Микропроцессоры Токхайм / 5.1. ПОСТАВЛЯЕМАЯ РАЗРАБОТЧИКОМ ИНФОРМАЦИЯ

Глава 5

МИКРОПРОЦЕССОР

5.1. ПОСТАВЛЯЕМАЯ РАЗРАБОТЧИКОМ ИНФОРМАЦИЯ

Какими бы ни были рассматриваемые микропроцессоры, касающаяся их информация содержит много общего. Ти­повая документация содержит информацию о структуре ИС, схеме выводов ИС и назначении каждого из них. Схе­матизируется архитектура МП, описываются его основные свойства. Одновременно даются временные диаграммы и состав команд МП. Документация содержит также схемы различных систем, использующих рассматриваемый микро­процессор.

Обычно микропроцессор помещается в корпус инте­гральной схемы с 40 двусторонними выводами (корпус с двухрядной упаковкой выводов DIP — dual-in-line packa­ge). На рис. 5.1 приведены два типа микропроцессоров — в пластмассовом корпусе (рис. 5.1, а) и в керамическом (рис. 5.1,б) с 40 выводами. Микропроцессор в керамическом DIP-корпусе используется при высоких температу­рах. Микропроцес­соры могут постав­ляться также с 28, 42, 50 и 64 выво­дами.

На рис. 5.1, в и г приведены два спо­соба определения положения вывода 1. Заметим вырез и желобок по всей длине, являющиеся отметками на пласт­массовом корпусе (рис. 5.1,в). Непо­средственно после этой отметки в на­правлении, обрат­ном ходу часовой стрелки, находится вывод 1 ИС. На рис. 5.1, г отметкой, поз­воляющей опреде­лить вывод 1 ИС, является маленькая точка слева. Затем выводы нумеруются в направлении, об­ратном ходу часовой стрелки при виде на ИС сверху.

Схема выводов (рис. 5.2) приводит­ся в документации. Разработчики пред­ставляют все сведе­ния о

названиях и назначениях каждо­го из выводов микропроцессора. Схема на рис. 5.2 соответ­ствует микропроцессору Intel 8080. Отметим, что выводы 2, 11, 20, 28 являются выводами питания.

Выводы 15, 22 (Ф1, Ф2) являются входами внешнего двухфазного генератора тактовых импульсов — часов. Вы­воды 3—10 (Intel 8080) двунаправленные (это значит, что они являются то входами, то выходами). Эти выводы дан­ных (D0—D7) являются восемью подсоединениями на шину данных системы. Адресная 16-разрядная шина системы бу­дет связана выходами А0—А15. Шесть других выходов (SYNC, DBIN, WAIT, , HLDA, 1NTE) несут сигналы уп­равления и синхронизации всем прочим элементам системы. Наконец, четыре входа (READY, HOLD, INT, RESET) яв­ляются входами управления, которые воспринимают ин­формацию, поступающую из системы. На рис. 5.2 приве­дена вся информация по каждому выводу микропроцессора Intel 8080.

Типовая документация содержит также структурную схе­му микропроцессора. На рис. 5.3, а представлена функцио­нальная схема МП Intel 8080, которая содержит внутренние регистры — аккумулятор, пары регистров В и С, D и Е, Н и L, указатель стека SP1, регистр состояния (индикатор), несколько регистров временного хранения данных. Эта схе­ма содержит также регистр команд, дешифратор команд, а также устройство управления и синхронизации. Наконец, она содержит также АЛУ, его объединенный индикатор и блок десятичного корректора. Все восемь линий данных, так же как и 16-разрядные адресные выходы, снабжены бу­ферами. Микропроцессор Intel 8080 содержит также не­сколько внутренних линий управления, цепей данных и шины.

На рис. 5.3, б представлены используемые программи­стом регистры МП Intel 8080. Отметим, что основным явля­ется регистр А или аккумулятор. Регистры В и С, D и Е, Н и L являются универсальными. Указатель стека, счетчик команд и индикатор состояния являются специальными ре­гистрами. Пара регистров HL может быть использована также в качестве адресного регистра.

Документация содержит разработанные временные диа­граммы, которые показывают соотношения между входами тактовых импульсов и другими внешними сигналами (син­хронизации, записи, адресных выходов, ВВ данных и т. д.) и внутренними операциями. Разработчик дает также указа­ния о способе, по которому микропроцессор используется в случае минимальной системы

1 От Stack Pointer (англ.) — указатель стека. — Прим. пер.

Такая система, основанная на МП Intel 8080, могла бы содержать микропроцессор, генератор тактовых импульсов, устройство управления системой, ПЗУ, ОЗУ и интерфейс портов ВВ.

Документация содержит подробную информацию о си­стеме команд. В табл. 5.1 приведено краткое изложение системы команд микропроцессоров Intel 8080/8085 (Intel 8085 — это улучшенная версия Intel 8080 и имеет приблизи­тельно тот же состав команд; мы будем рассматривать МП Intel 8085 более подробно в гл. 8 и 9).

Рассмотрим первые команды МП Intel 8080/8085 в табл. 5.1. Команда СЛОЖИТЬ с непосредственным перено­сом символически обозначается мнемоникой ACI фирмы Intel. Код операции команды СЕ мы можем найти во вто­рой колонке табл. 5.1. В третьей колонке «Число байт» по­казан объем памяти, необходимый для этой команды. Для нашего случая из таблицы видно, что необходимы 2 байт. Первый будет содержать КОП (СЕ), а второй — число для сложения (данные или операнд). Колонки «Число тактов» приводят необходимую длительность выполнения команды. Далее расположены основные внешние операции, выполня­емые МП. В рассматриваемом случае F означает извлече­ние команды, R — считывание. Такие краткие выдержки помогают всем желающим программировать в системах, по­строенных на основе микропроцессора Intel 8080. Кроме того, указания пользователю (также поставляемые конст­руктором) содержат дополнительные детали использования каждой команды.

Упражнения

Перечислить по меньшей мере пять типов информа­ции, которая должна содержаться в документации, постав­ляемой с микропроцессором.

При виде сверху вывод 1 находится (по хо­ду против хода) часовой стрелки сразу после метки на кор­пусе ИС.

См. рис. 5.2. Выводы МП Intel 8080 D0—D7 являют­ся (входами, выходами, двунаправленными), сое­диненными с шиной данных системы.

См. рис. 5.2. Какой единственный вывод МП Intel 8080 будет в L-состоянии при операции считывания?

См. рис. 5.2. Какие уровни напряжения питания МП Intel 8080?

См. рис. 5.3, б. Перечислить по крайней мере шесть универсальных регистров МП Intel 8080.

См. рис. 5.3, а. Какова разрядность регистра счет­чика команд (РС)?

Индикатор (регистр состояния) тесно связан с _____ (АЛУ, дешифратором команд).

См. табл. 5.1. Мнемоника команды непосредственно­го сложения для МП Intel 8080 — ADI, ее КОП _____.

5.10. См. табл. 5.1. Команда ADI требует _____ байт

памяти.

5.11. См. табл. 5.1. В ходе выполнения команды ADI МП Intel 8080 выполняет один цикл извлечения и один цикл _____(записи, считывания).

Решения

5.1. Архитектура микропроцессора, схемы выводов ИС и назначение каждого из них, временные диаграммы, состав команд и типовые системы, использующие микропроцессор. 5.2. Против хода. 5.3. Двунаправленными. 5.4. См. рис. 5.2, б. Активизируется вывод для сигнализации в устройство памяти о том, что данные записаны в память. 5.5. —5 В, +5 В, +12 В. 5.6. В, С, D, Е, Н и L. Обычно говорят, хотя не всегда категорично, что аккумулятор А также является универсальным регистром. 5.7. 16 бит. 5.8. АЛУ. 5.9. С6Н. 5.10. 2. 5.11. Считывания.