Управління мікро-еом на мікрокомандному рівні. Складання команд

 

Мета роботи: вивчити призначення мікроінструкцій і роботу пристрою керування. Ознайомитись з послідовністю складання команд з мікрокоманд.

Короткі відомості з теорії викладені в розділах 9.5 і 9.7.

 

Завдання для домашньої підготовки

 

Схема УУ для мікро-ЕОМ відповідає рис. 9.6.

1. Скласти на мікрокомандному рівні команду R2 + AC ® R2, AC, по якій підсумовується вміст регістрів R2 і AC, а результат записати в R2 і AC.

2. Скласти мікрокоманди, що забезпечують виконання наступних команд: 1) 0 ® R7; 2) R2 ®R2; 3) R4 + 1 ® R4; 4) R5 – 1 ®R5; 5) R3 ® AC; 6) AC ® R2. За допомогою логічного аналізатора записати і провести аналіз перерахованих команд лабораторної мікро-ЕОМ.

3. Скласти команду, що забезпечує додавання вмісту регістрів R0 і R1 з записом результату в AC.

4. Скласти команду умовного переходу за сигналом зовнішнього пристрою (команда JFF).

5. Скласти команду, що забезпечує зчитування інформації з магістралі B і запис її в регістр R2.

6. Скласти команду запису вмісту AC в комірку пам'яті, адреса якої визначається другим байтом команди (команда AC ® M_n).

7. Скласти команду запису вмісту комірки пам'яті з адресою, вказаною на другому байті команди, вAC (команди M_n ® AC).

 

Робота на навчальній ЕОМ

 

1. Скласти програму з циклічним виконанням команди, що розроблена в процесі домашньої підготовки. Записати програму в ОЗП. Забезпечити циклічне виконання команди.

2. Входи 1-8 логічного аналізатора під'єднати до контактів 09, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17 мікросхеми D25, входи аналізатора 9-16 – до таких же контактів мікросхеми D28. Входи аналізатора 17-25 під'єднати до контактів 08, 07, 06, 05, 04, 03, 02, 01 23 мікросхеми D25. При такому під'єднанні входи 1-16 відображають частину мікрокоманди, що записана в ПЗП D28, D25, а входи 17-25 – адресу мікрокоманди (див. рис. 9.6). Встановити на аналізаторі слово, що запускається, яке відповідає коду команди, що досліджується (використати опис приладу). Перевести мікро-ЕОМ в режим циклічного виконання програми. Встановити на аналізаторі циклічний режим і натиснути кнопку "Запуск". На екрані аналізатора відобразиться фрагмент мікропрограми. Зафіксувати отримані діаграми.

3. Перемикнути входи аналізатора 1-16 на контакти 09, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17 мікросхем D26, D27. Повторити операції, що дозволяють фіксувати другу частину мікрокоманди, записаної в ПЗП D26, D27. Отриману мікрокоманду подати у вигляді таблиці, наведеної в описі мікро-ЕОМ, перекодувавши двійкові коди, де це необхідно, в шістнадцячтиричні й восьмиричні. Поясніть роль і паризначення мікроінструкцій в записаних мікрокомандах.

 

Зміст звіту

 

Звіт повинен містити: 1. Програму, що забезпечує виконання заданої команди (виконується при домашній підготовці). 2. Зафіксовану за допомогою логічного аналізатора послідовність мікрокоманд, що забезпечує виконання команди, підготовленої в домашній роботі. Програмі звіту повинні містити коментарі, що пояснюють призначення виконуваних мікрокоманд і керованих мікроінструкцій.

 

Завдання для самоперевірки

 

1. Назвіть пояснювальні типи мікроінструкцій для мікропроцесорів серії 589.

2. Яке призначення мікроінструкції К? Яким чином ввести в АС код 20₁₆?

3. Яке призначення мікроінструкції W/R?

4. Яке призначення мікроінструкції CN? Чим визначається її розрядність? Яким чином формується код А0 = 0; А0 = 1; А0 = С0?

5. Які мікроінструкції визначають джерело наступної адреси?

6. В якій ситуації мікроінструкція NA може приймати довільне значення?

7. Яким чином задається код команди?

8. Яка послідовність опитування БПП?

9. Складіть команду додавання вмісту двох внутрішніх регістрів R_n і R_n+1, задавши код команди кодом IE₁₆.

10. Складіть команду віднімання вмісту регістра R_n з регістра R_n+1 з записом результату в регістр R_n. Код команди IE₁₆.

11. Складіть команду умовного переходу за вхідним сигналом зовнішнього джерела, який подається на 5-й вхід мультіплексора MS. При одиничному сигналі керування повинно передаватися комірці з адресою 15₁₆. Код команди А1₁₆.

Література

1. Горбунов В.Л., Панфилов Д.И., Преснухин Д.Л. Микропроцессоры. Основы построения микро-ЕОМ. – М.: Высшая школа, 1984.

2. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Микропроцессоры и микропроцесорные системы: Радио и связь, 1981.

3. Прангишвили И.В. Микропроцессоры и микро-ЕОМ. – М.: Энергия, 1979.

4. Алексеенко А.Г., Галицин А.А., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах. – М.: Радио и связь.

 

Лабораторна робота 10

ПРОГРАМИ З УМОВНИМИ ПЕРЕХОДАМИ.

ПІДПРОГРАМІ, РОБОТА ЗІ СТЕКОВОЮ ПАМ'ЯТТЮ

 

Мета роботи: ознайомитись з організацією умовних переходів в програмах з особливостями використання підпрограм.

 

Короткі відомості з теорії

 

Умовні переходи в лабораторному стенді МП 589 організовани на підставі мультіплексора VS УУ, що формує молодшу адресу мікрокоманди (див. рис. 9.6). Код молодшої адреси мікрокоманди може формуватися одним з восьми можливих пристроїв, що вибираються мікроінструкцією CN. Команди передачі керування використовують можоивості УУ змінювати номер виконуваної команди в залежності від одного з сигналів, що аналізується, або заданої адреси. Як приклад застосування підпрограм і організації умовних переходів розглянимо програму додавання двох чисел в додатковому коді. Доданки в прямих кодах записані в комірці ЗП з адресами 01 і 02, результат обчислень записати за адресою 03.

При записуванні чисел в прямому коді старший розряд відводить під запис знака числа. Нуль в старшому розряді відповідає додатним числам, одиниця – від'ємним. Для виконання завдання необхідно організувати перетворювання чисел з прямого коду в додатковий у вигляді спеціальної підпрограми.

На рис. 9.18 підпрограма виділена у вигляді самостійного блоку програми. Починається підпрограма з команди 2, що забезпечує зсув вмісту АС наліво на один розряд для проведення аналізу знакового розряда. Припустимо, що команда 1 підпрограми записана за адресою 30₁₆.

Команда 2 забезпечує умовний перехід до команди 3 при дорівнюванні нулю знакового розряда додану і до команди 4 при дорівнюванні одиниці знакового розряду. Команда 3 відновлює вміст АС, тому що для додатних чисел прямий і додатковий коди чисел співпадають. Для перетворення від'ємних чисел в додатковий код в команді 4 мантиса зсувається на один розряд направо і в знаковий розряд записується код одиниці, а в команді 5 формується інверсія вмисту АС. Після виконання цієї операції в АС записаний зворотній код числа. Для отримання додаткового коду до вмісту АС в команді 6 додається одиниця. Завершується підпрограма командою RETURN, по якій органзіуються звертання до показчика стека і передача керування команді, що записана при останньому звертанні до стека.

В основній програмі командою 1 в АС зчитується вміст комірки 01 ЗП. Команда 2 організує звертання до підпрограми з адресою 30, в якій формується додатковий код числа, записаного в АС. Команда 3 переписує додатковий код другого доданку з АС в регістр R0. Команди 4 і 5 зчитують з ЗП другий доданок і формує його додатковий код. Команда 6 забезпечує додавання чисел в доадктвому коді, при цьому можливі одиниці перенесення старшого розряда не враховуються при формуванні кінцевого результату. Команди 7-12 перетворюють додатковий код числа в прямій і забезпечують запис його в комірці 03 ЗП.

 

Завдання для домашньої підготовки

 

1. Скласти програму додавання чисел в зворотньому коді..

2. Скласти програму додавання чисел в модифікаційному зворотньому коді.

3. Скласти програму аналізу "переповнення" при складанні чисел в зворотньому або додатковому кодах. Переповнення фіксувати за відмінністю знаку результату від співпадаючих знаків доданків

4. Скласти програму множення двох чотирирозрядних числа у відповідності зі схемою, що подана на рис. 9.19.

5. Використовуючи програму множення як підпрограму, реалізувати обчислення функції n! Обчислити значення функції при n = 4; n = 5..

6. Скласти програму, що забезпечує послідовне вмикання світлодіодів магістралі D з часовою затримкою, що дорівнює часові переповнення двох внутрішніх регістрів ЦПЕ..

7. Це завдання аналогічно завданню 6, але як часову затримку використовувати музикальну програму.

 

Робота на навчальній ЕОМ

 

1. Розроблені програми ввести в пам'ять мікро-ЕОМ.

2. Перевірити відповідність введеної і вихідної програм.

3. Виконати введену програму в режимі покомандного виконання (RS), фіксуючи і аналізуючи проміжні результати і вміст внутрішніх регістрів ЦПЕ за допомогою блоку індикації.

4. Виконати введені програми в циклічному режимі. Повторити обчислення зі зміненими вихідними даними.

 

Зміст звіту

 

Звіт повинен містити: 1. Схему програм. 2. Робочі програми. 3. Результати проміжних значень кодів магістралей A, D, M, що зафіксовані в процесі покомандного виконання програм..

 

Завдання для самоперевірки

 

1. Назвіть основні типи команд.

2. Визначте основні форми задавання адрес в командах умовного переходу.

3. Які команди забезпечують перехід до заданої команди?

4. Опишіть умови за командою TZR1.

5. Яка адреса в ПЗП визначає шістнадцятиричний код команди?

 

Література

 

1. Горбунов В.Л., Панфилов Д.И., Преснухин Д.Л. Микропроцессоры. Основы построения микро-ЕОМ. – М.: Высшая школа, 1984.

2. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Микропроцессоры и микропроцесорные системы: Радио и связь, 1981.

3. Прангишвили И.В. Микропроцессоры и микро-ЕОМ. – М.: Энергия, 1979.

4. Алексеенко А.Г., Галицин А.А., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах. – М.: Радио и связь.