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

Текст из файла

3.2. МИКРОПРОЦЕССОР - КР580ИК80

БИС КР580ИК80 представляет собой 8-разрядный процессор, в котором совмещены операционное и управляющее устройства. Управляющая память недоступна пользователю, в ней уже в процессе изготовления БИС записываются микропрограммы операций (микропрограммы, по которым выполняются команды). Таким образом, предусматривается использование некоторой фиксированной системы команд, в которую пользователь не может внести изменений. В связи с этим данный микропроцессор относится к числу немикропрограммируемых, т. е. программируемых не на уровне микрокоманд, а на уровне команд.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА

На рис. 3.1 приведена структурная схема БИС КР580ИК80. Опишем кратко ее узлы.

Регистры данных. Для хранения участвующих в операциях данных предусмотрено семь 8-разрядных регистров. Регистр А, называемый аккумулятором, предназначен для обмена информацией с внешними устройствами (т. е. либо содержимое этого регистра может быть выдано на выход, либо со схода в него может быть принято число), при выполнении арифметических, логических операций и операций сдвига он служит источником операнда (числа, участвующего в операции), в него помещается результат выполненной операции.

Шесть других регистров, обозначенных В, С, D, Е, Н, L., образуют так называемый блок регистров общего назначения РОН (название связано с тем, что эти регистры могут использоваться для хранения, как данных, так и адресов). Эти регистры могут использоваться как Одиночные 8-разрядные регистры. В случаях, когда возникает необходимость хранить 16-разрядные двоичные числа, они объединяются в пары ВС, DЕ, НL.

Регистры БР₁,БР₂, W, Z используются как буферные, программно-недоступные регистры (т. е. регистры, к которым программист при составлении программы не может обращаться).

Указатель стека SР (16-разрядный) служит для адресации особого вида памяти, называемого стеком (организация стека будет рассмотрена ниже).

Счетчик команд РС (16-разрядный) предназначен для хранения адреса команды; после выбора из оперативной памяти текущей команды содержимое счетчика увеличивается на единицу и таким образом формируется адрес очередной команды (при отсутствии безусловных и условных переходов).

При обращении к памяти в качестве адреса может использоваться и содержимое любой пары регистров блока РОН.

При выдаче адреса содержимое соответствующих регистров передается в 16-разрядный регистр адреса РА, из которого далее через буферы БА адрес поступает на 16-разрядную шину адреса. С этой шины адрес может быть принят в оперативную память. Число кодовых комбинаций 16-разрядного адреса равно 2¹⁶, каждая из этих кодовых комбинаций может определять адрес (номер) одной из ячеек оперативной памяти. Таким образом, обеспечивается возможность обращения к памяти, содержащей до 2¹⁶ = 2⁶ * 2¹⁰ = 64К 8-разрядных слов (байт).

Арифметическо-логическое устройство (АЛУ). В 8-разрядном АЛУ предусмотрена возможность выполнения четырех арифметических операций (сложение с передачей переноса в младший разряд и без учета этого переноса, вычитание с передачей заема в младший разряд и без него), четырех видов логических операций (операций конъюнкции, дизъюнкции, неравнозначности, сравнения), а также четырех видов циклического сдвига.

При выполнении арифметических и логических операций одним из операндов служит содержимое аккумулятора и результат выполненной операции помещается в аккумулятор. Циклический сдвиг выполняется только над содержимым аккумулятора.

Предусмотрена возможность выполнения арифметических операций над десятичными числами. При хранении десятичного числа разряды регистра делятся на две группы по 4 разряда и в каждой группе разрядов хранится одна десятичная цифра, представленная в коде 8421. Таким образом, в регистре можно хранить 2-разрядное десятичное число. Как указывалось в параграфе 3.4, при выполнении операции суммирования десятичных цифр может потребоваться коррекция результата путем прибавления к нему числа 0110₂ .. Такая коррекция результата в каждой 4-разрядной группе результата в микропроцессоре выполняется схемой десятичной коррекции (СДК).

Регистр признаков (РП). Этот 5-разрядный регистр предназначен для хранения определенных признаков, выявляемых в числе, которое представляет собой результат выполнения некоторых операций. Пять триггеров этого регистра имеют следующее назначение:

триггер Тс (триггер переноса) устанавливается в состояние, соответствующее переносу из старшего разряда при выполнении арифметических операций и содержимое выдвигаемого из аккумулятора разряда при выполнении операции сдвига;

триггер Тz (триггер нуля) – устанавливается в состояние лог. 1, если результат операции АЛУ или операции приращения содержимого регистра равен нулю;

триггер Тs (триггер, знака) – устанавливается в состояние, соответствующее значению старшего разряда результата операции АЛУ или операции приращения содержимого регистра;

триггер Тр (триггер четности) – устанавливается в состояние лог. 1, если число единиц в разрядах результата четно;

триггер Тv (триггер дополнительного переноса) – хранит перенос, возникающий при выполнении операции из 4-го разряда.

Блок управления. Состоит из регистра команд, куда принимается первый байт команды, и управляющего устройства, формирующего управляющие сигналы, под действием которых выполняются микрооперации в отдельных узлах. Управляющее устройство содержит выполненную на программируемой логической матрице управляющую память, в которой хранятся микропрограммы отдельных операций. Однако, как уже указывалось, пользователь не может изменить содержимого управляющей памяти, а значит, и состава команд.

Буферы. Буферы данных и буферы адреса обеспечивают связь центрального процессора с внешними шинами данных и адреса. Особенность буферов состоит в том, что в каждом разряде они используют логические элементы с тремя состояниями. В них, кроме состояний лог. О и лог. 1, предусмотрено еще третье состояние, в котором они имеют практически бесконечное выходное сопротивление и оказываются отключенными от соответствующих шин. Использование таких буферов позволяет процессору отключаться от внешних шин (шин данных и адреса), предоставляя их в распоряжение внешних устройств, а также позволяет использовать одну и ту же шину данных как для приема данных (т. е. в качестве входной шины), так и для выдачи данных (т. е. в качестве выходной шины). Такое использование шины данных позволяет сократить число выводов микросхемы.

На рис. 3.2 показан принцип двунаправленного обмена данными между внутренней и внешней шинами данных. Если осуществляется прием данных (передача данных с внешней шины данных на внутреннюю шину данных), отключаются, переходя в третье состояние, выходные логические элементы; при выдаче данных (передаче с внутренней шины на внешнюю шину) отключаются входные логические элемент.

ФОРМАТ ДАННЫХ И КОМАНД

Данные (обрабатываемая информация и результаты обработки) хранятся в оперативной памяти и в процессоре в виде 8-разрядных двоичных чисел. Таким образом, слово данных имеет следующий формат:

Для команд используются одно-, двух-, трехбайтовые форматы.

О
днобайтовый формат команды:

Большинство команд является однобайтовыми.

Д
вухбайтовый форма команды:

В первом байте двухбайтовой команды указывается вид выполняемой операции, во втором байте приводится число, являющееся операндом при выполнении операции, либо номером устройства ввода или вывода при обмене данными.

Трехбайтовый формат команды:

Байты трехбайтовой команды имеют следующее назначение: в первом указывается вид выполняемой операции, следующие два байта используются для указания двухбайтового адреса команды (при выполнении безусловных, условных переходов, обращении к подпрограммам), или адреса ячейки оперативной памяти, содержимое которого является операндом, или двухбайтового операнда. Во всех случаях байт В₂, является младшим, байт В₃ – старшим.

СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ

Для того чтобы могла быть выполнена определенная операция, в команде, кроме вида операции, должно содержаться указание, откуда берутся участвующие в операции числа и куда помещается результат выполненной операции (иначе говоря, указание об источниках и приемнике операндов). Под способами адресации понимают способы, используемые для указания источников и приемников операндов.

В микропроцессоре используются следующие способы адресации.

П
рямая адресация. При этом способе адресом операнда является указанный в команде (в байте кода операции) адрес регистра микропроцессора. Адреса регистров приведены в следующей таблице.

Под М понимается ячейка оперативной памяти, адресом которой служит содержимое пары регистров НL.

П
окажем некоторые примеры, команд с прямой адресацией, взятых из приведенного в табл. 3.2 списка команд микропроцессора.

Здесь под мнемоникой команды понимают сокращенное ее обозначение, облегчающее запоминание команды.

В кодовой комбинации команды 01 001 010 два старших разряда (01) определяют вид операции, (операция пересылки содержимого одного регистра в другой), в последующих двух 3-разрядных группах ( 001 и 010) приведены адреса регистров С и D. Команда представляет операцию пересылки в регистр С содержимого регистра D.

В команде 10 000 010 пять старших разрядов (10 000) представляют вид выполняемой операции (операция суммирования); в трех младших разрядах (010) указан адрес регистра D, служащего источником операнда. При выполнении операции суммирования источником другого операнда и приемником результата выполненной операции является аккумулятор А.

Непосредственная адресация. При этом способе адресации операнды (один либо два) задаются непосредственно в команде вслед за байтом кода операции во втором либо втором и третьем байтах.

Ниже приведены примеры команд с непосредственной адресацией.

1) ADI В₁, 11 000 110 А  (А)+<В₂>

В₂ 01 001 100

2) МVI D В₁ 00 010 110 D  <B₂>

B₂ 01 001 110

3) LXI D В₁ 00 010 001 D  <В₃>; Е.  <В₂>

B₂ 01 100 101

B₃ 10 100 101

Команда с мнемоникой АDI предусматривает суммирование содержимого аккумулятора с числом, приведенным во втором байте команды (в примере это число равно 4С 16).

Команда МVI производит пересылку числа, приведенного во втором байте команды (в примере это число равно 4Е₁₆), в регистр D, адрес которого (010) указан в разрядах D₅D₄D₃ первого байта команды.

Команда LXI производит пересылку чисел, приведенных во втором и третьем байтах (в примере – чисел 65₁₆и А5₁₆), соответственно в младший и старший регистры пары регистров DЕ. В разрядах D₅D₄D₃ первого байта пара регистров указана адресом (010) одного из регистров этой пары.

Косвенная адресация. При этом способе адресации в команде указывается пара регистров блока РОН (путем указания адреса одного из регистров этой пары), содержимое которой служит адресом, по которому в оперативной памяти находится операнд,

Примеры команд с косвенной адресацией:

1) LDАХ В 00 001 010 А  [(ВС)1

2) SТАХ В 00 000 010 [(ВС)]  (А)

Здесь запись [(ВС)] означает ячейку памяти, адресом которой служит содержимое пары регистров ВС.

По команде LDAX В аккумулятор загружается содержимым ячейки оперативной памяти, адресом которой служит содержимое пары регистров ВС (для указания именно этой пары регистров в разрядах D₅D₄D₃ команды приведен адрес 001 регистра С).

По команде STAX В содержимое аккумулятора запоминается в ячейке, адресом которой служит содержимое пары регистров ВС (для указания пары регистров в разрядах D₅D₄D₃, команды приведен адрес 000 регистра В).

ПРИНЦИП РАБОТЫ МИКРОПРОЦЕССОРА

На рис. 3.3 показана структурная схема микропроцессорного устройства на МПК серии КР580. Генератор тактовых импульсов (ГТИ) формирует две импульсные последовательности Ф1 и Ф2, необходимые для тактирования работы микропроцессора (рис. 3.4). Импульсы двух последовательностей не должны перекрываться во времени, должны иметь амплитуду 12 В. ПЗУ может быть использовано д
ля хранения программы, ОЗУ – для хранения данных.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги