ЛР3. Ознакомление с командами и интерфейсом макета МП-589. Выполнение тестовых задач (1065587), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Программа RD аналогична предыдущей, но отличается тем, что содержимое RA уменьшается на единицу (рис. 9.13, г).

Программа WI предназначена для загрузки ячейки ОЗУ с кла­виатуры по адресу, установленному в RA, с последующим наращи­ванием адреса (рис. 9.13, д).

Программы циклического и пошагового исполнения рабочих программ (см. рис. 9.10) начинаются с установки триггера s устрой­ства управления в “1” при циклическом исполнении и в “0” — при пошаговом.

Затем в рабочие регистры процессора переписывается информа­ция из специальной области ОЗУ (рис. 9.14), которая была зане­сена туда из регистров после выполнения последней команды перед остановом. Таким образом восстанавливается состояние регистров. Эта операция необходима, так как системны" программы операци­онной системы используют те же регистры ЦПЭ, что и рабочая программа. Затем выполняется очередная команда, номер которой определяется содержимым программного счетчика PC (R8). После этого анализируется состояние триггера s, При единичном коде триггера s последовательно, исполняются всё команды программы, при нулевом коде после каждой команды происходит останов рабо­чей программы и информация из регистров ЦПЭ переписывается в ОЗУ для хранения, а системные команды операционной системы могут использовать регистры процессора. При выполнении очеред­ной команды управление передается программе анализа сигналов клавиатуры. Для выполнения следующего шага рабочей програм­мы необходимо нажать кнопку RS, после чего повторится описан­ная процедура.

Микропрограммирование. Выполнение программ в микроЭВМ с микропрограммным управлением может осуществляться либо в со­ответствии с последовательно­стью микрокоманд, записанной в ПЗУ в виде рабочей програм­мы, либо в соответствии с по­следовательностью команд, за­писанных в виде рабочей про­граммы в ОЗУ. Во втором случае в ПЗУ содержатся микрокоманды, обеспечиваю­щие выполнение системы ко­манд. Каждая команда имеет начальный адрес первой мик­рокоманды. Заканчиваются ко­манды микрокомандами обра­щения к операционной системе.

М
икропрограммная реали­зация команд на ПЗУ позволя­ет изменять систему команд простой заменой ПЗУ с записанной новой системой команд без изменения остальных блоков микроЭВМ. Для каждого конкретного случая применения мик­роЭВМ разработчик имеет возможность использовать свою систему команд, наиболее полно соответствующую решаемой задаче [З].

Рассмотрим некоторые команды, реализованные в исследуемом лабораторном стенде. Команда 0R6 обеспечивает обнуление ре­гистра R6 ЦПЭ. Команда состоит из одной микрокоманды (табл. 9.5). Адрес команды 0R6 соответствует коду этой коман­ды, т. е. старшие разряды адреса (А1 — А8)₁₆, образуют шестнадцатеричный код BD₁₆. При входе в команды младшему разряду адреса АО присваивается код “1”. Микроинструкция NA участвует в формировании адреса следующей микрокоманды и задает код адреса, .разрядов (А1—А8) следующей микрокоманды. Адрес А0 за­дается выходным сигналом мультиплексора MS. Рассматриваемая команда состоит из одной микрокоманды, поэтому должна завер­шаться обращением к системной программе. Согласно рис. 9.10, выполнение любой команды завершается обращением к блоку си­стемной . подпрограммы шаг/цикл, осуществляющему опрос режима работы микроЭВМ.

П ервая микрокоманда подпрограммы опроса режима работы шаг/цикл записана в данной операционной системе по адресу ПЗУ IE₁₆0₂(0001.1110)₂.

Таблица 9.5

Микроинструкция NA формирует разряды А1 — А8 указанного адреса и в шестнадцатеричной системе счисления может быть запи­сана как IE. Мультиплексор MS при управляющем коде СN=000₂ формирует на выходе код логического нуля, соответствующего ад­ресу А0. В данной команде не устанавливается режим исполнения программы (пошаговый или циклический), поэтому управляющему сигналу WS присваивается уровень логического нуля.

Микроинструкция F задает код выполняемой микрооперации для ЦПЭ. В данной команде используется инструкция CLR_n ЦПЭ, по которой обнуляется регистр, номер которого указан в микро­команде. Инструкция CLR_n относится к 4-й F-группе (см. табл. 9.2), а регистр R6 кодируется 6-й R-группой. Поэтому микроинструкция представлена в микрокоманде кодом 4₈6₁₆, где первая цифра опре­деляет код F-группы, записанный в восьмеричной системе счисле­ния, а вторая цифра определяет код R-группы г шестнадцатерич­ной системе счисления. В ПЗУ микроинструкция записывается в двоичной системе счисления. В данной микрокоманде микроин­струкция 4₈6₁₆ в двоичной системе счисления имеет вид 100 0110₂.

Микроинструкция СЕ задает режим возможного обращения к ОЗУ. В рассматриваемой микроЭВМ ОЗУ построено на микросхе­мах К561РУ2, для которых сигнал СЕ должен принимать нулевое значение в момент изменения кода адреса на входе ОЗУ. При нуле­вом сигнале СЕ выходные каскады ОЗУ устанавливаются в третье состояние.

В данной микрокоманде ОЗУ не используется, поэтому принято значение СЕ=0.

Микроинструкция С1, 2, состоящая из двух разрядов, формирует сигнал CI для ЦПЭ. В данной микрокоманде сигнал CI определяет сигнал СО (см. табл. 9.2), который в выполняемой команде не используется, поэтому микроинструкция C1, 2 может принимать произвольное значение. В данной микрокоманде принято C1, 2=11₂.

Микроинструкция RV, RK определяет блок, формирующий адрес следующей микрокоманды. Нулевой уровень сигнала RV (RK) устанавливает в активное состояние выходы БПП (RGK) соответственно. При единичных значениях сигналов RV и RK выхо­ды БПП и RGK устанавливаются в третье состояние, при котором адрес следующей микрокоманды задается микроинструкцией NA исполняемой микрокоманды. В рассматриваемой команде адрес следующей микрокоманды задается микроинструкцией NA, поэтому микроинструкция RV, RK имеет значение 11₂.

Микроинструкция IOR, SR состоит из двух разрядов и исполь­зуется для управления внешними устройствами, которые могут быть подключены к микроЭВМ. В лабораторном стенде в качестве внешнего устройства применяется схема управления звуковой сиг­нализацией. В данной команде внешние устройства не нужны, по­этому микроинструкция IOR, SR принимает значение 11₂.

Микроинструкция R/W задает режим работы ОЗУ чтение/запись. При R/W=1 ОЗУ работает в режиме записи, при R/W==0—в ре­жиме считывания. В рассматриваемой команде ОЗУ не использует­ся, поэтому микроинструкция R/W может принимать значение, при котором не меняется содержимое ОЗУ, т. е. R/W=0.

Микроинструкция INE (строб разрешения прерывания) исполь­зуется для опроса БПП. При наличии запроса прерывания БПП формирует сигнал IA в моменты прихода управляющего сигнала INE. Поэтому микроинструкция INE=1 применяется только в под­программах опроса БПП и в рассматриваемой микрокоманде INE=0.

Микроинструкция К необходима для выбора типа выполняемой в ЦПЭ функции (арифметической или логической), маскирования исходных данных и формирования констант (см. табл. 9.2). Для выполнения инструкции CLR в ЦПЭ на всех разрядах ЦПЭ форми­руется код K_i=0. Так как по входам К ЦПЭ имеют активный ин­версный (нулевой) уровень сигнала, необходимо в данной микроинструкции сформировать уровни логических единиц: K=F₁₆=1111₂. При этом старший разряд К формирует. входной сигнал в 8-м разряде ЦПЭ, третий разряд К формирует сигнал в 7, 6 и 5-м разрядах ЦПЭ, второй разряд К—в 4, 3 и 2-м разрядах ЦПЭ и первый разряд К — в 1-м разряде ЦПЭ.

В качестве второго примера рассмотрим команду безусловного перехода GO TO. Команда состоит из двух байтов, в первом запи­сан код команды, во втором — адрес n команды в ОЗУ, которой передается управление.

Для выполнения команды GO TO необходимо осуществить .счи­тывание из ОЗУ второго байта команды и занести его в регистр R8 ЦПЭ, выполняющий функции программного счетчика PC. Ин­формация в регистры ЦПЭ записывается через промежуточную запись информации в АС, поэтому при исполнении команды GO TO необходимо информацию, находящуюся в АС, на время исполнения команды записать в служебный регистр Т, а после выполнения команды восстановить содержимое АС.

Код команды определяет адрес первой микрокоманды, .следова­тельно, в соответствии с табл. 9.5 первую микрокоманду следует написать по адресу ОА₁₆1₂ ПЗУ. В команде не используется уста­новка режима исполнения программы (шаг/цикл), поэтому во всех микрокомандах принимается WS=0.

В микрокоманде I содержимое АС переписывается в служебный регистр Т. Для выполнения этой процедуры используется микроин­струкция ЦПЭ SDA, относящаяся ко 2-й F-группе и к A₁₆-й R-группе. В соответствии с выполняемой операцией микроинструкции F первой микрокоманды присваивается код 2₈A₁₆.

В соответствии с табл. 9.2 по микроинструкции SDA выполня­ется процедура АС-1+ciat. Для того чтобы содержимое АС при переписывании не изменилось, необходимо входной пере­менной CI присвоить значение 1. В ЦПЭ это значение С1 соответ­ствует нулевому логическому уровню сигнала, поэтому микроинст­рукция С1,2 выбирается такой, чтобы, обеспечить С1, равное ло­гическому нулю. Микроинструкции присвоено значение С1,2==00₂.

Для выполнения микрооперации SDA необходимо по всем раз­рядам магистрали К сформировать единичный уровень сигнала. С учетом инверсного характера управления по магистрали К микроинструкции К присваивается значение K=0₁₆.

Во всех микрокомандах рассматриваемой команды адрес сле­дующей микрокоманды формируется кодом NA и блоки БПП и RGK в формировании адресов не участвуют. В связи с этим мик­роинструкциям RV, RK, СРП присвоены значения RV, RK==ll₂, INE=0. Внешние устройства в данной команде не используются, поэтому микроинструкция IOR=0 и SR=0.

В микрокоманде 1 информация ОЗУ не используется, поэтому принята микроинструкция СЕ=1, открывающая доступ к ОЗУ, а микроинструкция R/W=0 устанавливает режим считывания инфор­мации.

Адрес следующей микрокоманды формируется микроинструк­циями NA и CN. В связи со значением NA=00₁₆ разряды А1 — А8 следующей микрокоманды равны т. е. коду СN=001₂ соответствует логическая единица на выхо­де MS.

Микрокоманда 2 формирует на адресной шине ОЗУ адрес второ­го байта команды GO TO, по которому записан адрес команды перехода.

Для этого применяется инструкция LMI, по которой выполня­ется процедура R_nRA; R_n+CIR_n. Для выполнения инструк­ции LMI необходимо во всех разрядах ЦПЭ сформировать значе­ние К = 0. В качестве регистра R_n стоит программный счетчик PC(R8), в котором к моменту выполнения микрокоманды 2 содер­жится увеличенный на единицу адрес выполняемой команды в ОЗУ, совпадающий с адресом второго байта команды GO TO. За­метим, что в этой же микрокоманде осуществляется увеличение на единицу содержимого PC(R8), в результате чего формируется адрес следующей команды при естественном порядке следования команд. Для увеличения содержимого PC переменной CI присваивается единица микроинструкцией С1,2 =(11)₂. Таким образом, инструк­ция LMI микрокоманды 2 будет выполнена при значениях микро­инструкций F = (1,8)₁₆; C1,2 = (11)₂; K=(F)₁₆.

Микроинструкции NA и CN задают адрес микрокоманды 3, в которой адреса А1 — А8 = (Ol)₁₆; А0 = 0. После формирования ад­реса ОЗУ необходимо осуществить запись его содержимого в АС. Для выполнения этой процедуры следует учесть время формиро­вания выходного сигнала ОЗУ. Для микросхем К561РУ2, на кото­рых построено ОЗУ, время формирования выходного сигнала при считывании t_з/сч<1,2 мкс для U_ип = 5 В. Следовательно, считыва­ние выходной информации можно осуществлять через время t > t_з/сч после формирования сигнала СЕ = 1. Учитывая, что каж­дая микрокоманда выполняется за один период задающего генера­тора, в данной команде организованы “холостые” микрокоманды 3 и 4 для формирования задержки считывания сигнала из ОЗУ. Микрокоманда 5 записывает выходной код ОЗУ в АС. Для этого используется инструкция LCM ЦПЭ, по которой выполняется про­цедура МАС. Для этой процедуры задаются следующие значе­ния микроинструкций: F=(7B)16; С1,2=(11)2, К=(F)16. Микро­инструкции СЕ и R/W в микрокомандах 3, 4 и 5 соответствуют режиму считывания ОЗУ, так как СЕ = (1)2; R/W = 0.

В микрокоманде 6 содержимое АС переписывается в PC(R8). Для этого нужна инструкция SDR ЦПЭ, в соответствии с которой выполняется процедура AC—1+СIR_n. Для того, чтобы не из­менить содержимое АС, необходимо переменной CI присвоить зна­чение CI = 1, что выполняется при С1,2=(00)₂ (аналогично мик­роинструкции С 1,2 микрокоманды I). Инструкция SDR будет вы­полняться при следующих значениях микроинструкций: F = = (2)₈(8)₁₆; K=(0)₁₆; С1,2==(00)₂. ОЗУ в микрокоманде 6 не уча­ствует, поэтому микроинструкции СЕ и R/W принимают значения, соответствующие режиму считывания.

Микрокоманда 7 восстанавливает содержимое. АС, которое на время выполнения команды было переписано в регистр Т. Микро­команда 7 аналогична микрокоманде 2 и реализуется с помощью микроинструкций F=(0)₈, (C)₁₆; K== (F)₁₆; C1,2=(11)₂. Микроин­струкция NA микрокоманды 7 совпадает с аналогичной микроин­струкцией последних микрокоманд во всех командах: NA= (lE)₁₆ — и адресует управление к системной программе опроса режима рабо­ты микроЭВМ.

Адрес следующей команды будет определяться кодом PC(R8), в который была записана новая информация в результате выполнен­ной команды GO TO.

Характеристики

Список файлов лабораторной работы