3. Структура и ресурсы оэвм.

На рис.1 показана внутренняя организация ОЭВМ КР1816ВЕ51.

В структуру ОЭВМ входят:

- Центральное Процессорное Устройство (ЦПУ);

- область встроенной памяти, включающая в себя ОЗУ

данных и ПЗУ или ЭППЗУ программ;

- порты ввода/вывода;

- блок таймеров/счетчиков;

- порт последовательного ввода/вывода;

- блок обслуживания прерываний.

Рассмотрим отдельно каждый из основных элементов архитектуры

однокристальной микро-ЭВМ.

3.1. Центральное процессорное устройство.

Основными функциями, выполняемыми ЦПУ, является чтение

программ пользователя и выполнение команд, записанных в них. При

этом ЦПУ выдает сигналы управления и синхронизации на все

внутренние блоки ОЭВМ, производит выдачу адреса во встроенную и

внешнюю память, реализует обмен данными с внутренними блоками

ОЭВМ, формирует импульсы для управления внешними устройствами.

Основным элементом ЦПУ является 8-битовое Арифметическое

Логическое Устройство (АЛУ), которое выполняет все арифметические

и логические операции при обработке данных и взаимодействует с

регистрами A, B, PSW, SP, а также с 16-разрядным программным

счетчиком и с регистрами-указателями данных. АЛУ может выполнять

арифметические и логические операции над 8-битными переменными.

Эти операции включают в себя сложение, вычитание, умножение,

деление, логические операции "И","ИЛИ","НЕ","исключающее ИЛИ", а

также операции очистки, циклических сдвигов и др. АЛУ также

выполняет команды условного перехода и обеспечивает прохождение

данных внутри системы. На основе этих функций построены другие

команды, например: увеличение (уменьшение) на единицу содержимого

регистров или ячейки внутренней памяти данных, сравнение величин

двух переменных и т.п. Элементарные операции, выполняемые АЛУ,

автоматически каскадирутся и объединятся со специальной логикой

для построения более сложных команд, таких, например, как

увеличение на единицу содержимого 16-разрядных регистров. Важной

особенностью ОЭВМ КР1816ВЕ51 является то, что АЛУ позволяет

обрабатывать как 8-ми битовые данные, так и отдельные биты

информации. Единичные биты могут быть установленны, сброшены,

инвертированы, их можно пересылать, тестировать и использовать в

качестве операндов при выполнении логических команд. Таким

образом ОЭВМ КР1816ВЕ51 позволяет оперировать тремя типами

данных: однобитовыми, 8-разрядными (байт) и 16-разрядными

(адрес). Большинство команд в КР1816ВЕ51 выполняется с участием

8-разрядного регистра, называемого аккумулятором (ACC).

Аккумулятор является источником операнда и принимает результат в

арифметических операциях (таких как сложение, вычитание,

умножение и деление). Аккумулятор также может являтся указателем

информации для логических операций и в некоторых специальных

командах перемещения данных, включающих работу с таблицами и

внешней памятью данных. Некоторые функции выполняются

исключительно над содержимым аккумулятора, например: циклические

сдвиги, десятичная коррекция, проверка на ноль и др. Много

команд явно или неявно воздействут на несколько флагов состояния,

которые сгруппированы в регистре слова состояния программы PSW.

Один из битов состояния - флаг переноса С. Этот бит позволяет

увеличивать точность арифметических операций, включащих сложение,

вычитание и циклические сдвиги. Бит переноса также может быть

использован в качестве "Булева аккумулятора" для логических

операций с отдельными битами и в командах управления битами. Флаг

переполнения устанавливается при переполнении содержимого

аккумулятора в результате выполнения арифметических операций. В

PSW также находятся два бита RS0 и RS1, в зависимости от

состояния которых выбирается один из четырех банков рабочих

регистров. Кpоме того в PSW входят: флаг вспомогательного

пеpеноса AC, флаг индикации пеpеполнения OV, флаг индикации

четности содеpжимого аккумулятоpа P и флаг пользователя F0. Все

флаги в регистре PSW являтся програмно доступными для записи и

чтения. В большинстве команд ОЭВМ в качестве источника и/или

приемника операнда используется аккумулятор, но тем не менее

некоторые логические операции и операции пересылок могут

происходить без его участия. Например, данные могут быть

перемещены из любой ячейки внутреннего ОЗУ в любой регистр.

Специальный 8 - разрядный регистр "В" используется вместе с

аккумулятором при выполнении операций умножения и деления. До

выполнения команды он содержит второй операнд (первый помещается

в аккумулятор), а после выполнения - остаток от деления (в случае

операции деления) или старший байт результата (в случае операции

умножения). В остальных случаях регистр "В" может выполнять

функции определяемые пользователем. Стек оpганизован во

внутреннем ОЗУ данных. Существует специальный регистр-указатель

стека - 8-разрядный регистр SP. Он хранит в себе адрес байта,

который был записан в стек последним. Указатель стека

автоматически увеличивается (уменьшается) при выполнении команд

записи в стек (или извлечения из стека), а также в командах

перехода на подпрограмму и возвращения из подпрограммы.

Теоретически стек может быть глубиной 128 байт. По умолчанию

указатель стека адресует к ячейке 07Н внутреннего ОЗУ данных,

т.е. запись в стек начнется с ячейки 08Н. 16 - разрядный

регистр-указатель данных DPTR используется в операциях косвенного

перехода, при работе с табличными данными и при обмене данными с

внешней памятью. Как правило, его содержимым является базовый

адрес. Регистр DPTR состоит из двух 8- разрядных регистров DPH и

DPL, хранящих соответственно старший и младший байты адреса.