внутреннего генера­тора с частотой I МГц ± 60 %.

Формат микрокоманды показан в табл. 1.

Вид передней панели тренажера приведен на рис. 4 и 5.

Рис. 5

При работе на тренажере последовательно выполняются два режима: «Загрузка» и «Работа», которые переключаются кнопкой SA14.

Выполнение режима «Загрузка»:

1. Переключатель SA14 установить в положение «Загрузка».

2. Переключателями SA11…SA8 набрать нужный адрес команды.

3. Переключателями SA3…SA1 установить номер тетрады.

4. Переключателями SA7…SA4 набрать необходимые данные для записи в выбранную тетраду.

Для выполнения режима «Работа» необходимо:

• произвести начальную установку (инициализацию) адреса

команд. Для этого в режиме «Загрузка» кнопками SA11-SA8 устанавливается адрес 1111₂ и нажимается один раз клавиша SB2 (пуск);

• установить переключатель SA14 в положение «Работа».

Выполнение программы начинается с адреса 0000₂. При однократном нажатии на кнопку SB2 («Пуск») выполняется одна команда и происходит увеличение номера команды на единицу.

При загрузке микрокоманд (режим «Загрузка») все вводимые числа после нажатия на кнопку SB1 («Загрузка») появляются на индикаторах 3-й группы.

В режиме «Работа» при положении переключателей SA3-SA1=000₂ на индикаторах 3-й группы появляются данные, на индикаторах 1-й группы – номера микрокоманд.

В режиме «Работа» при положении переключателей SA3-SA1=001₂ на индикаторах 1-й группы появляются данные D3 D2 D1 D0 из заданной ячейки памяти (только после выполнения операции «Чтение»).

В табл. 2 – 6 показаны зависимости функций от микрокоманды.

Таблица 2

Зависимость функций АЛУ

от кода микрокоманды (3-я тетрада)

Двоичный код			R и S – источники операнда
I5	I4	I3
0	0	0	R+S+Cп
0	0	1	S – R –1+Cп
0	1	0	R – S – 1+Cп
0	1	1	R۷S
1	0	0	R*S
1	0	1
1	1	0
1	1	1

Таблица 3

Зависимость источника операнда от кода микрокоманды

(4-я тетрада)

Двоичный код			Источник операнда
I2	I1	I0	R	S
0	0	0	A	Q
0	0	1	A	B
0	1	0	0	Q
0	1	1	0	B
1	0	0	0	A
1	0	1	D	A
1	1	0	D	Q
1	1	1	D	0

Двоичный код			Источник операнда
I2	I1	I0	R	S
0	0	0	A	Q
0	0	1	A	B
0	1	0	0	Q
0	1	1	0	B
1	0	0	0	A
1	0	1	D	A
1	1	0	D	Q
1	1	1	D	0

A и B – содержимое РОН (регистры общего назначения) по адресу А или В;

Q – содержимое дополнительного регистра Q;

D – значения данных с информационного входа.

Таблица 4

Зависимость приемника результата от кода микрокоманды

Двоичный код			Источник операнда
I2	I1	I0	Загрузка	Выход К1804ВС1
0	0	0	F→Q	F
0	0	1	Нет загрузки	F
0	1	0	F→B	A
0	1	1	F→B	F
1	0	0	F/2→B Q2→B	F
1	0	1	F/2→B	F
1	1	0	2F→B 2Q→Q	F
1	1	1	2F→B	F

(5-я тетрада)

F – результат операции АЛУ;

Y – выходная линия данных БИС К1804ВС1.

Таблица 5

Зависимость сдвиговых операций от кода микрокоманды

MS2	MS1	Сдвиг вправо	Сдвиг влево
0	0	Сдвиг одинарной длины с вводом логического 0 в старшие разряды РОН и Q-регистр	Сдвиг одинарной длины с вводом логического 0 в младшие разряды РОН и Q-регистр
0	1	Циклический сдвиг одинарной длины
1	0	Циклический сдвиг двойной длины
1	1	Арифметический сдвиг двойной длины с вводом значений знакового разряда в старший разряд РОН	Арифметический сдвиг двойной длины с вводом логического 0 в младший разряд Q-регистра

MS2	MS1	Сдвиг вправо	Сдвиг влево
0	0	Сдвиг одинарной длины с вводом логического 0 в старшие разряды РОН и Q-регистр	Сдвиг одинарной длины с вводом логического 0 в младшие разряды РОН и Q-регистр
0	1	Циклический сдвиг одинарной длины
1	0	Циклический сдвиг двойной длины
1	1	Арифметический сдвиг двойной длины с вводом значений знакового разряда в старший разряд РОН	Арифметический сдвиг двойной длины с вводом логического 0 в младший разряд Q-регистра

Таблица 6

Зависимость адреса перехода от кода микрокоманды

(6-я тетрада)

Двоичный код				Функция
P3	P2	P1	P0
0	0	0	0	Переход на адрес из регистра МК, если F≠0
0	0	0	1	Переход на адрес из регистра МК
0	0	1	0	Продолжить (переход на следующий адрес)
0	0	1	1	Переход на адрес по значению переключателей адреса
0	1	0	0	Переход к подпрограмме, если F≠0
0	1	0	1	Переход к подпрограмме
0	1	1	0	Возврат из подпрограммы
0	1	1	1	Переход по стеку
1	0	0	0	Окончить цикл и вытолкнуть из стека, если F=0
1	0	0	1	Загрузить стек (и продолжить)
1	0	1	0	Вытолкнуть из стека (и продолжить)
1	0	1	1	Окончить цикл и вытолкнуть из стека, если С4
1	1	0	0	Переход на адрес из регистра МК, если F=0
1	1	0	1	Переход на адрес из регистра МК, если F3
1	1	1	0	Переход на адрес из регистра МК, если 0۷R
1	1	1	1	Переход на адрес из регистра МК, если С4

Условные обозначения:

F3, C4, 0۷R – флаги состояния АЛУ;

F3 – флаг знакового разряда (старший разряд АЛУ);

0۷R – флаг переполнения;

С4 – флаг переноса.