16.1. Регистры данных

Для хранения участвующих в операции данных предусмотрены семь 8-раз­рядных регистров. РгА, называемый аккумулятором, предназначен для обмена информацией с памятью и ПУ, т.е. его содержимое может быть выдано на ШД либо число с ШД записано в него. При выполнении арифметических, логических операций и операций сдвига он служит источником операнда. В него же всегда помещается результат выполнения операций.

Шесть других регистров называются B, C, D, E, H, L и образуют блок регистров общего назначения – РОН. Эти регистры программно доступны, и обращение к ним осуществляется посредством команд передачи данных. Причем обмен данными внутри МП (т.е. между РОН, АЛУ и аккумулятором) осуществляется по внутренней 8-разрядной шине через двунаправленный мультиплексор. РОН могут хранить как данные, так и адреса. Эти регистры можно использовать двояко – как одиночные восьмиразрядные регистры и как регистровые пары BC, DE, HL для хранения 16-разрядных двоичных чисел.

Рис.16.2. Функциональная схема МП

Регистры БР1, БР2, W, Z используются как буферные и программно недоступны (т.е. их содержимое посредством команд пользователь изменять не может).

Указатель стека SP служит для адресации стековой памяти и может хранить 16-разрядные адреса.

Счетчик адреса команд PC предназначен для хранения 16-разрядного адреса команды, а точнее, адреса текущего байта команды, поскольку команды могут занимать 1, 2, 3 байта. После выборки из памяти текущего байта содержимое счетчика увеличивается на 1, т.е. формируется адрес следующего байта. При обращении к памяти (если используется косвенная адресация) в качестве адреса может использоваться содержимое любой регистровой пары РОН.

При выдаче адреса содержимое соответствующих регистров передается в 16-разрядный регистр адреса (РА), из которого далее через БА адрес поступает на ША системного интерфейса.

16.2. Арифметико-логическое устройство

МП имеет 8-разрядное АЛУ, которое позволяет выполнять 4 арифметические операции (сложение с передачей переноса в младший разряд и без него, вычитание с передачей займа в младший разряд и без него), четыре вида логических операций (конъюнкция дизъюнкция, неравнозначность, сравнение), а также 4 вида циклических сдвигов.

При выполнении арифметических операций одним из операндов всегда является содержимое аккумулятора. Результат всегда помещается в аккумулятор. Циклический сдвиг выполняется только над содержимым аккумулятора.

Предусмотрена возможность выполнения арифметических операций над десятичными числами. При этом в байт укладываются две десятичные цифры в коде 8421. При рассмотрении операций десятичной арифметики отмечалось, что может потребоваться коррекция результата, т.е. прибавление к нему числа 0110₍₂₎. Такая коррекция в каждой тетраде результата осуществляется схемой десятичной коррекции (СДК).

16.3. Регистр признаков

Ранее отмечалось, что РгП называют еще регистром флажков и обозначают часто буквами Ф или F. Это 8-разрядный регистр, в котором используются только 5 разрядов. Он предназначен для хранения ряда признаков, выявляемых в числе, которое является результатом операции в АЛУ или РОН. Триггеры регистра имеют следующее назначение:

T_c (триггер переноса) – устанавливается в 1 при наличии переноса из старшего разряда при выполнении арифметических операций (c=1 – перенос есть; c=0 – переноса нет). Кроме того, запоминает содержимое выдвигаемого из аккумулятора разряда при выполнении операции сдвига.

T_z (триггер нуля) – устанавливается в состояние логической 1, если результат операции в АЛУ или операции приращения содержимого РОН равен 0 (z=1 – результат равен 0, z=0 – результат не 0).

T_s (триггер знака) – устанавливается в состояние, соответствующее значению старшего разряда результата операции в АЛУ или операции приращения содержимого РОН (s=0 – результат положительный, s=1 – результат отрицательный).

T_p (триггер четности) – устанавливается в состояние логической 1, если число единиц в разрядах результата четно (p=1 – вес результата четный, p=0 – нечетный).

T_v (триггер дополнительного переноса) хранит перенос из 3-го разряда, возникающий при выполнении операции в АЛУ.