Тема 3. 2 система команд i8080

 

1) Форматы команд i8080:

МП i8080 имеет 3 формата команд которые зависят от типа операции (таблица)

 

Первый байт команды всегда содержит код операции, а второй и третий байты всегда отводятся под данные или адрес.

Формат первого байта команда МП i8080 представлены на рисунке:

Многобайтная команда должна размещаться в последовательно расположенных ячейках памяти. Адрес первого байта всегда является адресом кода операции.

2) Методы адресации

Метод адресации – это способ определения операндов. Для МП i8080 существуют следующие методы адресации:

1. Непосредственная адресация является наиболее экономичным методом хранения и поиска информации т.к. необходимые данные содержит сама команда (для восьми разрядных данных команда двух байтовая, а для 16 разрядных данных- 3-х байтовая:

2. Прямая адресация

Прямая адресация является менее экономичной. В этом случае во 2 и 3 байтах команды содержится полный 16 разрядный адрес памяти (для устройств ввода-вывода команда будет 2-ух байтовая т.к. устройства ввода-вывода адресуются 8 разрядами).

3. Регистровая адресация

При регистровой адресации код команды содержит указание на регистр или пару регистров, в которых содержатся данные (операнды). Используемые в регистровой адресации команды являются однобайтовыми.

4. Косвенная адресация

Адрес операнда определяется парой регистров, указываемых кодом команды (для работы с ОЗУ). Обычно указателем адреса при косвенной адресации является пара регистров HL, но иногда используются пары B и D.

5. Стековая адресация- адрес операнда определяется указателем стека.

 

 

1. Система команда i8080 делятся на 5

 

 

1. Система передачи данных – используется для передачи данных из регистра в регистр из регистра в память, посылка данных в регистр, память. Команды данной группы не формируют признаков результата операции.

2. Арифметические команды – используется для вычитания сложении инкремента и декремента содержимого регистров или ячейки памяти, такие операции, как умножение и деление выполняются программным путём отрицательные числа преобразуются в дополнительный код.

3. Логические команды: и, или, исключающие или, сравнения, сдвиги, инвертирование. Исходные операнды хранятся в регистрах или ячейках памяти, а результат помещается в аккумулятор.

4. Команды переходов используется для условных и безусловных переходов вызова подпрограмм и возврата из них. Данные команды не формируют признака результата операций.

5. Команды ввода и вывода и работы со стеком – используется для управления прерыванием регистром признаков ввода и вывода информации.

 

 

2. Выполнения команд в МП

Каждая команда МП выполняется на протяжении командного цикла состоит из выборки команды и цикла выполнения команды. Продолжимость командного цикла различно для разовых команд и определяется количеством обращений к памяти или к внешнему устройству. Командный цикл включает в себя определенное количество тактов на протяжении, которых осуществляется те или иные действия (Микрооперации) в процессоре в качестве примера рассмотрим выполнение команды АДД В по микрооперациям

 

Общепринятые значения при программировании машинных кодов. Содержимое памяти в пару Ашей. Содержимое ячейки памяти с адресом […]

<….> данные

 

Задача №1. Написать программу записывающую число 33аш в память по адресу 0900 используя прямой способ адресации.

Адрес ОЗУ	Мнемоника	2-ичный код	16-чный код	Комментарий
	MVIA		3E	<33>
	STA			(A)->[0900]
	HLT			Останов

 

Задача №2 Написать программу, записывающую 33h в память по адресу 0901 используя косвенный способ адресации. Разместить программу в памяти

Адрес ОЗУ	Мнемоника	2-ичный код	16-ичный	Комментарий
	LXIM
	MVI,M
000A
	HLT

 

Архитектура 16-ти разрядных МП.

1.Структура и функционирование МП i8086

Структура МП i8086

 

 

Микросхема i8086 представляет собой однокристальный 16-ти разрядный МП. С фиксированной системы команд и применяется в качестве центрального процессора в устройствах обработки данных и управления. МП 16-ти разрядную шину данных и 20-ти разрядную шину адреса. Адресное пространство представляет собой 1 мегабайт (Позволяет адресовать 2²⁰ = 1.048.576 ячеек памяти). Пространство адреса ввода и вывода 64 килобайт (Позволяет 2¹⁶ внешних устройств). МП способен осуществлять обмен данными под управления процессора, работать в режимах ПДП и прерываний (Количество векторов прерываний до 256). Микропроцессор выполняет операции над восемью и шестнадцати разрядными данными, представленным в 2-ом или 2-10 –ом виде может обрабатывает отдельные виды, а также строки и массивные данные. Он имеет встроенные аппаратные средства умножение и деление. Тактовая частота 5,8 или 10 мегагерц. Напряжение питание +5 вольт. В МП i8086 применена конверейная архитектура, которая позволяет смещать во времени циклы исполнения и вывод из памяти кодов программы. Это достигается параллельной работой двух сравнительно не зависимых устройств – Операционного устройства и шинного интерфейса. Операционное устройство выполняет команду машинный интерфейс осуществляет взаимодействие с внешней шиной (Выставляет адреса, считывает кода команд и операнда, записывает результаты вычислений в память или устройство ввода и вывода). Операционное устройство состоит из РОН, предназначены для хранения промежуточных результатов вычисления – данных и адресов. АЛУ с буферными регистрами; Регистров флагов; Схемы управления синхронизации, которая дешифрует коды команд и генерирует управляющие сигналы для всех блоков схемы МП.

РОН делятся на регистры данных и регистры указателей. К регистрам данных относиться 4-е 16-ти разрядные …. Любой из этих регистров состоит из двух 8-ми разрядных регистров, которых можно не зависимо адресовать символическими именами AH, CH, DH (Старшие байты), CL, DL, AL (Младшие байты).

 

4-е сегмента в каждом по 64 килобайта = 4*2¹⁶=2²*2¹⁶=2¹⁸

 

Регистры указатели являются 16-ти разрядными и предназначены для хранения адресов операндов при косвенной адресации: SP – указатель стека б, BP – базовый регистр, SI – индекс источника, DI – источник приемника.

Все РОН можно использовать для хранения данных, но в некоторых командах допускается использования определенного регистра по умолчанию: AX – при умножении, делении, вводе и выводе слов; BX – при трансляции CX, как счетчик циклов строчных команд; DX ­– при умножении и делении слов, вводе и выводе с косвенной адресацией. SP при операция со стеком SDI – при строковых операциях.

Состав операционного устройства входит: 16-ти разрядное АЛУ, способное выполнять арифметический (Включая деление и умножение) и логические операции.

Регистр флага хранит в регистре выполнение арифметических и логических операций и управляющие биты.

r

r

r

r

OF

DF

IF

TF

SF

ZF

AF

PF

CF

 

Шинный интерфейс состоит из 6-ти байтной регистровой памяти, которая называется очередью команд, 4-х сегментах регистров CS, DS, ES, SS (определяют начальные адреса 4-х сегментов памяти), указатели команд IP, сумматора, а также вспомогательных регистров связи и буферных схем шин адреса очередь адреса работает по принципу FIFO и сохраняет на выходе порядок поступление команд – длина очереди 6 байт.

Если операционное устройство занято выполнения команды, то шинный интерфейс самостоятельно инициирует опережающую выборку кодов команд из памяти в очередь команд. Выборка из памяти очередного командного слова осуществляется, тогда, когда в очереди обнаруживается два свободных байта. Очередь у величает быстродействие в случае последовательного выполнения команд. При выборке команд перехода вызова и возращений из-под программ обработки запросов прерываний очередь команд сбрасывается, и выборка начинается с нового места программной памяти. Одной задачи шинного интерфейса является формирование физического 20-ти разрядного адреса из двух 16-ти разрядных слов.