Электроника2-Лабораторные-2013

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

Указатель стека (УС) представляет собой 16-битовый регистр, доступ-

ный для программиста, содержимое которого указывает адрес ячейки памяти,

соответствующей текущему положению стека.

Стек – область памяти, выделенная программистом для работы команд группы CALL, RET, RST, PUSH, POP.

2.2.2.4 Организация памяти

Микропроцессор К580ИК80 может использовать во время работы по-

стоянное запоминающее устройство (ПЗУ), перепрограммируемое постоян-

ное запоминающее устройство (ППЗУ) и оперативное запоминающее устрой-

ство (ОЗУ). Программа может вызвать считывание данных из любого типа памяти, а запись данных может происходить только в ОЗУ. Программист представляет себе память как последовательность байтов, где каждый байт может хранить 8 битов, представленных посредством двух 16-ричных цифр.

Может быть до 65536 байтов памяти и адресации отдельного байта памяти происходит путем выбора ячейки запоминающего устройства (ЗУ) по ее фи-

зическому номеру от 0 до 65535 = 0FFFFH (наибольшее число, которое мо-

жет быть представлено 16 битами). Биты, хранимые в байте памяти, могут представлять код команды или могут быть данными. Только от программиста зависит правильность интерпретации программой записанных кодов.

2.2.2.5 Представление программы в памяти

Программа состоит из последовательности команд. Каждая команда позволяет выполнить элементарные операции, такие как передача байта дан-

ных, арифметическая или логическая операция над байтом данных или изме-

нение последовательности выполнения команд.

Программа хранится в памяти как последовательность байтов, запи-

санных 16-ричными цифрами. Адрес следующей выполняемой команды хра-

21

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

нится в счетчике команд. Перед выполнением каждой команды счетчик ко-

манд передвигается к адресу следующей команды. Выполнение программы происходит последовательно, если только не выполняется команда передачи управления (переход, вызов, возврат). Далее выполнение продолжается по-

следовательно с этого нового адреса памяти.

Исследуя содержимое байта памяти, трудно сказать, что содержит байт: кодированную команду или данные. Например, 16-ричный код 1FH (символ H обозначает 16-ричный вид числа) был выбран для представления команды RAR (сдвиг содержимого аккумулятора вправо с переносом). Таким образом, величина 1FH, хранимая в байте памяти, могла бы представлять как команду RAR, так и константу 1FH. Только логика программы гарантирует,

что данные не будут истолкованы как код команды. Это условие реализуется следующим образом.

Каждая программа имеет начальный адрес памяти, который является адресом байта, содержащего первую выполняемую команду. Перед тем как будет выполнена первая программа, счетчик команд будет автоматически продвинут вперед к адресу следующей выполняемой команды, и этот про-

цесс будет выполняться для каждой команды в программе. Для кодирования команд микропроцессора может потребоваться 1, 2 или 3 байта. Во избежа-

ние ошибок программист должен быть уверен, что байт данных не следует за командой тогда, когда ожидается следующая команда. Поэтому при состав-

лении программ не следует помещать данные между смежными командами,

которые должны выполняться последовательно.

Если программа записывает данные в ячейку, то эта ячейка не должна находиться среди команд программы, потому что прикладные программы выполняются обычно из ПЗУ, куда нельзя записывать данные.

Команды передачи управления изменяют естественный ход выполне-

ния программы. Адрес памяти, указанный в команде передачи управления,

22

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

должен быть адресом другой команды; если это адрес байта памяти, содер-

жащей данные, то программа не будет выполнена правильно.

2.2.3 Порядок работы

2.2.3.1 Пульт управления УОУ

Пульт управления УОУ образован передней панелью и панелью управ-

ления УОУ.

На панели управления расположены:

1. Клавиатура (Рисунок 5), включающая 9 командных клавиш и 16 кла-

виш данных.

2.Индикатор адреса и данных, содержащий восемь знаковых разрядов.

3.Индикатор состояния признаков (флажков) переноса (С) и нуля (Z).

Рисунок 5 Пульт управления УОУ

На передней панели установлены тумблеры включения-выключения

(«СЕТЬ») и задания режима работы («ПРОГОН-ОТЛАДКА») УОУ.

23

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

Клавиатура панели управления УОУ включает 25 клавиш (Рисунок 5).

Верхний и правый ряды содержат командные клавиши. Их нажатие индуци-

рует выполнение соответствующих действий УОУ. Остальные 16 клавиш служат для ввода в УОУ шестнадцатеричных цифр (0…F).

Назначение командных клавиш (Таблица 5) и особенности их исполь-

зования в различных режимах УОУ отражены ниже.

Таблица 5 Назначение клавиш УОУ

Клавиши данных используются также для задания имен регистров и регистровых пар МП КР580ИК80А. Клавиши А, В, С, D, Е, 8/Н, 9/L, F пред-

назначены для обозначения регистра – аккумулятора А, регистров общего на-

значения (РОН) B-L, регистра признаков F.

Индикатор адреса и данных состоит из восьми разрядов. Каждый раз-

ряд (знакоместо) является семисегментным индикатором на светодиодах. Для отображения алфавитно-цифровой информации, т. е. цифр 0…9, букв A…F,

R недостаточно семи сегментов, поэтому для букв В, D, R используют стили-

зированные обозначения:

24

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

При отображении ячейки памяти в разрядах 1…4 индикатора в шестна-

дцатеричной системе счисления высвечивается адрес, в разрядах 7 и 8 – дан-

ные, хранящиеся по этому адресу. В других случаях в адресных разрядах

(1…4) отображается, например, содержимое счетчика команд, а в разрядах данных (7, 8) – очередная команда либо содержимое регистра микропроцес-

сора. В последнем случае в пятом разряде индикатора появляется наимено-

вание регистра.

Например, при чтении содержимого ячейки памяти с адресом 817А16,

если там хранится значение F316, мы увидим на индикаторе:

При чтении содержимого регистра А, если там хранится значение 1316,

мы увидим на индикаторе:

2.2.3.2 Действия при вводе программ в память УОУ

Основным режимом работы УОУ является режим отладки программ.

Программы размечаются в ОЗУ УОУ в области 800016 до 83FF16. Для загруз-

ки программ в память УОУ нужно освоить следующие действия.

2.2.3.3 Чтение содержимого ячейки памяти

Для чтения содержимого ячейка памяти с адресом NNNN следует на-

жать клавиши: ADDR N N N N

25

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

После этого в разрядах 1…4 индикатора отобразится заданный адрес ячейки памяти, в разрядах 7, 8 – ее содержание.

Пример 1. Прочитать содержание ячейки памяти с адресом 82FF16

(Таблица 6).

Таблица 6 Чтение содержимого ячейки памяти

По окончании ввода адреса на индикаторе отобразится содержимое те-

кущей ячейки памяти. Нажатие на клавишу NEXT выведет на индикатор ин-

формацию об адресе и значении следующей ячейки памяти. При нажатии на клавиши МЕМ на индикаторе будет выведена информация из предыдущей ячейки памяти (Таблица 7).

Таблица 7 Чтение последовательных ячеек памяти

26

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

2.2.3.4 Чтение и запись содержимого регистров МП

Для чтения содержимого одного из регистров Х надо нажать следую-

щие клавиши: REG X, где X клавиша данных с наименованием соответст-

вующего регистра (А,В,С,D,Е,Н,L,F).

Напомним обозначение регистра: А – аккумулятор; В, С, D, Е, Н, L –

регистры общего назначения; F – регистр признаков (флагов).

После нажатия клавиш в разряде 5 индикатора отобразится имя регист-

ра, в разрядах 7 и 8 – его содержание.

Пример 2. Прочитать содержимое регистра А (Таблица 8).

Таблица 8 Чтение содержимого регистра

Нажатие на клавишу NEXT выведет на индикатор содержимое сле-

дующего регистра МП в последовательности А, В, С, D, Е, F, H, L, A, B и т.

д. (Таблица 9).

Для ввода данных в регистр необходимо нажать одну или две шестна-

дцатеричные клавиши данных.

Таблица 9 Последовательное чтение регистров микропроцессора

27

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

Пример 3. В регистр С записать код А116 (Таблица 10).

Таблица 10 Запись информации в регистр

Для отображения на индикаторе информации, хранящейся в регистро-

вых парах R микропроцессора, надо нажать следующие клавиши:

ADDR R MEM, где R – обозначение клавиши в соответствии с ана-

лизируемой регистровой парой.

Таблица 11 Клавиши УОУ и соответствующие им регистровые пары

После нажатия клавиш УОУ в разрядах 5, 6 индикатора отобразится имя регистровой пары, в разрядах 1…4 – ее содержимое.

Пример 4. Прочитать содержимое регистровой пары HL и указателя

стека.

Таблица 12 Чтение содержимого регистровой пары

28

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника Методические указания к лабораторному практикуму

2.2.3.5. Запись программы в память УОУ

Для установки адреса нужной ячейки памяти требуется нажать сле-

дующие клавиши: ADDR N N N N MEM (под клавишами понимаются ше-

стнадцатеричные клавиши, например, ADDR 8200 МЕМ). После этого в че-

тырех левых разрядах дисплея высветится адрес ячейки памяти, ее содержи-

мое – в двух крайних правых разрядах дисплея, а также загорится одна деци-

мальная точка.

Если клавиша МЕМ была нажата, ввод данных в память произойдет при нажатии одной или двух шестнадцатеричных клавиш. Этим замещается содержимое ячейки памяти по адресу, высвеченному на дисплее. Новые дан-

ные появятся на двух правых индикаторах дисплея.

Если при вводе данных допущена ошибка, ее можно исправить нажати-

ем дополнительных цифровых клавиш. Будет записан в память и отображен на дисплее только код двух последних цифровых клавиш. Нажатие клавиши

CLR восстанавливает первоначальное содержимое ячейки памяти (при усло-

вии, что другие командные клавиши перед этим не нажимались).

Для перехода к адресу следующей ячейки памяти нужно нажать кла-

вишу NEXT. При этом нет необходимости нажимать клавишу МЕМ еще раз.

Повторные нажатия клавиши МЕМ уменьшают на единицу адрес ячей-

ки памяти (в отличие от клавиши NEXT, нажатие которой увеличивает на единицу этот адрес).

Высвечивание децимальной точки шестого слева индикатора дисплея указывает на то, что клавиша МЕМ была нажата и ввод данных в память раз-

решен. Если она не светится, данные вводиться не будут.

29

Электроника и микропроцессорная техника. Цифровая техника

Методические указания к лабораторному практикуму

Сигнал ошибки «Err» высветится на дисплее, при попытке ввести дан-

ные в ПЗУ, либо ввести данные в фактически отсутствующий в ОЗУ адрес. В

этом случае, для того чтобы восстановить предыдущий адрес и разрешить ввод данных в память, следует нажать на клавишу МЕМ.

Пример 5. В ячейку 821016 записать число lA16 (Таблица 13), увеличить адрес (Таблица 14), уменьшить адрес (Таблица 15).

Таблица 13 Запись значения в ячейку памяти

2.2.4 Задание к лабораторной работе

1. Записать с адреса 8200Н по адрес 8212Н последовательность убы-

вающих чисел, начинающуюся с числа 18Н. 2. Обнулить все регистры МП.

30