Сигнали:

WR – керування видачею інформації з МП в пам’ять і периферійні пристрої

DВIN – вихідний сигнал прийому в МП

INTE – сигнал дозволу переривань

INT – сигнал переривання

HOLD – сигнал захопленя шин МП

HLDA – сигнал підтвердження стану захоплення шин МП

READY – сигнал готовності

WAIT – сигнал чекання

RESET – сигнал “Сброс”

SYNC – сигнал синхронізації

Ф1, Ф2 – тактові імпульси

По функціональним ознакам основні регістри розподіляються на:

• регістри В, С, Д, Е, Н, L, які використовуються для зберігання даних і проміжних результатів обчислень, які виконуються АЛУ.

• А–акумулятор – основна операційна ланка АЛУ, служить джерелом одного з операндів і місцем запам’ятовування результату операції, яка виконувалась в АЛУ.

• регістр команд – використовується для автоматичного запису коду наступної команди з комірки оперативної пам’яті, адреса якої знаходиться в лічильнику команд.

• лічильник команд – використовується для зберігання адреси наступної команди, яка може бути виконана за попередньою. Лічильник команд автоматично дістає приріст адреси, що в ньому зберігається в залежності від того, яку по довжині команду (1,2,3 байти) МП зчитує з пам’яті, вказуючи завжди на перший байт наступної команди.

• вказівник стеку (ВС) – цей регістр зберігає адресу чергової комірки стеку. Стеком називається спеціальним чином організована дільниця оперативної пам’яті, яка виділяється програмістом для тимчасового зберігання вмісту внутрішніх регістрів МП з спеціальним регістром доступу. Операції з стеком називаються стековими. З їх допомогою організовуються програми звернення до підпрограм.

• прапорцевий регістр (РПР) – цей регістр який має 5 двійкових розрядів, які називаються прапорцями, по числу зберігаючих в ньому спеціальних ознак результатів деяких операцій. Його ще називають регістром ознак, або прапорцевим регістром бітів умов. Значення прапорця вказує на результати виконання якої-небуть операції.

В МП є прапорець нуля (Z – zero), прапорець переносу (С – carry), прапорець знаку (S – sign), прапорець парності (P – parity), прапорець початкового переносу (AC – auxiliary carry). Прапорці встановлюються або скидаються автоматично після виконання чергової команди, яка впливає на прапорці, в залежності від результату операції. Прапорець встановлено, коли прапорцевий розряд приймає значення 1, і скинено – коли значення розряду дорівнює 0.

I.2. Як мікропроцесор виконує команду.

МП має 16-розрядну шину адреси і 8-розрядну шину даних, яка здатна передавати інформацію в двох можливих напрямках. Одночасно передаюча порція інформації відповідає 1байту ( 8 двійкових розрядів).

Робота МП по реалізації кожної команди програми користувача грунтується на принципі мікропрограмного керування. Це значить, що кожна команда реалізується як деяка послідовність мікрокоманд, мікрооперацій, виконання яких приводить до шуканого результату. Зчитана з пам’яті МП команда (8 розрядний її двійковий код) поступає в регістр команд, де і зберігається на протязі часу виконання команди. По результату дешифрування коду команди здійснюється формування послідовності мікрокоманд (мікропрограми), процес виконання якої і визначає всі наступні операції, необхідні для виконання зчитаної команди.

Виконання кожної команди програми здійснюється в строго визначеній послідовності, яка задається кодом команди. При цьому виконання окремих мікрооперацій синхронізується в часі сигналами Ф1 і Ф2 тактового генератора.

Для розуміння процесу виконання команд програми необхідно розглянути поняття машинного циклу. Час, відведений на виконання операції звернення до пам’яті, або до пристрою ВВОДУ-ВИВОДУ і складає машинний цикл.

Таким чином процес виконання команди складається з стількох машинних циклів, скільки звертань до пам’яті, або до пристроїв ВВОДУ-ВИВОДУ необхідно для її виконання.

Машинний цикл в свою чергу складається з декількох машинних тактів. Під машинним тактом розуміють інтервал часу, який відповідає одному періоду тактових імпульсів Ф1, Ф2, які подаються від синхрогенератора.

Кожна команда, в залежності від її виду, може займати від одного до п’яти машинних циклів. МП КР 580 ИК 80 має 10 типів машинних циклів, а кожен машинний цикл складається з 3+5 машинних тактів.

Виконання команди завжди починається з циклу звертання до пам’яті, в результаті якого здійснюється зчитування коду, яке інтерпретується МП як код операції.

Позначимо машинні цикли однієї команди символами М1, М2, …, М5, а машинні такти одного циклу символами Т1, Т2, …, Т5.

Таким чином машинний цикл М1 – завжди цикл вибірки команди. Його тривалість – звичйно 4 або 5 тактів.

Наступні цикли М2-М5 звичайно складаються з трьох-чотирьох тактів (для арифметичних операцій команди займають чотири або п’ять тактів, для складних операцій команди можуть складати 18 машинних тактів).

Виконання послідовності мікрокоманд, наприклад LDA (завантажити дані в акумулятор), приводить до таких дій:

Перший машинний цикл.

В першому такті Т1 вміст лічильника команд видається через буфер шини адреси в шину адреси. Другий такт виділено для представлення інтервалу часу для відповіді пам’яті. В третьому такті дані, які появились в шині даних пересилаються в регістр команд. В четвертому такті вибірка команди завершена, операційний код команди передається дешифратору команд для формування послідовності мікрооперацій. При цьому дістає приріст вмісту лічильник команд.

Другий машинний цикл.

Другий машинний цикл відповідає читанню з пам’яті восьми молодших розрядів адреси, які в результаті виконання цього циклу повинні бути поміщені в регістр. В першому такті цього циклу вміст лічильника команд передається через буфер шини адреси в адресну шину. В другому такті МП чекає відповіді з пам’яті. В третьому такті вміст шини даних передається в регістр Z і лічильник команд знов дістає приріст.

Третій машинний цикл.

Третій машинний цикл аналогічний другому, за виключенням того, що з пам’яті вибираються і пересилаються в регістр W вісім старших розрядів адреси. Послідовність мікрооперацій така ж.

Четвертий машинний цикл.

В четвертому машинному циклі проходить кінцеве виконання команди: акумулятор загружають даними з пам’яті по адресах, записаних в регістрах W і Z. В першому такті цього циклу вміст регістрів W , Z передається через буфер в шину адреси. В другому такті дається час для відповіді пам’яті. Накінець в третьому такті вміст шини даних пересилають через буфер в акумулятор. Виконання команди повністю завершено за 13 машинних тактів.

Таким чином МП КР 580 ИК 80 може виконувати чотири основних типи операцій:

1 – читання даних з пам’яті або з порту “вводу”;

2 – запис даних в пам’ять, або в порт “виводу”;

3 – виконання внутрішніх операцій МП;

4 – передача управління другій комірці пам’яті.