Задание для выполнения лабораторной работы

1. Исследование команд обмена данными регистров и ячеек памяти

1.1. Составить программу последовательной записи числа 1F₁₆ в регистры A, B, C, D, E, H, L, пользуясь командами MOV RD, RS и MVI RD, data8. Зафиксировать в отчете содержимое регистров до и после выполнения каждой команды.

Таблица 42

Программа пересылки константы между регистрами блока РОН

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0800	3E 1F	MVI A,	1F	(A) ← 1F
0802	47	MOV B,A		(B) ← (A)
0803	48	MOV C,B		(C) ← (B)
0804	51	MOV D,C		(D) ← (C)
0805	5A	MOV E,D		(E) ← (D)
0806	63	MOV H,E		(H) ← (E)
0807	6C	MOV L,H		(L) ← (H)
0808	FF	RST 7		Прервать выполнение Программы

1.2. Составить программу обмена данными между регистрами А и С с применением регистра М. Зафиксировать в отчете содержимое регистров и ячейки памяти до и после выполнения каждой команды.

Таблица 43

Программа обмена данными между регистрами блока РОН и ячейкой памяти

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0800	21 20 08	LXI H,	0820	(HL) ← 0820
0803	3E 05	MVI A,	05	(A) ← 05
0805	0E 21	MVI C,	21	(C) ← 21
0807	77	MOV M,A		M(HL) ← (A)
0808	79	MOV A,C		(A) ← (C)
0809	4E	MOV C,M		(C) ← M(HL)
080A	FF	RST 7		Прервать выполнение Программы

1.3. Записать последовательно элементы массива в регистры E, D, L, H. Исходный массив: 0А00 (05₁₆); 0А01 (02₁₆); 0А02 (07₁₆); 0А03 (01₁₆). Предварительно записать исходный массив в память.

Таблица 44

Программа перемещения массива данных из памяти в регистры блока РОН

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0800	2A 00 0A	LHLD	0A00	(L) ← M(0A00) (H) ← M(0A01)
0803	EB	XCHG		(HL) ↔ (DE)
0805	2A 02 0A	LHLD	0A02	(L) ← 0A02 (H) ← 0A03
080A	FF	RST 7		Прервать выполнение Программы

1.4. В регистрах записаны числа: D – 01₁₆, E – 07₁₆, H – 02₁₆, L – 05₁₆. Образовать массив {07, 01, 05, 02} в памяти, начиная с ячейки 0835. Предварительно записать числа в регистры.

Таблица 45

Программа создания массива данных из содержимого регистров блока РОН в памяти

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0800	22 37 08	SHLD	0837	M(0837) ← (L) M(0838) ← (H)
0803	EB	XCHG		(HL) ↔ (DE)
0804	22 35 08	SHLD	0835	M(0835) ← (L) M(0836) ← (H)
0807	FF	RST 7		Прервать выполнение Программы

1.5. Составить программу обмена данными между двумя ячейками памяти 0830 (78₁₆) и 0831 (Е3₁₆). Предварительно записать числа в память.

Таблица 46

Программа обмена данными между двумя ячейками памяти

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0800	3A 30 08	LDA	0830	(A) ← M(0830)
0803	47	MOV B,A		(B) ← (A)
0804	3A 31 08	LDA	0831	(A) ← M(0831)
0807	32 30 08	STA	0830	M(0830) ← (A)
080A	78	MOV A,B		(A) ← (B)
080B	32 31 08	STA	0831	M(0831) ← (A)

Продолжение таблицы 46

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
080E	FF	RST 7		Прервать выполнение Программы

1.6. Составить программу обмена данными между ячейкой памяти 0820 (78₁₆) и регистром D (0А16). Предварительно записать данные в ячейку памяти и регистр. Для промежуточного хранения данных использовать регистр М.

Таблица 47

Программа обмена данными между ячейкой памяти и регистром

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0800	21 40 08	LXI H,	0840	(HL) ← 0840
0803	01 20 08	LXI B,	0820	(BC) ← 0820
0806	0A	LDAX B		(A) ← M(BC)
0807	77	MOV M,A	0830	(M) ← (A)
0808	7A	MOV A,D		(A) ← (D)
0809	02	STAX B	0831	M(BC) ← (A)
080A	56	MOV D,M		(D) ← (M)
080B	FF	RST 7		Прервать выполнение Программы

2. Исследование команд обмена данными со стеком

2.1. Организовать стековую область памяти, начиная с ячейки 0820. Поменять местами содержимое регистровых пар ВС и DE, используя команды обмена данными со стеком. Предварительно заполнить регистры данными: B – 12₁₆, C – 34₁₆, D – AB₁₆, E – CD₁₆.

Таблица 48

Программа организации стековой памяти

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0800	21 20 08	LXI H,	0820	(HL) ← 0820
0803	F9	SPHL		(SP) ← (HL)
0804	C5	PUSH B		M(SP – 1) ← (B) M(SP – 2) ← (C) (SP) ← (SP) – 2
0805	D5	PUSH D		M(SP – 1) ← (D) M(SP – 2) ← (E) (SP) ← (SP) – 2

Продолжение таблицы 48

Адрес	Машинный код	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0806	C1	POP B		(C) ← M(SP) (B) ← M(SP + 1) (SP) ← (SP) + 2
0807	D1	POP D		(E) ← M(SP) (D) ← M(SP + 1) (SP) ← (SP) + 2
0808	FF	RST 7		Прервать выполнение Программы

3. Составление программ управления

3.1. Составить программу в соответствии с предложенной блок-схемой (рис. 41), проверить корректность ее работы.

4. Исследование команд управления

4.1. Для исследования команд JMP ADDR, CALL ADDR, RZ ADDR, NOP и HLT записать и пошагово выполнить подпрограмму, которая представляет собой подпрограмму умножения двух 8-разрядных двоичных чисел без знака.

Таблица 49

Программа умножения двух однобайтных чисел без знака

Адрес	Машинный код	Метка	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0850	31 C0 0B	START	LXI SP,	0BC0	(SP) ← 0BC0
0853	00		NOP
0854	CD 60 08		CALL	0860	M(SP – 1) ← (PC) M(SP – 2) ← (PC) (SP) ← (SP) – 2 (PC) ← 0860
0857	00		NOP
0858	76		HLT		Останов
0860	21 00 00	MULT	LXI H,	0000	(HL) ← 0000
0863	4A		MOV C,D		(C) ← (D)
0864	06 00		MVI B,	00	(B) ← 00
0866	7B	CYCLE	MOV A,E		(A) ← (E)
0867	A7		ANA A

Продолжение таблицы 49

Адрес	Машинный код	Метка	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0868	C8		RZ		если Z = 1 (PC) ← M(SP) (PC) ← M(SP + 1) (SP) ← (SP) + 2
0869	09		DAD B		(HL) ← (HL) + (BC)
086A	1D		DCR E		(E) ← (E) – 1
086B	C3 66 08		JMP	0866	(PC) ← 0866

Рисунок 41 – Блок-схема алгоритма программы для задания 3.1

В данной программе подпрограмма умножения MULT представляется в виде подпрограммы, вызываемой командой CALL ADDR, при обращении к которой множимое должно находиться в регистре D, а множитель – в регистре Е микропроцессора КР580ВМ80А. Результат умножения, который может быть уже 16-разрядным числом, получается в регистровой паре HL. Поэтому для выполнения данной программы предварительно в регистры D и Е нужно занести множимое и множитель в виде двоичных (шестнадцатеричных) чисел.

4.2. Исследовать команды управления PCHL и JZ ADDR. Для этого предыдущую программу умножения изменить с использованием данных команд, выполнить ее и проверить корректность полученных результатов.

Таблица 50

Программа умножения двух однобайтных чисел без знака

Адрес	Машинный код	Метка	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0850	21 5A 08	START	LXI H,	085A	(HL) ← 085A
0853	00		NOP
0854	00		NOP
0855	E9		PCHL		(PC) ← (HL)
0856	00		NOP
0857	00		NOP
0858	00		NOP
0859	76		HLT		Останов
085A	21 00 00	MULT	LXI H,	0000	(HL) ← 0000
085D	4A		MOV C,D		(C) ← (D)
085E	06 00		MVI B,	00	(B) ← 00
0860	7B	CYCLE	MOV A,E		(A) ← (E)
0861	A7		ANA A
0862	CA 56 08		JZ	0856	если Z = 1 (PC) ← 0856
0865	09		DAD B		(HL) ← (HL) + (BC)
0866	1D		DCR E		(E) ← (E) – 1
0867	C3 60 08		JMP	0860	(PC) ← 0860

5. Исследование команд работы со стеком

5.1. Исследовать команды работы со стеком PUSH H, POP H, XTHL, SPHL. Для этого предыдущую программу умножения изменить с использованием данных команд, выполнить ее и проверить корректность полученных результатов.

Таблица 51

Программа умножения двух однобайтных чисел без знака

Адрес	Машинный код	Метка	Мнемоника команды	Операнд	Комментарий
0850	21 57 08	START	LXI H,	0857	(HL) ← 0857
0853	E9		PCHL		(PC) ← (HL)
0854	00		NOP
0855	00		NOP
0856	76		HLT		Останов
0857	21 90 08	MULT	LXI H,	0890	(HL) ← 0890
085A	F9		SPHL		(SP) ← (HL)
085B	00		NOP
085C	4A		MOV C,D		(C) ← (D)
085D	06 00		MVI B,	00	(B) ← 00
085F	21 00 00		LXI H,	0000	(HL) ← 0000
0862	E3		XTHL		(L) ↔ M(SP) (H) ↔ M(SP + 1)
0863	21 00 00		LXI H,	0000	(HL) ← 0000
0866	E1	CYCLE	POP H		(L) ← M(SP) (H) ← M(SP + 1) (SP) ← (SP) + 2
0867	7B		MOV A,E		(A) ← (E)
0868	A7		ANA A
0869	CA 54 08		JZ	0854	если Z = 1 (PC) ← 0854
086C	09		DAD B		(HL) ← (HL) + (BC)
086D	1D		DCR E		(E) ← (E) – 1
086E	E5		PUSH H		M(SP – 1) ← (H) M(SP – 2) ← (L) (SP) ← (SP) – 2
086F	C3 60 08		JMP	0860	(PC) ← 0860

6. Разработать программу деления двух однобайтных чисел с раздельной записью целого и остатка деления, взяв за основу одну из рассмотренных программ умножения.

7. Разработать программу, включающую в себя три отдельные подпрограммы – изменение знака числа, определение модуля числа, поиск максимального числа в массиве. В основной программе предусмотреть загрузку всех регистров блока РОН, A и регистра флагов F данными, их сохранение в стеке и последующее извлечение данных из стека в соответствующие регистры после выполнения указанных подпрограмм. После выполнения разработанной программы проверить корректность полученных результатов, а также сравнить содержимое всех регистров блока РОН, A и регистра флагов F до и после выполнения программы.

7.1. Изменение знака числа

Программная реализация этой операции следует из представления чисел для МП КР580ВМ80А в дополнительном коде и осуществляется при помощи двух команд: СМА – инверсия содержимого аккумулятора и INR A – инкремент содержимого аккумулятора. Она может быть использована при замене операции вычитания операцией сложения в дополнительном коде.

Для изменения знака двухбайтового числа приходится выполнять инверсию каждого байта, последовательно пересылая его в аккумулятор и используя затем команду INX. Например, для изменения знака числа, находящегося в регистровой паре ВС, необходима следующая последовательность команд:

МОV A,B

СMА

MOV В,А

MOV А,С

СМА

MOV C,A

INX В.

7.2. Определение модуля числа

В микроЭВМ числа представляются в дополнительном коде, поэтому при определении модуля нельзя ограничиться только определением знака числа, информация о котором содержится в старшем бите. Если число положительное, то его следует оставить в том же виде. Если же число отрицательное, то его необходимо побитно инвертировать и добавить 1 к младшему значащему разряду полученного числа.

Знак можно определить с помощью ряда команд, в частности, используя операцию маскирования или засылку старшего бита в триггер переноса с последующим его анализом. Иногда выполнение этих операций нежелательно, т.к. оно сопровождается изменением содержимого аккумулятора. Целесообразно применять команду логического сложения (или умножения) содержимого аккумулятора с самим собой. При этом содержимое аккумулятора не изменяется, а флаги регистра F устанавливаются в состояние, соответствующее результатам операции.

На рис. 42 приведена структурная схема программы определения модуля числа, находящегося в регистре Е.

Рисунок 42 – Блок-схема программы определения модуля 8-разрядного числа (7 бит – знаковый)

7.3. Поиск максимального числа в массиве чисел.

В прикладных программах встречается задача определения максимального из нескольких чисел. Для выполнения этой операции используется команда сравнения СМР, не изменяющая содержимого аккумулятора.

Допустим, числа занимают область ОЗУ, с адреса 1 по адрес 2. Требуется поместить максимальное число в регистр В. Адреса ячеек памяти, где хранятся числа, будем указывать в регистровой паре НL. На рис. 43 приведена структурная схема для определения максимального из массива чисел.

Отметим некоторые особенности подпрограммы. Анализ массива начинается с конечного адреса (адрес 2). Окончание массива характеризуется нулевым значением числа в регистре-счетчике С.

В ряде случаев нет необходимости в хранении всего массива чисел, а достаточно определить максимальное число по мере поступления каждого нового значения. На рис. 44 приведена структурная схема такого «копирного» сравнения чисел. Поступающее новое число находится в аккумуляторе, а максимальное число помещается в регистр В.