Тема: ознайомлення з роботою на учбово-лабораторному комплексі (на базі крвм-2)

Мета роботи: Ознайомитися з структурою мікропроцесора, структурою учбової лабораторії, картою пам'яті, органами керування і режимами роботи.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Мікропроцесор (МП) - пристрій, який виконує функції програмної обробки інформації (обчислення),аналогічно функціям центрального процесора звичайної ЕОМ і реалізованої на одній схемі високого ступеня інтеграції (ВІС), або декількох ВІС.

Спрощена схема мікропроцесорної системи, призначеної для вивчення апаратної частини і програмного забезпечення показана на рис.1.

Дана схема може розглядатись як узагальнена архітектура мікро-ЕОМ. Більша частина мікро-ЕОМ містить,меньшою мірою,ці характерні пристрої, а також деякі інші (джерело живлення, джерело тактових імпульсів і деякі лінії), які входять до складу ЕОМ і необхідні для її роботи.

МП - називають також центральним процесорним елементом (ЦПЕ) або просто процесором,який є " мозком" системи. В ньому є вся логіка розпізнавання і виконання списку команд (програми).

Пристрій вводу/виводу зв'язує МП з клавіатурою і дисплеєм. Передача інформації всередині системи здійснюється по шині адреси,шині даних і шині керування. Мікропроцесор контролює всі системи і керує ними за допомою ліній керування (шин контролю).(див.рис.1).З допомогою Адресної шини (16 паралельних провідників) вибирає комірку пам'яті даних, порти вводу-виводу даних. Шина даних (8 паралельних провідників) є двонапрямленою і служить для передачі даних в елементи МП - центральний процесорний елемент (ЦПЕ), або із них. Важливо відзначити, що за допомогою шини даних МП може пересилати дані в пам'ять або із неї.

Для виконання системою необхідної задачі вимагається відповідний список команд:

а) прочитати дані з клавіатури;

б) записати дані на дисплей;

в) повторити з кроком 1.

Для того, щоб МП зміг виконати завдання у відповідності зі списком команд, команди повинні бути переведені в код, зрозумілий МП. Ці коди потім зберігаються в пам'яті системи.

МП починає роботу у наступній послідовності:

1) читаючи перший код у пам'яті, розшифровує відповідну команду і виконує вказану в ній операцію;

2) далі процесор зчитує команду з наступної комірки пам'яті і знову виконує відповідну операцію.

Цей прoцес повторюється з наступним перебором відповідних комірок.

Рис.1. Схема мікропроцесорної системи.

Існують деякі визначені команди, які заставляють МП "перескочити" на другий адрес пам'яті, оминаючи встановлений порядок черговості, для виконання наступноії команди.

В наборі команд МП є такі, що змінюють розглянутий вище порядок черговості виконання команд (згідно принципу наступності). Ці команди можуть передавати керування на довільне місце програми. Програма може повернути МП до виконання команди з адресом на початку програми, створюючи цикл, який повторно виконується. Існують команди, які дозволяють багатократно виконувати набір команд (тіло циклу). Це дозволяє створити коротку програму для виконання операцій, які повторюються багато разів.

Команди програм розміщуються байтами в одній або декількох областях пам'яті, які називають програмною (оперативною) пам'ятю.

МП використовують одно, двох і трьохбайтні команди. Перший байт завжди є КОП (код операцій), який уточняє характер виконуваної МП операції. Процесор взнає КОП, коли вони складаються із 8 біт двійкової системи. Склад команд, на які МП реагує, постійно визначений властивостями і структурою кристалу.

Для виконання команд в МП існують сигнали, основні з яких показані на рис.2.

До таких сигналів належать 16 адресних ліній, які створюють шину адреси і 8 ліній даних, які створюють шину даних. Шина даних є двонапрям-леною, тобто дані по цій шині можуть проходити в обох напрямках. Сигнали “Запис” і “Читання” - сигнали, які керують потоком даних по шині даних (тобто визначають напрям руху даних). Сигнал "Сброс" використовується для приведення в початковий стан (вихідне положення) внутрішньої схеми МП, сигнал "Перерив" дозволяє МП переривати. виконання біжучої команди і зупинки МП.Сигнал "Синхр" синхронізує всі пристрої в МП - системі і встановлює темп виконання команд.

 

Рис. 2 Основні сигнали МП.

Виконання всіх сигналів буде описано при вивченні апаратної частини мікропроцесорних пристроїв. Для зберігання програм і даних в МП вікористовують інтегральні схеми пам’яті, які розділяють на дві категорії:

- постійно-запам’ятовуючі пристрої(ПЗП);

- оперативно-запам’ятовуючі пристрої(ОЗП);

ПЗП – пам’ять, з якої можна тільки зчитувати інформацію, яка була записана раніше при виготовленні схеми.

ОЗП – пам’ять, в якій дані можуть бути записані, збережені і можуть бути замінені оператором. ОЗП втрачає свою інформацію при відключенні живлення від МП.

 

Практична частина