1. Принцип работы микропроцессорной системы и ее основные функциональные узлы.

При проектировании сложных устройств используется принцип декомпозиции задачи. Он сводится к последовательной разработке структурной, функциональной и принципиальной схемы устройства. Цифровое устройство реализуется аппаратными средствами в виде совокупности интегральных микросхем комбинационного и последовательного типов. Большой практический интерес представляют цифровые устройства, реализующие некоторый алгоритм обработки информации, т.е. выполняющие упорядоченную последовательность определенных операций над входящими данными.

При построении таких устройств целесообразно использовать принцип программного управления, состоящий в следующем:

• любая операция, реализуемая устройством, рассматривается как сложное действие, которое разделяется на последовательность элементарных действий, называемых микрооперациями;

• для управления порядком следования операций используются оповестительные сигналы – логические условия, принимающие значения 1 и 0 в зависимости от рез-та выполнения микроопераций;

• процесс выполнения операций в устройстве описывается в виде алгоритма, представленного в терминах микроопераций и логических условий и называемого микропрограммой;

• микропрограмма дает путь к определению структуры устройства, его реализации на выбираемой элементной базе.

Цифр. устр-во делится на операционный автомат (ОА) и управляющий автомат (УА). Операционный автомат предназначен для хранения поступающей информации I, выполнения набора микроопераций, выработки логических условий Х и выходных сигналов Z.

У правляющий автомат генерирует последовательность управляющих сигналов Y в соответствии с заданной программой и значениями логических условий Х.

МП (микропроцессор) – выполненное в виде БИС цифровое устройство, предназначенное для обработки информации в соответствии с хранимой в памяти программой. Реализует принцип микропрограммного управления и содержит на кристалле основные элементы операционного и управляющего автомата. Каждая команда выполняется за определенное число тактов (микрокоманд). Вместе с памятью и устройствами ввода/вывода информации МП образуют микропроцессорную систему (МС). МС можно разделить на МК и микроЭВМ. МК (микроконтроллер) – специализированные устройства с программой, защитой в ПЗУ, выполняющие задачи управления в реальном масштабе времени (бортовой компьютер автомобиля). МикроЭВМ – более универсальные устройства с развитыми средствами диалогового общения с человеком (клавиатура, дисплей и т.д.), легко перестраиваемые на решение новых задач (например, персональный компьютер).

2. Что происходит в микропроцессорной системе при обращении к подпрограмме? стек, указатель стека.

Стек - специально организованная область ОЗУ, предназначенная для временного хранения данных или адресов. Указатель стека SP хранит адрес последней ячейки стека, в которой записана информация. При вызове подпрограммы в стеке автоматически сохраняется адрес возврата в основную программу.

Команда LCALL («ad16») «метка» (длинный вызов) вызывает подпрограмму, находящуюся по указанному адресу. К счетчику команд РС прибавляется 3 для получения адреса следующей команды и после этого полученный 16-битовый результат помещается в стек (сначала следует младший байт, за ним – старший), а содержимое указателя стека SP увеличивается на 2.

Подпрограмма может начинаться в любом месте памяти программ объёмом до 64 Кб.

Команда RET возврат из подпрограммы последовательно выгружает старший и младший байты счетчика команд из стека, уменьшая указатель стека на 2. Выполнение основной программы продолжается по адресу команды, следующей за LCALL. Эти команды на флаги не влияют.