^#+Лабораторная работа №1

Учебно-отладочное устройство «Электроника 580»

Общие сведения

Учебно-отладочное устройство (УОУ) предназначено для практического овладения принципами построения микро-ЭВМ на базе микропроцессорного комплекта КР580, обучения программированию, а также для отладки программного обеспечения и настройки микро-ЭВМ и микропроцессорных устройств.

По структуре УОУ представляет универсальную микро-ЭВМ. В УОУ применен микропроцессор (МП) типа КР580ВМ80А, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью 2Кбайта с адресным полем пользователя 8000 … 87FF^. Для осуществления диалога пользователя с УОУ имеется клавиатура и цифровой дисплей, действия которых обеспечивается системной программой-монитором, объемом 1 К Байт, с адресным полем 0000 … 03FF.

Клавиатура содержит 25 клавиш, расположенных на передней панели УОУ (рис. 1) , на которой находится справочная таблица кодов команд и их мнемонических обозначений. С помощью клавиши RST формируется сигнал сброса МП. Верхний и правый ряды клавиатуры содержат командные клавиши УОУ, их функции описаны ниже. Остальные 16 клавиш служат для ввода в УОУ шестнадцатиричных цифр.

Цифровой дисплей выполнен на восьми светодиодных семисегментных индикаторах и расположен на панели управления УОУ (рис.2).

На индикаторах дисплея отображается содержимое ячеек ОЗУ с адресами от 83F8 … 83FF (ячейка с адресом 83F8 соответствует левому индикитору дисплея). Для контроля состояния признаков (флажков) нуля результата “Z” и переноса “C” на панели управления УОУ предусмотрены два светодиодных индикатора.

Системная программа-монитор позволяет загрузить в ОЗУ программы пользователя, переписать ее на бытовой магнитофон, считать с магнитофона в ОЗУ, выполнить программу пользователя в режиме «отладка» (пошаговом режиме либо с остановом оп заданным условиям), осуществить выполнение программы пользователя в режиме «Прогон».

Технические характеристики УОУ:

- тип центрального процессора - параллельный;

- разрядность - 8 разрядов

- система команд микропроцессора КР580ВМ80А (см. приложение);

- тактовая частота - 2.0 МГц;

- предусмотрен ввод и вывод информации пользователя;

- режимы работы: пошаговый, автоматичесвкий и автоматический с остановом по заданному адресу и числу проходов;

- регистры МП, доступные пользователю: Аккумулятор A; Регистры общего назначения B, C, D, E, H, L; Регистр признаков F; Регистровые пары BC, DE, HL, указатель стека SP;

- предусмотрена возможность прерывания - до 8 векторов;

- имеется возможность согласования по быстродействию с медленно работающими устройствами;

- объем и адресное поле ОЗУ пользователя 8400 … 87FF;

Устройство и работа УОУ

Структурная схема УОУ приведена на рис.3. Центральным элементом является МП КР580ВМ80А, выполняющий обработку информации и управление всеми остальными узлами УОУ. Тактирование МП осуществляется кварцевым генератором тактовых импульсов (ГТИ), формирующим два сдвинутых по фазе сигнала Ф1 и Ф2.

Обмен информацией между МП и остальными узлами УОУ осуществляется по 8-ми разрядной двунаправленной шине данных (ШД) и 16-ти разрядной шине адреса (ША). Для выполнения нагрузочной способности ШД обмен информации между МП и большинством узлов УОУ ведется через двунаправленный буфер данных (БД). Непосредственно к ШД микропроцессора подключен только регистр байта состояния (РБС).

Хранение программы и данных, необходимых для работы УОУ, осуществляется в постоянном ЗУ (ПЗУ) и ОЗУ. Для выработки этих запоминающих устройств используется дешифратор адреса (ДА) и формирователь управляющих сигналов (ФУС). Шесть старших разрядов ША, т.е. разряды A10 … A15, дешифруются, и на выходе ДА формируется сигнал CS (выбора кристалла микросхем ЗУ), а также сигнал CS ИФ (выборки интерфейса).

Байт состояния совместно с сигналами DBIN и WR МП используются в ФУС для выработки управляющих сигналов записи и чтения памяти и интерфейсов.

Буфер шина адреса (БА) служит для увеличения нагрузочной способности ША и подключения к ней ПЗУ, ОЗУ и дешифраторов. Блок интерфейса (БИФ) объединяет узлы канала прямого доступа к памяти (ПДП), интерфейса и модем. Узел ПДП обеспечивает выработку информации для цифрового дисплея и реализует режим ПДП с внешними устройствами УОУ.

Узел интерфейса обеспечивает программируемую связь клавиатуры с ШД, также работу семисегментных индикаторов. В качестве интерфейсной микросхемы применяется КР580ВВ55, имеющая три независимых порта. Порт A принимает информацию с клавиатуры, порт C выдает импульсы опроса клавиатуры и сигналы управления свечением индикаторов дисплея, а также служебные сигналы в разрешение прерываний и режима ПДП. В порте B задействован только один разряд для передачи информации через модем.

Клавиатура пульта управления содержит 16 клавиш для ввода в УОУ данных (16-ричных цифр от 0 до F) и 9 командных клавиш, назначение которых приведено в таблице 1.

Таблица 1

№ пп	Название клавиши	Обозначение клавиши	Назначение клавиши
1	Сброс	RST	Служит для формирования сигнала сброса УОУ
2	Адрес	ADDR	Служит для перевода УОУ в режим задания адреса ячейки памяти
3	Память	MEM	Служит для перевода УОУ в режим записи в ячейку памяти
4	Следующий	NEXT	Служит для увеличения на единицу адреса индицируемой ячейки памяти или регистра МП
5	Восстановление	CLR	Служит для восстановления начального значения адреса или данных, если после их изменения не нажимались другие командные клавиши
6	Регистр	REG	Служит для отображения содержимого восьмиразрядного регистра МП
7	Шаг	STEP	Служит для выполнения очередной команды программы
8	Прогон	RUN	Служит для запуска программы с остановом на введенной контрольной точке либо по команде останова
9	Контрольная точка	BRK	Служит для задания адреса контрольной точки в программе

Клавиши данных также для задания имен регистров и регистровых пар МП КР580ВМ80А:

- клавиши A, B, C, D, E, F, 8/H, 9/L, F - для обозначения регистра аккумулятора A, регистров общего назначения (РОН) B…L, регистра признаков F;

- клавиша 1/P - для обозначения указателя стека (SP);

- клавиша 2/T - для обозначения содержимого вершины стека (ST).

Старшие разряды содержимого вершины стека хранятся по адресу SP+1, младшие разряды - по адресу SP.

Дисплей состоит из 8 семисегментных индикаторов, которые отображают цифры от 0 до 9 и символы от A до F. Нумерация разрядов дисплея начинается с левого индикатора. Например, при отображении адреса ячейки памяти он высвечивается в 1…4 разрядах дисплея, а в разрядах 7…8 - данные, хранящиеся по этому адресу.

Включение УОУ

Подключите УОУ с помощью сетевого шнура с вилкой к электросети 220 В, 50 Гц и установите тумблер «Сеть» в положение «ВКЛ». Нажмите клавишу RST, при этом на индикаторах появится значение 8200 **??. Установите переключатель «Прогон-отладка» в положение «Отладка».

Примечание. Здесь и далее знаком «*» обозначается пробел, знаком «?» - какая-то ранее записанная в ОЗУ цифра. Буквой N - цифра, соответствующая нажатой клавише данных. Подчеркнуты названия нажимаемых клавиш.

Чтение из памяти и запись информации в память

1. Чтение содержимого ячейки памяти с адресом nnnn осуществляется нажатием клавиш: addr n n n n.

После этого в разрядах 1…4 индикатора отобразится заданный адрес ячейки памяти, в разрядах 7,8 - её содержимое.

Пример 1. Прочитать содержимое ячейки памяти с адресом 82AB. Последовательность действий представлена в таблице 2.

Таблица 2

Клавиша	Разряды на дисплее								Примечание
	1	2	3	4	5	6	7	8
ADDR	8	2	0	0	*	*	?	?	Исходное состояние
8	0	0	0	8	*	*	*	*	Установка
2	0	0	8	2	*	*	*	*	Заданного
A	0	8	2	A	*	*	*	*	Адреса
B	8	2	A	B	*	*	?	?	82AB

2. Чтение содержимого следующей ячейки осуществляется нажатием клавиши NEXT (см. табл.3).

3. Чтение содержимого предыдущей ячейки осуществляется повторным нажатием клавиши MEM (см. табл.3).

Таблица 3

Клавиша	Разряды на дисплее								Примечание
	1	2	3	4	5	6	7	8
	8	2	A	B	*	*	?	?	Исходный адрес
NEXT	8	2	A	C	*	*	?	?	Следующий адрес
MEM	8	2	A	C	*	,	?	?	Исходный адрес
MEM	8	2	A	B	*	?	?	?	Предыдущий адрес

4. Чтение содержимого регистра мп осуществляется нажатием клавиш: reg X , где X - клавиша данных с наименованием регистра.

Пример 2. Чтение содержимого регистров, начиная с регистра А. Последовательность действий представлена в табл.4.

Таблица 4

Клавиша	Разряды на дисплее								Примечание
	1	2	3	4	5	6	7	8
REG	8	2	0	0	*	*	*	*	Исходное состояние
A	8	2	0	0	A	-	?	?	Содержимое регистра A в разрядах 7,8
NEXT	8	2	0	0	B	-	?	?	Содержимое регистра B
NEXT	8	2	0	0	C	-	?	?	Содержимое регистра C

5. Чтение содержимого регистровых пар МП осуществляется нажатием клавиш: ADDR R MEM , где R - обозначение одной из клавиш 1/P, 8/H, B, D, 2/T. После нажатия клавиш в разрядах 5,6 индикатора отображается имя регистровой пары, в разрядах 1…4 - её содержимое.

Пример 3. Прочитать содержимое регистровой пары HL (табл.5).

Таблица 5

Клавиша	Разряды на дисплее								Примечание
	1	2	3	4	5	6	7	8
ADDR	8	2	0	0	*	*	*	*	Исходное состояние
8/H	8	2	0	0	A	-	?	?
MEM	8	2	0	0	C	-	?	?	Содержимое HL в разрядах 1…4

6. Запись программы в память УОУ осуществляется нажатием клавиш: ADDR N N N N MEM. После этого в 1…4 разрядах дисплея высветится адрес ячейки памяти, в разрядах 7, 8 - содержимое этой ячейки, а в 6 разряде дисплея загорится одна децимальная точка. Если теперь нажать одну или последовательно две клавиши данных, то произойдет замещение содержимого ячейки памяти, а новые данные высветятся в 7 и 8 разрядах дисплея.

Нажатие клавиши CLR восстанавливает первоначальное содержимое ячейки памяти при условии, что командные клавиши не нажимались.

Для записи в следующую ячейку памяти нужно нажать клавишу NEXT. При этом нет необходимости нажимать клавишу MEM. Высвечивание децимальной точки в 6 разряде дисплея указывает на то, что клавиша MEM была нажата и ввод данных в память разрешен. При попытке ввести данных без предварительного нажатия клавиши MEM, а также, если на дисплее установлен адрес ячейки ПЗУ, либо адрес отсутствующей ячейки ОЗУ, на дисплее высвечивается сигнал ошибки «Err». В этом случае для восстановления адреса необходимо нажать клавишу MEM.

Пример 4.

В ячейку памяти по адресу 8410 записать число 7С, инкременировать адрем, декременировать адрес (табл.6).

Таблица 6

Клавиша	Разряды на дисплее								Примечание
	1	2	3	4	5	6	7	8
ADDR 8410									Установка нового адреса
MEM	8	4	1	0	*	,	?	?	Подготовка к записи
7	8	4	1	0	*	,	0	7	Запись числа
С	8	4	1	0	*	,	7	С	7C
NEXT	8	4	1	1	*	,	?	?	Следующий адрес
MEM	8	4	1	0	*	,	7	C	Предыдущий адрес