Главная » Просмотр файлов » Проектирование узлов цифровой техники

Проектирование узлов цифровой техники (967610), страница 4

Файл №967610 Проектирование узлов цифровой техники (Проектирование узлов цифровой техники) 4 страницаПроектирование узлов цифровой техники (967610) страница 42013-10-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Таблица Таблица

истинности состояний


Рис. 18

Задание 3 состоит в проектировании микропроцессорной сис­темы в программной ее части. Составить программу — это запи­сать последовательность команд для действий микропроцессора.

Нужно ввести через один из портов установленные внешними устройствами сигналы. Применяя пересылки, сдвиговые и логи­ческие операции выполнить в младшем разряде действия согласно уравнению (2). Полученный результат выдать через другой порт на выход. Такой подход к составлению программы называют компи­ляцией.

Можно в некоторую область памяти заранее записать таблицу выходных сигналов для всех сочетаний входных. Программу дей­ствия составить как нахождение необходимой строки этой табли­цы по входному сигналу. Такой подход называют интерпретацией. Выяснить, какой подход лучше, можно по критериям быстродей­ствия и объема программы.

Бесконечный цикл выполнения для микропроцессорных про­грамм является основным. При этом можно ввести цикл ожида­ния прихода сигнала, разрешающего выполнить некоторые дей­ствия.

Перед написанием программы необходимо составить ее алго­ритм. Вначале следует изобразить исходный алгоритм, в котором записать блоки задания — что нужно сделать. Далее его детализи­руют до уровня отдельных команд. Такой алгоритм уже указывает последовательность команд — как выполнить задание.

На основе алгоритма написать программу. Оптимальный вари­ант для данного задания — написать программу на языке ассемб­лера. Затем она транслируется в коды — байты команд.

Для расчета быстродействия при написании программы необ­ходимо ввести графу, в которую нужно записывать количество тактов, необходимых микропроцессору на выполнение каждой команды.

С точки зрения программирующего, микропроцессор — это набор регистров и счетчиков. Для микропроцессора КРБ80ВМ80 — это восьмиразрядные регистры A, F, В, С, D, E, H, L, a PCпро­граммный счетчик и SPуказатель стека являются шестнадцати­разрядными счетчиками (рис. 19). Действия над их содержимым определяются командами.

В списке команд этого микропроцессора их 244. Почти все действия выполняются в арифметико-логическом устройстве (АЛ У). Всеми операциями управляет первичный управляющий автомат (ПУА) в непрерывающемся переходе от выполнения од­ной команды к следующей. Составленную программу как после­довательность байтов следует записывать в память. Если она неиз­менная, то ее байты записывают в постоянную память, выполнен­ную на БИС ППЗУ. Такие микропроцессорные системы называют контроллерами.

После импульсного сигнала СБР программный счетчик обну­ляется, т.е. PC = 0000H Начинается выполнение программы. Со­держание PC появляется на магистрали адресов и сопровождается соответствующим сигналом чтения памяти от системного кон­троллера (рис. 20). Первый байт передается из БИС памяти в мик­ропроцессор и выполняется.

В процессе выполнения команд при обработке каждого их байта кроме основных действий происходит увеличение содержа­ния программного счетчика на единицу. Так подготовляется адрес для выборки следующего байта в двух- или трехбайтных командах или байта следующей команды. Выполняется линейный алгоритм построения программы.

Существуют команды занесения в PC адреса, указываемого в составе самой команды. Она оказывается в этом случае трехбайтной. По этим командам выполняются заданные алгоритмом пере­ходы по программе, в частности организуются циклы.

Фиксированные, заранее известные адреса можно занести в PC командами RSTN, где N от 0 до 7. Эти команды однобайтовые. Их удобно использовать при прерываниях.

Прерывания инициируются внешним устройством, подающим на микропроцессор сигнал запроса прерывания (ЗПР). Приняв запрос на прерывание, микропроцессор после завершения выпол­нения текущей команды должен получить код команды RSTN. Выполняя ее, он перейдет к реализации фрагмента программы, обслуживающего это прерывание, который записан с соответству­ющего адреса памяти.

Необходимая команда RSTN подготовляется аппаратно. В ал­горитме программы ее нет. В состав микропроцессорной системы вводится регистр прерывания, в котором записывается код этой команды. Приняв сигнал ЗПР, микропроцессор через системный контроллер сигналом подтверждения прерывания (ППР) выводит выход этого регистра из высокоомного состояния. Содержащийся в нем код поступает по магистрали данных в микропроцессор и команда выполняется.

Программа обслуживания прерываний завершается командой RET, возвращающей микропроцессор к выполнению прерванной программы.

После сигнала СБР и приема сигнала ЗПР прерывания запре­щены, т.е. не будут восприняты микропроцессором. Существуют команды, разрешающие и запрещающие прерывания.

Условные ветвления в алгоритме программы — это переходы по указываемому в команде адресу в соответствии со значением ДА флага. По значению НЕТ команда условного перехода игнори­руется, т.е. выполняется только PCPC + 1.

Флагами являются отдельные разряды регистра флагов F. Фла­ги устанавливаются при выполнении команд, влияющих на них. Каждый из флагов фиксирует значение одного из признаков вы­ходного сигнала АЛУ после выполнения команды (см. рис. 19). Например, флаг Zнулевого результата равен единице, если выход­ной сигнал данных нулевой по всем восьми разрядам, и Z= 0, если сигнал не нулевой. Флаг СУ является по существу девятым разря­дом выходного сигнала АЛУ. Его значение СУ = 1 указывает на переполнение разрядной сетки при выполнении операции сумми­рования, либо принимает значение бита, попадающего в него при выполнении сдвиговой операции. Если команда не влияет на фла­ги, то их значения сохраняются.







Рис. 19













Рис. 20, а



Рис. 20, б

Запись данных в оперативную память микропроцессорной си­стемы и их считывание может осуществляться командами с непос­редственным указанием любого из адресов ОЗУ. Для обращения к оперативной памяти также можно использовать стековую ее орга­низацию. Стековая область памяти — это, как правило, последние адреса реально используемых БИС оперативной памяти. Запись и считывание в эту область происходит по текущему содержанию указателя стека SP.

Такое использование оперативной памяти организует доступ к ячейкам памяти при записи и считывании только по очереди. Реа­лизуется принцип: первым вошел при записи, последним вый­дешь при считывании. Это программно более компактно, а при выполнении программы реализуется с большим быстродействием.

Каждая команда характеризуется: кодом команды — 1 байт (первый байт двух- или трехбайтных команд), общим количеством байт в команде, мнемоническим описанием команды, являющим­ся ее названием, описанием выполняемых по этой команде дей­ствий, влиянием на флаги и количеством тактов выполнения ко­манды. При выполнении команды ее код, полученный микропро­цессором по магистрали данных, устанавливается на входе пер­вичного управляющего автомата. По тактам с частотой 2 МГц этот автомат выдает сигналы, управляющие всеми операциями в мик­ропроцессоре. При этом выполняются действия, определенные этой командой.

Схема электрическая принципиальная микропроцессорной системы на основе комплекта БИС КР580 в конфигурации, соот­ветствующей поставленной в задании задаче управления, пред­ставлена на рис. 20.

БИС ГФ24 - генератор, ВМ80 - микропроцессор, ВК38 - сис­темный контроллер образуют процессор управляющей системы. Реальные возможности такого процессора шире требуемых для выполнения задания, поэтому есть неиспользуемые выводы этих БИС. Они на схеме не указаны.

В условных обозначениях всех микросхем не указаны номера выводов.

Память в системе образуется двумя БИС. Постоянная память для записи программ выполнена на БИС КР556РТ17 — ППЗУ с пережигаемыми перемычками, организация 512x8. Оперативная память для записи и считывания промежуточных данных выпол­нена на БИС КР535РУ8 - ОЗУ с организацией 1Кх8. Для ее акти­визации в качестве сигнала ВМ используется бит адресного сигна­ла А9.

RLC

RAL

RRC

RAR

Рис. 21

Для ввода и вывода данных из микропроцессорной системы используется БИС ВВ55 — интерфейс ввода-вывода. После вклю­чения напряжения питания по сигналу СБР все внутренние регис­тры этой БИС обнуляются. Для начала работы по передаче данных ее каналы А, В и С, обладающие свойствами двунаправленных ре­гистров, необходимо настроить на направление передачи. Занесе­ние в РУС — регистр управляющего слова (порт 03) слова данных 98Я настраивают канал А (порт 00) на ввод, канал В (порт 01) на вывод, младшие четыре бита канала С (порт 02) на вывод, стар­шие — на ввод.

При обращении к ВВ55 по адресному сигналу и соответствую­щим сигналам ЧТВВ или ЗПВВ она активизируется сигналом ВМ, образуемым их конъюнкцией.

В качестве регистра прерывания использован регистр ИР82. На его входе, как указано на рис. 21, образован код команды RST4. В каждом конкретном случае составления программы необходимо выбрать наиболее подходящую команду RSTN и в схеме указать образование ее кода.

Внешний сигнал начальной установки воспринимается как СБРВ — входной сброс, поступающий на генератор. В микропро­цессор он попадает синхронизированным с тактовыми сигналами.

Таблица кодирования ППЗУ — это перечень полученных в ре­зультате трансляции байтов команд с указанием адресов, по кото­рым они располагаются.

Таблица формируется по строкам, указывающим адрес перво­го в строке байта, затем самих байтов, которых в строке 16. Эти ад­реса, так же как и байты, выражаются числами в шестнадцатеричной системе счета: 0000, 0010, 0020, 0030 и т.д.

Объем программы в байтах указывается десятичным числом.

8. КОМАНДЫ МИКРОПРОЦЕССОРА КР580ВМ80

При описании команд используются обозначения (табл. 3):

N(**) — порт ввода или вывода, фактически адресный сигнал, 1 байт;

D8 — операнд двухбайтной команды, записывается програм­мирующим как некоторое число, 1 байт;

D16 — операнд трехбайтной команды, записывается програм­мирующим;

D8CT — старший байт;

D8MJI — младший байт;

ADR — адрес в составе трехбайтной команды, 2 байта;

R — регистр;

RP — регистровая пара ВС, DE, HL;

PSW — слово состояния, фактически регистровая пара AF;

M(RP) — ячейка памяти микропроцессорной системы, адрес которой находится в RP.

Таблица 3

ОПИСАНИЕ КОМАНД















Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
10,4 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6430
Авторов
на СтудИзбе
306
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее