Федеральное агентство по образованию

Уральский государственный технический университет – УПИ

ЭЛЕКТРОНИКА 580.

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ, ЭЛЕМЕНТЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Микропроцессорные устройства систем управления» для студентов всех форм обучения специальности 220201 – Управление и информатика в технических системах

Печатается по решению редакционно-издательского

совета УГТУ– УПИ от 18.01.2007г.

Екатеринбург

УГТУ - УПИ

2007

УДК 621.38

Составитель В.П. Мокрецов

Научный редактор доц., канд. техн. наук Ю.Н. Чесноков

ЭЛЕКТРОНИКА 580. Принципы работы, элементы программирования:

методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Микропроцессорные устройства систем управления» /сост. В.П. Мокрецов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 44 с.

Дано краткое описание учебно-отладочного устройства «Электроника 580». Приведены программы, задания и методические указания к выполнению трех лабораторных работ: «Изучение архитектуры и функционирования УОУ», «Запись и выполнение простых программ», «Организация условных и безусловных переходов в программах и маскирование данных».

Библиогр.: 5 назв. Табл. 12. Прил. 1.

Подготовлено кафедрой «Автоматика и управление в технических системах».

Ó Уральский государственный

технический университет – УПИ, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Учебно-отладочное устройство «Электроника 580»…………………………...4

1.1. Общие сведения…………………………………………………………………4

1.2. Технические характеристики УОУ…………………………………………….5

1.3. Устройство и работа УОУ……………………………………………………...5

1.4. Включение УОУ………………………………………………………………..8

1.5. Чтение из памяти и запись информации в память……………………………8

1.6. Выполнение программ в пошаговом режиме………………………………..12

1.7. Выполнение программ в автоматическом режиме………………………….15

2.Лабораторная работа №1. Изучение архитектуры и функционирования УОУ………………………………………………………………………………….16

2.1. Задания для самостоятельной подготовки…………………………………...16

2.2. Порядок выполнения лабораторной работы…………………………………16

2.3. Содержание отчета. …………………………………………………………...17

2.4. Вопросы для самоконтроля…………………………………………………..17

3. Лабораторная работа №2. Запись и выполнение простых программ………..18

3.1. Машинные циклы выполнения команд………………………………………18

3.2. Программа с прямой адресацией операнда…………………………………18

3.3. Программа с косвенной адресацией операнда………………………………20

3.4. Задания для самостоятельной подготовки………………………………….21

3.5. Выполнение лабораторной работы………………………………………….22

3.6. Содержание отчета……………………………………………………………24

3.7. Вопросы для самоконтроля………………………………………………….24

4. Лабораторная работа №3. Организация условных и безусловных переходов в программах, маскирование данных ………………………….…………………25

4.1. Команды передачи управления без условия и по условию…………………25

4.2. Команды логических операций………………………………………………26

4.3. Маскирование данных…………………………………………………………26

4.4. Задание для самостоятельной подготовки…………………………………...31

4.5. Выполнение лабораторной работы…………………………………………..32

4.6. Содержание отчета……………………………………………………………33

Вопросы для самоконтроля………………………………………………….33

Библиографический список………………………………………………………34

Приложение……………………………………………………………………….35

1. Учебно-отладочное устройство «электроника 580»

1. 1. 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 2 Кбайта с адресным полем пользователя 8000 … 87FF^. Для осуществления диалога пользователя с УОУ имеется клавиатура и цифровой дисплей, действия которых обеспечиваются системной программой-монитором, объемом 1 Кбайт, с адресным полем 0000 … 03FF.

Клавиатура содержит 25 клавиш, расположенных на передней панели УОУ, на которой также 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 шестнадцатеричных цифр.

Цифровой дисплей выполнен на восьми светодиодных семисегментных индикаторах и расположен на панели управления УОУ.

На индикаторах дисплея отображается содержимое ячеек ОЗУ с адресами от 83F8 … 83FF (ячейка с адресом 83F8 соответствует левому индикатору

дисплея). Для контроля состояния признаков (флажков) нулевого 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 по заданным условиям), осуществить выполнение программы пользователя в режиме «Прогон».

1. 2. 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, автоматический 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;

1. 3. Устройство и работа уоу

Структурная схема УОУ содержит МП КР580ВМ80А, выполняющий обработку информации и управление всеми остальными узлами УОУ. Тактирование МП осуществляется кварцевым генератором тактовых импульсов, формирующим два сдвинутых по фазе сигнала Ф1 и Ф2.

Обмен информацией между МП и остальными узлами УОУ осуществляется по восьмиразрядной двунаправленной шине данных и шестнадцатиразрядной шине адреса. Для обеспечения нагрузочной способности шины данных обмен информации между МП и большинством узлов УОУ ведется через двунаправленный буфер данных. Непосредственно к шине данных микропроцессора подключен только регистр байта состояния.

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

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

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

Узел интерфейса обеспечивает программируемую связь клавиатуры с шиной данных, а 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 на 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 (шестнадцатиричных цифр от 0 до F) и 9 командных клавиш, назначение которых приведено в табл. 1.

Таблица 1

№ п/п	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 используются 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.