Лабораторная работа № 2. ИЗУЧЕНИЕ ОДНОКРИСТАЛЬНЫХ 8-МИ РАЗРЯДНЫХ МИКРОПРОЦЕССОРОВ НА ПРИМЕРЕ

ИЗУЧЕНИЕ ОДНОКРИСТАЛЬНЫХ 8-МИ РАЗРЯДНЫХ
МИКРОПРОЦЕССОРОВ
НА ПРИМЕРЕ МИКРОПРОЦЕССОРА КР580

Цель работы:

Изучить организацию 8-ми разрядного микропроцессора К580ВМ1. Ознакомится с его системой и форматом команд, способами адресации. Научится организовывать вычислительный процесс, используя возможности микропроцессора.

1. Теоретическая часть

Общие сведения о МП К580.

МП К580 содержит около 5 тысяч транзисторов. Технология изготовления – nМОП. Кристалл имеет 40 выводов. Длина слова - 8 бит. Тактовая частота – 2 МГц. Предназначен работать с памятью до 64 кбайт (ОЗУ + ПЗУ). Память имеет байтовую структуру.

Организация МП К580:

1. трехшинная структура (шина адреса, шина данных, шина управления).

2. магистральный принцип связи, реализованный в виде связующих узлов МП двунаправленной ШД, шириной в 8 разрядов.

3. наличие регистров памяти, образующие программно доступ общими и специальными регистрами, а так же регистрами временного хранения.

4. наличие средств организации стековой памяти.

5. наличие 16-ти разрядной ША

6. наличие операций над 2-ух байтовыми словами

7. использование различных форматов команд и способов адресации

8. возможность организации векторного многоуровневого приоритета прерывания

9. возможность реализации режима прямого доступа к памяти

10. наличие средств работы с подпрограммами и обработки запросов прерывания

Структура МП К580.

Структурная схема представлена на рисунке 2.1.

1. Блок арифметико-логических операций;

2. Блок регистров;

3. Блок управления.

1. Блок арифметико-логических операций.

Содержит в своем составе:

Аккумулятор(А)– 8-ми разрядный регистр. Этот регистр всегда используется в качестве источника одного из операндов, а также местом где фиксируется результат операции. В команде аккумулятор в явном виде не адресуется, т.е. на его использование всегда указывает код операции команды.

Использование аккумулятора и общих регистров позволяет при выполнении команд уменьшить обращение к памяти, а следовательно, повысить быстродействие.

Рис.2.1. Структурная схема МП К580

Регистр-признак (F)– 8-ми разрядный регистр где при выполнении операции отражается общая информация о результате. Структура регистра признаков:

· S – бит знака («1» - «-», «0» - «+»). Информация о знаке берется из старшего разряда числа, хранящегося в аккумуляторе;

· Z – бит нуля («1» - результат равен нулю);

· АС – бит вспомогательного переноса («1» был перенос между разрядами в байте, «0»- не было переноса);

· Р – бит четности паритета – «1» количество единиц в результате четное

· СУ – бит переноса («1» - рез-тат при операции больше 8ми бит).

Арифметико-логическое устройство(АЛУ) – 8-ми разрядная комбинированная схема. Выполняет арифметические и логические операции над 8-ми разрядными числами в процессе межрегистровых пересылок. Первый операнд всегда подключается к аккумулятору. АЛУ непосредственно связан с регистром признаков.

Позволяет выполнять следующие операции: арифметические сложение (в том числе с учетом переносов в следующий разряд) и вычитание, логические «ИЛИ, «И», «НЕ», «сложение по модулю «2»».

Схема десятичного корректора(ДК).

Промежуточный регистр операндов(Т) – предназначен для кратковременного хранения второго операнда, выбранного из блока регистров или памяти.

2. Блок регистров содержит:

Регистры общего назначения(РОН) B, C, D, E, H, L – 8ми разрядные регистры, используются для хранения операндов, промежуточных и конечных результатов, являются программно доступными.

Регистры В и С, Д и Е, H и L могут организовывать пары для хранения 16-ти разрядного адреса. Используется для организации косвенной адресации операндов. Регистровая пара HL часто в коде команды обозначается «М» и в операциях адресуется безадресно.

Мультиплексор(МлП) – используется для организации доступа к РОН.

Регистр стека(SP) предназначен для сохранения адреса (вершины стека), куда были занесены данные.

Программный счетчик(РС) –содержит адрес следующей команды.

Регистр инкрементирования и декрементирования(инк/дек) позволяет прибавлять и вычитать «1» без привлечения АЛУ (т.е. без аккумулятора).

Регистр адреса(РА)предназначен для хранения адреса выполняемой программы.

Буферные схемы(БШДиБША)– регистры для организации работы микропроцессора с коммутируемыми внешними устройствами.

3. Блок управления состоит из регистра команд (РК), первичного управляющего автомата (УА) и устройства управления (УУ).

Регистра команд принимает 1-ый байт команды, в соответствии с чем первичный управляющий автомат с устройствам управления, формируют сигнал, под действием которого выполняется микрооперация.

Сигналы устройства управления:

· φ_1,, φ₂ – тактовые сигналы микропроцессора;

· сброс – сигнал, под действием которого МПС переходит в начальное состояние. На ША по этому сигналу выводиться нулевой адрес.

· готов (жду) - сигналы связи с внешним оборудованием (ПУ). При обращенном к ПУ МП вырабатывает сигнал ожидания, говоря о том, что МП готов к обмену информацией. При приходе сигнала «готов» с внешнего ПУ начинает организовываться операция ввод-вывод (обмен).

· ЗПДП\РПДП - запрос/разрешение на обеспечение прямого доступа к памяти.

· ЗПр/РПр - запрос/разрешение на организацию прерывания.

Поиск по сайту: