Порядок виконання лабораторної роботи

1. Включити живлення мікролабораторії (кнопка включення знаходиться з лівої сторони блоку в ніші корпусу).

2. Натиснути кнопку «Сброс». Впевнитись в тому, що на всіх індикаторах висвітлюється символ 0. Виконати дії що вказані на рис. 1.4–1.8.

3. Довільно набираючи різні дані, вивчити роботу керуючих кнопок «Вст. ад», «Запись», «Ад +», «Ад –».

4. Здійснити запис в ОЗП, починаючи з адреси 8000, десятьох довільних чисел. Натискаючи кнопку «Ад +», «Ад –», прочитати вміст цих вічок. Результати занести в стовпці 1 ÷ 3 табл. 1.1.

Таблиця 1.1. Дослідження ОЗП.

Адреса	Вихідні дані		Модифікація
	Запис	Читання	Запис	Читання
1	2	3	4	5

8000

8001

…

5. Провести модифікацію даних за тими ж адресами ОЗП. Результати занести в стовпці 4, 5 табл. 1.1.

6. Здійснити запис довільних даних в ОЗП за адресами, починаючи з адреси 9000. Прочитати вміст вічок пам’яті. Результати роботи зареєструвати як продовження табл. 1.1 в стовпцях 2, 3. Пояснити отриманий результат.

7. Здійснити читання десяти вічок ПЗП. Початкову адресу визначити за формулою Адр = 10×n, де n – порядковий номер в журналі групи. Результати занести в графи 1, 2 табл. 1.2.

Таблиця 1.2. Дослідження ПЗП.

Адреса	Читання	Запис	Читання
1	2	3	4

8. Здійснити запис довільної інформації в ті ж вічка пам’яті (стовпчик 3). Натискаючи кнопки «Ад +» і «Ад –», прочитати вміст модифікованих вічок пам’яті і занести в стовпчик 4 табл. 1.2. Пояснити отримані результати.

9. Самостійно визначити межі розміщення ПЗП і ОЗП. Початкові і кінцеві адреси зафіксувати в звіті про лабораторну роботу.

10. Зробити короткі висновки по роботі.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Пояснити взаємодію МП та інших вузлів системи.

2. Пояснити призначення керуючих клавіш.

3. Пояснити призначення перемикача «ШАГ – АВТ».

4. Що висвітлюється на двох лівих і правих розрядах ІРД при зміні адреси на одиницю ?

5. Пояснити поняття «адреса» і «дані».

6. Як змінити невірно встановлену адресу ?

7. Обсяг безпосередньо адресованої пам’яті для МП КР580ИК80?

8. Обсяг пам’яті мікролабораторії. Яку область адресного простору займає ОЗП і ПЗП ?

Лабораторна робота № 2 Тема: пам’ять учбової мікропроцесорної лабораторії, дослідження виконання програм в покроковому I автоматичному режимах

Мета: навчитися здійснювати введення програми і її виконання в автоматичному i покроковому режимах.

Коротка інформація

В мікропроцесорних ЕОМ використовуються нуль- i одноадреснi команди, в яких разом з кодом операції (КОП) передається або адреса операнда або операнд відсутній. В останньому випадку операнд вже є розміщений в одному з регістрів i його місцезнаходження закодоване в КОП. Крім адреси, разом з КОП може передаватись безпосередньо операнд (безпосереднє дане), необхідний для виконання цієї команди. Формати команд i КОП для різних мікропроцесорів різні. Розглянемо різновиди команд МП КР580ик80.

Передачі КОП, адрес i безпосередніх даних з пам’яті здійснюється по 8-бітній шині. Адреса має 16 двійкових розрядів (бітів), тому передача адреси здійснюється двома однобайтними словами. Безпосереднє дане i КОП має по 8 біт i передається кожне одним словом (байтом). З урахуванням сказаного МП мікролабораторії оперує з командами трьох форматів (рис. 2.1).

КОП
Б1
КОП	Безпосередньо дане або адреса ПВВ
Б1		Б2
КОП		Безпосередньо адреса або 2-байтне дане
Б1		Б2		Б3

Рис. 2.1. Формати команд МП КР580ВМ80А

(КОП — код операції; Б₁, Б₂, Б₃ — 1-ий, 2-ий та 3-ій байти команди відповідно; ПВВ — пристрій введення / виведення).

Програма послідовно команда за командою розмащується у вічках пам’яті. У зв’язку з різними форматами команд вони можуть займати від одного до трьох сусідніх адрес. Мiкропрограмний пристрій керування МП за зчитаним КОП, визначає, скільки ще байтів необхідно для повного зчитування команди, i здійснює цю процедуру, автоматично збільшуючи адресу на шині на одиницю при кожному звертанню до ЗП. Після закінчення виконання поточної команди збільшується вміст програмного лічильника (РС) на одиницю, тобто вміст РС показує адресу КОП наступної команди. Команди безумовного переходу i переходу до підпрограм закінчуються занесенням в РС адреси переходу. При виконанні умовних переходів адреса переходу в РС завантажується при виконанні умови, що перевіряється.

Якщо в трибайтній команді міститься адреса або двобайтне дане, наприклад 1284, то молодші дві цифри складають В₂, а старші дві цифри – В₃ коду команди. Про це необхідно пам’ятати при складанні програми в кодах i при аналізі виконання програми в покроковому режимі.

Так як КОП, адреса i дані кодуються однаково, важливим елементом роботи мiкро-ЕОМ є пуск програми з правильної початкової адреси, яка повинна вказувати на байт В₁ (КОП) першої команди програми, інакше зчитаний байт (це може бути один з байтів адреси або безпосередньо операнд) буде інтерпретований МП як код деякої команди i вона буде виконана. Ймовірність правильного виконання програми користувачем при цьому дорівнює нулю.

Для розміщення програм в пам’яті необхідно знати фактичні області адрес, доступні для читання (ПЗП) i двонапрямленої передачі (ОЗП). Пам’ять мікролабораторії розміщена в областях адресного простору (рис. 2.2).

Адреса	Ємність пам’яті	ПЗП / ОЗП	Призначення
FFFF8400	31 K		Невикористовувана область
83FF83C7	57	ОЗП	Робоча область монітору
83C68000	967	ОЗП	Область користувача
7FFF0600	30,5 K		Невикористовувана область
05FF0400	512	ПЗП	Область користувача
03FF0300	256	ПЗП	Додаткова область монітору
02FF0000	768	ПЗП	Область монітору

Рис. 2.2. Карта пам’яті мікро лабораторії

Очевидно, що програма користувача, яка знаходиться на етапі вiдлагодження, може бути розміщена тільки в ОЗП в області адрес з 8000 до 83С6. Наступні 57 вічок ОЗП також програмно доступні, але вони використовуються монітором мікролабораторії для спеціальних цілей. Якщо не передбачується робота з монітором, то ці вічка можуть бути відведені під команди програми користувача. Підготовлена до виконання програма може бути перезаписана в ПЗП. При цьому необхідно пам’ятати, що перенос програми із однієї області пам’яті в іншу супроводжується зміною адрес команд переходів i iдентифiкаторiв, тому переміщення програми при ручному програмуванні пов’язане з можливістю виникнення непередбачених помилок. Запис в ПЗП (ППЗП в цьому випадку) може бути здійснений тільки на зовнішньому устаткуванні.

Для правильного кодування i декодування команд необхідна таблиця кодів операції, за допомогою якої легко прослідкувати за виконанням програми.

Завантаження програми здійснюється за вже знайомою послідовністю дій в ОЗП мікролабораторії (лаб. роб. № 1). Якщо програма буде виконуватись в автоматичному режимі, то перемикач «ШАГ–АВТ» треба встановити в положення «АВТ». Після занесення програми в пам’ять, необхідно на ІАР встановити пускову адресу. Для виконання програми треба натиснути кнопку «Пуск».

Для ознайомлення з можливостями мікролабораторії доцільно скористатись демонстраційною програмою, що записана в ПЗП, починаючи з адреси 0300.

В иконання програми в покроковому режимі здійснюється під керуванням монітору при встановленні перемикача «ШАГ–АВТ» в положення «ШАГ». Кожне натискання на кнопку «Пуск» буде спричиняти виконання чергової команди i зупинці. Цей режим є зручним при відлагоджуванні програм, керування периферійним устаткуванням, оскільки дозволяє проводити модифікацію i нове виконання програми, а також переглядати вміст регістрів МП.

Програма, алгоритм якої показаний на рис. 2.3, містить дві команди: перша (NOP) — не вносить ніяких змін в стан МП i системи; друга (JMP <адреса>) — безумовний перехід на адресу першої команди. Команда NOP - однобайтна, її код — 16-кове число 00. Друга команда - трьохбайтна, її код - C3. Другий i третiй байт цiєї команди є адреса переходу. На символьній мові Асемблера програма має вигляд:

BEG : NOP

JMP BEG

Мітка BEG є позначення на мові Асемблера адреси переходу, тобто адреса команди NOP. Пускову адресу програми встановимо 8000 (адреса першого вічка ОЗП користувача). Програма в кодах МП – на рис. 2.4.

Адреса	Вміст	Команда
8000	00	BEG: NOP
8001	С3	JMP BEG
8002	00
8003	80

Рис. 2.4. Розміщення учбової програми за рис. 2.3. в пам’яті МП.

Послідовність чотирьохзначних адрес — це адреси вічок ОЗП, а вміст — складові кодів команд i адрес переходу, що записані за цими адресами. Розташування байтів даних для команд довжиною в 2 i 3 байта в такій формі утруднює читання великих програм, тому їх записують в іншій формі:

8000	00	BEG:	NOP
8001	C3 00 80		JMP BEG
8004

Якщо б у програмі була ще одна команда, то в стовпці адрес їй би відповідала адреса 8004.

Виконання цієї програми в покроковому режимі при спостеріганні за ІАР та ІРД ілюструє механізм взаємодії МП, пам’яті i системи.