Лабораторная работа мп-1 Исследование микроЭвм на основе микропроцессора кр80ик80 (умк)
1. Цель работы:
Ознакомление со структурой, системой команд, работой микроЭВМ на базе микропроцессора КР50ИК80А.
2. Краткие теоретические сведения.
Основным элементом микропроцессора серии К580 является БИС центрального процессорного (ЦП) элемента, представляющая собой однокристальный 8-разрядный микропроцессор (КР580ИК80А) с фиксированной системой команд и внешних магистралей. МикроЭВМ, построенные на этом микропроцессоре, имеют типовую структуру (рис.1) формирования трёх магистралей (шин): 16-разрядной однонаправленной шины адреса (ША), 8-разрядный шины данных (ШД) и шины управления (ШУ). Каждый периферийный модуль микроЭВМ имеет вход для приема сигнала (выбор модуля), с помощью которого одновременно может активизироваться только один из модулей. Выходы остальных модулей при этом остаются в высокоомном состоянии (отключённом от шин) и на работу микроЭВМ не влияют.
ЦП схема синхр- ции
дешифратор
ОЗУ
cs
порт ввода cs
порт вывода cs
ПЗУ
cs
RDWRRD
дешифратор
Периферийные устройства
Рис.1. Типовая структура микропроцессорной системы.
При работе ЦП обменивается данными с ячейками памяти или портами, которые имеют индивидуальный номера-адреса. Разрядность адресной шины равна 16. Это позволяет обращаться 216адресам. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) состоит из одной или несколько БИС памяти, каждая из которых имеет вход ВМ.
В микроЭВМ алгоритм реализуется при выполнении программы, хранимой в ЗУ в виде последовательности команд. При этом исходными для программы являются данные, вводимые через порты ввода, промежуточные данные хранятся в ОЗУ или во внутренних регистрах, а полученные результаты выводятся через порты вывода.
Ограниченная длина слова микропроцессора (8 разрядов), наложили отпечаток на систему команд. Для достижения высокого быстродействия использован ряд эффективных приемов кодирования команд и адресации операндов. Система команд приведена в таблице.
По формату (числу отведённых для неё разрядов) команды делятся на одно-, двух-, и трёхбайтовые, причём первый байт всегда отведён для кодирование кода операции.
С точки зрения программиста микропроцессор состоит из 7,8-разрядных регистров A,B,C,D,E,H,L, регистра признаковFи двух 16-разрядных регистровSP(указателя стека) иPC(счётчика команд).
Регистр А (аккумулятор) используется для хранения операнда, с которым работает АЛУ, и результата операции.
Регистры B,C,D,E,H,Lпредназначены для хранения промежуточных данных и могут объединятся в пары (BC,DE,HL) для хранения 16-разрядных. В регистрахB,D,Hхранятся старшие байты чисел, а в регистрахC,T,L-младшие.
При обращение к памяти на шину адреса поступает содержимое счетчика команд PC.
При косвенной адресации используется содержимое регистровых пар DC,DE,HLили 16-разрядных указателя, использующих регистрSP, в него должен быть предварительно записан начальный адрес стековой области. При передаче в стек байта значенияSP(адрес вершины стекла) уменьшается, а при извлечении – увеличивается. Для организации стека отводится (по усмотрении программиста) определённая область ОЗУ. В операциях со стеком совокупность регистраA(старший байт) и регистра признакаF(младший байт) именуемыйPSW, рассматривается как 16-разрядное число.
Хранения 16-разрядных чисел в ОЗУ отводятся две смежные ячейки. Запись производится побайтно. В ячейку с меньшим адресом записывается младший байт, а в ячейку с большим адресом – старший байт числа. Запись команды в память производится в следующим порядке: сначала в ячейку с младшим адресом записывается код операции, потом в ячейку с адресом, на 1 больше, чем предыдущая, заносится операнд.