Ознакомление с работой на учебной микро-ЭВМ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Ознакомление с работой на учебной микро-ЭВМ.

 

Цель работы: ознакомление со структурой учебной микро-ЭВМ, картой памяти, органами управления и режимами работы.

Краткие сведения из теории.

Структура учебной микро-ЭВМ.

На рис. 1 приведена структура микро-ЭВМ, где показаны её отдельные блоки.

 

 

Схема состоит из блока центрального процессора со схемой тактового питания СхТП; формирователей магистралей данных ФМД, управления ФМУ, адреса ФМА микро-ЭВМ с магистралями: 8-разрядной МД для двунаправленного обмена данными между отдельными узлами микро-ЭВМ; 16-разрядной однонаправленной МА, управляемой МП БИС и используемой для адресации к памяти и отдельным узлам микро-ЭВМ; 5-разрядной однонаправленной магистрали управления МУ, управляемой МП БИС и служащей для определения режима работы микро-ЭВМ при выполнении каждого машинного цикла; блока памяти (БП), включающего в себя ОЗУ емкостью 1К байт и ПЗУ емкостью 2К байт; регистров ввода РгВв с переключателями П и вывода РгВыв с индикацией состояний светодиодами; схемы выдачи кода прерывания СхВКПР; клавиатуры управления и ввода данных К, состоящей из 9 клавиш управления, переключателя начальной установки микро-ЭВМ и 16 клавиш для введения шестнадцатеричных кодов чисел. Для ввода информации в микро-ЭВМ клавиатура имеет регистр чтения клавиатуры РгЧК; 6-разрядный восьмисегментный дисплей Д, четыре разряда которого служат для отображения кода адреса в шестнадцатеричной системе счисления, а два - для отображения данных. Для вывода информации дисплей Д имеет два регистра: регистр сегментов дисплея РгСг и регистр сканирования РгСк и схемы выдачи звукового сигнала СхВЗС.

Магистрали микро-ЭВМ, а также входной и выходной регистры имеют светодиоды ИС, указывающие их состояние.

Адресация в учебной микро-ЭВМ.

В микро-ЭВМ реализована адресация с помощью карты памяти: каждому физическому устройству макета ставится в соответствие адрес, и обращение к нему при таком типе адресации аналогично обращению к ячейке памяти с использованием всего набора команд МП БИС. На рис.2 приведена карта памяти микро-ЭВМ, из которой видно, что первые 2К байт адресов составляет ПЗУ, в котором записаны управляющие и демонстрационные программы; адреса с 080016 по 0ВFF16-ОЗУ (в дальнейшем адреса будем приводить только в шестнадцатеричной системе), адрес 0ВВ0 - начальный адрес стека, а адреса с 0ВВ1 по 0BFF задействуются для временной записи данных во внутренних регистрах МП БИС при работе управляющей программы. Адрес 0800 является также начальным адресом ОЗУ, куда могут записываться исследуемые программы пользователя. Большинство из приведенных в лабораторных работах программ начинаются с адреса 0800 и могут быть без изменения адресов исследованы на данном макете. Следует отметить, что область ОЗУ с адреса 0АFF в учебной микро-ЭВМ схемотехнически защищена от случайной записи во время выполнения программ пользователя. Для записи данных при выполнении программ необходимо использовать область ОЗУ с адреса 0В00 по адрес 0ВВ0.

Такая адресация позволяет легко осуществить дешифрацию устройств на основе простого 3-разрядного дешифратора. Идея дешифрации ясна из рис.2, на котором представлены также состояния старших восьми разрядов кода адреса, по которым осуществляется адресация к устройствам микро-ЭВМ. Как видно из рисунка, для дешифрации устройств можно использовать лишь 11,12 и 13-й разряды адресной магистрали. Любая из восьми комбинаций состояний этих разрядов однозначно определяет вид устройства, с которым будет работать МП БИС на каждом машинном цикле.

Директивы монитора.

Директивы монитора выполняются при нажатии соответствующей клавиши. Директивы можно разбить на две группы:

1. Исследование и изменение содержимого ЗУ и регистров МП БИС на момент останова.

ОтА: отыскание адреса. Директива предназначена для выбора адреса. Она требует ввода четырех цифр, после чего автоматически выводит содержимое выбранного адреса. Последовательный просмотр ячеек осуществляется с помощью клавиш Ум и ЗпУв. Исправление ошибок при вводе адреса выполняется нажатием клавиши ОтА и повторным набором адреса.

ЗпУв: запись/увеличить. Интерпретация директивы зависит от того, в каком режиме она была использована. Директива может применяться для просмотра содержимого регистров или ячеек памяти (в сторону увеличения их адреса), а также записи данных.

Ум: уменьшить. Директива служит для просмотра содержимого регистров или ячеек памяти в сторону уменьшения их адреса.

ПрСч: программный счетчик. Директива позволяет вывести на дисплей адрес, записанный в регистре РС МП БИС на момент останова, и содержимое этого (РС) регистра. Используется для возврата в точку останова при необходимости продолжения выполнения программы после исследования или корректировки содержимого памяти, регистров и т. п.

ОтРг: отыскание регистра. Директива дает возможность просмотреть содержимое регистров МП БИС на момент останова. При получении этой команды сначала выводятся символ и содержимое регистра А. Просмотр остальных регистров осуществляется нажатием на клавишу ЗпУв или Ум. В первом случае регистры выводятся в такой последовательности: А, FL, B, C, D, E, H, L, а также SPH, SPL, PCH, PCL (где H и L - обозначение соответственно старшего и младшего байтов SP и PC). Во втором случае порядок ввода обратный.

Нажатие любой клавиши шестнадцатеричных цифр при выведенном на дисплей содержимом ячейки памяти или регистра переводит монитор в режим ввода данных. Для индикации этого режима включается десятичная точка правого знакоместа дисплея. Для записи данных после их набора используется клавиша ЗпУв, которая одновременно увеличивает адрес или указывает на следующий регистр. Клавиша Ум записи не производит и действует как обычно. При ее нажатии режим ввода снимается. Следует отметить, что в режиме ввода данных можно набирать любое количество цифр. Однако на дисплее индицируются и записываются при нажатии на клавишу ЗпУв лишь две последние цифры, что позволяет легко исправлять ошибки. В случае ввода одной цифры она автоматически дополняется нулем слева.

2. Выполнение программ пользователя.

Запуск программ осуществляется с адреса, указанного на дисплее. Поэтому перед подачей директив этой группы необходимо ввести адрес, пользуясь командами ОтА или ПрСч. Следует отметить, что перед началом выполнения первой команды программы монитор загрузит все регистры МП БИС из области хранения содержимого регистров на момент останова (кроме РС, в который загружается введенный адрес). Это позволяет выполнять программы по частям, используя поочередно различные пошаговые режимы или обычную работу МП БИС, что, в свою очередь, дает возможность исследовать процесс обработки информации, наблюдая за содержимым ОЗУ и регистров МП БИС, состоянием магистралей. Кроме того, монитор включает защиту от записи в первую половину ОЗУ.

П: пуск. Директива производит запуск программы в реальном масштабе времени.

ШЦ: шаг цикла. Директива включает режим выполнения программ по машинным циклам. После установки этого режима сигнал, формируемый клавишей ШЦ, используется блоком управления микро-ЭВМ для организации выполнения очередного машинного цикла.

Для возврата в монитор из этих режимов служит клавиша Ст, которая формирует внутреннее прерывание. Кроме того, в случае выполнения программы в реальном масштабе времени применяется команда RST 1. Эту команду можно использовать также и для организации точек останова в исследуемой программе. Для этого ее ставят между командами или вместо команды в интересующем месте. В первом случае команды RST 1 заменяют командами NOP после отладки программы. Во втором случае замена выполняется сразу после останова в точке останова для возможности дальнейшего выполнения программы.

Внутреннее прерывание и команда RST 1 приводят к останову программы пользователя, передаче управления на монитор, сохранению состояния всех регистров МП БИС на момент останова и автоматическому выполнению директивы ПрСч, после чего на дисплее будет отображаться адрес ячейки ЗУ со следующей командой (т. е. значение РС МП БИС) и его содержимое.

ШК: шаг команды. С помощью этой директивы осуществляется покомандное выполнение программы. При нажатии на эту клавишу выполняется одна команда программы пользователя (т.е. команда, код которой был представлен на дисплее). Затем производиться автоматический возврат в монитор по внутреннему прерыванию и выполнение директивы ПрСч.

Так как монитор не имеет директив для ввода-вывода информации с магнитофона, для выполнения этих операций используются специальные программы.

Кроме описанных режимов работы монитор позволяет обнаруживать некоторые ошибки пользователя, выдавать сообщение о них и звуковой сигнал. Например, идентифицируются попытки записи данных не в ОЗУ, неправильные последовательности директив, ошибки программ пользователя, приводящие к запуску начальной установки монитора, и т. п.

Процессы, происходящие при включении и начальной установке микро-ЭВМ.

После включения учебной микро-ЭВМ или нажатия клавиши начальной установки “R” содержимое программного счетчика МП БИС обнуляется и выполнение программы начинается с нулевой ячейки памяти, где записаны программы тестов всех узлов микро-ЭВМ.

После выполнения тестов производится начальная установка всех внутренних программно-доступных регистров МП БИС. Она состоит в том, что в программный счетчик (РС) записывается число 0800H (первый адрес ОЗУ), в указатель стека - число 0BB0H, а остальные регистры МП БИС обнуляются.

Задания для домашней подготовки.

1. Ознакомьтесь с описанием учебной микро-ЭВМ.

2. Ознакомьтесь с типовой минимальной структурой микро-ЭВМ, методами организации магистралей, подключения памяти и внешних устройств к магистралям.

3. Изучите алгоритм работы управляющей программы и возможные режимы работы по рис. 3.

4. Изучите внутренние регистры МП БИС КР580ВМ80 и временные диаграммы выполнения команд.

Задания к лабораторной работе.

Задание 1. Исследовать порядок включения микро-ЭВМ.

Порядок выполнения задания следующий:

· Закрепить стенд СЛ-1 на блоке питания.

· Подключить стенд СЛ-1 к блоку питания с помощью кабеля соединительного.

· Установить в стенд СЛ-1 модуль УМПК-80/ВМ (плату микро-ЭВМ).

· На плате микро-ЭВМ установить переключатели в следующие положения:

а) в группе из четырех переключателей (SA3 “Защита”, SA13 “Внешний HRQ”, SA14 “Внешний RDY” и SA15 “Внешний IRQ “) - все переключатели - в верхнее положение;

б) в группе из двух правых переключателей (SA2 “ЗУ”) - оба переключателя (они соединены параллельно) - в нижнее положение.

в) в группе из двух левых переключателей (SA1 “КП” и SA4 “УВВ”) - переключатель SA4 в нижнее, а переключатель SA1 - в верхнее положение.

г) группу из восьми переключателей (SA5 - SA12) оставить в произвольном состоянии.

· Подключить шнур питания к сети.

· Включить тумблер СЕТЬ на блоке питания. В результате выполнения тестовых программ светодиоды выходного регистра и сегменты дисплея будут включены на время, равное 2 секунды, после чего микро-ЭВМ подает звуковой сигнал и выводит на дисплей сообщение НАЧАЛО. Находясь в этом режиме, микро-ЭВМ реагирует на нажатие клавиш управления. Вызов возможных режимов работы из этого состояния микро-ЭВМ определяется алгоритмом, приведенным на рис. 3.

· Из любого места управляющей программы можно вернуть микро-ЭВМ к начальному состоянию нажатием на клавишу “R ”. В этом случае микро-ЭВМ начинает выполнять управляющую программу с нулевой ячейки памяти. В результате еёвыполнения все ячейки ОЗУ будут обнулены, и, следовательно, будет стерта вся программа пользователя, записанная ранее в ОЗУ.

· Нажать на клавишу “R” и убедиться, что тестовые программы проходят заново.

Задание 2. Исследовать содержимое памяти.

Порядок выполнения задания следующий:

· Нажать на клавишу “ОтА”, при этом на дисплее появиться сообщение начала выполнения режима отыскания адреса (включены нижние сегменты дисплея).

· Последовательно нажать на клавиши “0”, “8”,”0”,”0”. Убедиться при этом, что каждая цифра будет записана в младший разряд адресного дисплея и произойдет одновременный сдвиг всех знаков на адресном дисплее на один разряд влево. При введении четвертой цифры с клавиатуры микро-ЭВМ выведет на дисплей число, записанное по этому адресу (рис. 3). На дисплее на месте данных (дисплей данного) появится число 00H. В случае ошибки при введении кода адреса следует нажать на клавишу “ОтА” и повторить ввод.

· Нажать на клавишу “ЗпУв”. В этом режиме микро-ЭВМ увеличит на единицу адрес на адресном дисплее и выведет его содержимое на дисплей. Последовательно нажимая на клавишу “ЗпУв” несколько раз, проверить содержимое адресов ОЗУ, оно должно быть равно нулю.

· Нажать на клавишу “ОтА” и ввести код 0000H (первый адрес ПЗУ). На дисплее данного появится код 26H. Последовательно нажимая на клавишу “ЗпУв”, просмотреть содержимое нескольких ячеек ПЗУ.

· Убедиться, что содержимое памяти можно просмотреть с помощью последовательного нажатия на клавишу “Ум”.

Таким образом, использование этого режима позволяет проверить содержимое всех ячеек памяти микро-ЭВМ.

Задание 3. Записать числа в память микро-ЭВМ.

Порядок выполнения задания следующий:

· Включить тумблер СЕТЬ (или при включенной ранее микро-ЭВМ нажать на клавишу “R”).

· Нажать на клавишу “ОтА” и после этого набрать адрес 0800H. На дисплее данного после введения адреса появиться его содержимое 00H.

· Нажать на клавишу “1”. Микро-ЭВМ вводит значение цифры нажатой клавиши в младший разряд дисплея данного, при этом в этом разряде дисплея появляется десятичная точка. Она свидетельствует о том, что микро-ЭВМ находится в режиме ввода данных и число, представленное на дисплее данного, не является истинным содержимым адреса памяти, представленного на адресном дисплее.

· Нажать на клавишу “2”. Убедиться при этом, что цифра “1” младшего разряда дисплея переместилась на старший разряд дисплея данного, а цифра “2” - на её место (десятичная точка осталась на младшем разряде). Проверить, что последующие нажатия на цифровые клавиши приводят к вводу цифры нажатой клавиши в младший разряд дисплея данного и смещению в старший разряд предыдущей нажатой клавиши.

· Записать нажатием на клавишу “ЗпУв” число, представленное на дисплее по адресу 0800H. При этом на дисплее появятся адрес 0801H и его содержимое (00H), а десятичная точка погаснет, показывая, что данные введены и микро-ЭВМ вышла из режима ввода данных.

· Записать любое число на дисплей данного при наличии на дисплее адреса 0801Н.

· Нажать на клавишу “Ум”. На адресном дисплее появится адрес 0800Н с его содержимым. Убедиться при этом, что число было записано по этому адресу. Отсутствие десятичной точки в младшем разряде дисплея свидетельствует о том, что это число микроЭВМ извлекла из памяти.

· Нажать на клавишу “ЗпУв” и проверить содержимое адреса 0801Н. Убедиться при этом, что число, записанное на дисплее данного, не было записано в память при нажатии на клавишу “Ум”.

· Осуществить вывод на дисплей содержимого адреса 0000Н (ПЗУ). На дисплее будет 26Н. Записать по этому адресу на дисплее любое другое число. Убедиться, что при нажатии на клавишу “ЗпУв” запись данных в ПЗУ невозможна, и при этом микро-ЭВМ определяет это действие как ошибку, формирует звуковой сигнал, не увеличивает адрес и выводит на дисплей истинное число, записанное в ПЗУ.

Примечание. При выполнении данного задания показана методика ввода и проверки правильности ввода программ в микро-ЭВМ с помощью клавиш “ОтА”, “ЗпУв”, “Ум”.

Задание 4. Записать числа в программно доступные регистры МП БИС.

Порядок выполнения задания следующий:

· Включить микро-ЭВМ. После вывода на дисплей сообщения “НАЧАЛО” нажать на клавишу “ОтРг”. На дисплей будет выведено содержимое аккумулятора (А) МП БИС. Многократно нажимая на клавишу “ЗпУв”, проверить последовательность вывода содержимого внутренних регистров МП БИС на дисплей.

· Изменить число, записанное в регистре, при наличии на дисплее информации о его содержимом, с помощью цифровых клавиш клавиатуры. Нажать на клавишу “ЗпУв”.

· Нажать на клавишу “Ум” и убедиться при этом в правильности записи числа в регистр.

Задание 5. Осуществить пуск выполнения программы.

Порядок выполнения задания следующий:

· Вывести для осуществления пуска программы с любого адреса памяти этот адрес на дисплей. Пуск программы производится нажатием на клавишу “П” (пуск), при этом в программный счетчик (РС) МП БИС записывается адрес, указанный на дисплее, и выполнение программы начинается с этого адреса. Записать на дисплей адрес 05В0Н, являющийся началом музыкальной программы, записанной в ПЗУ.

· Нажать на клавишу “П”, при этом микро-ЭВМ исполнит мелодию по нотам, записанным в ПЗУ.

· Убедиться, что выполнение программы может быть остановлено нажатием на клавишу “Ст”. Для этого повторить пуск музыкальной программы заново и при выполнении программы нажать на клавишу “Ст”. При останове программы на дисплей будет выводиться адрес, записанный в программном счетчике, и его содержимое на момент останова (рис. 3). При останове программы проверить возможность осуществления режима вывода на дисплей содержимого регистров МП БИС на момент останова (рис. 3), для чего: нажать на клавишу “ОтРг”, при этом на дисплее появится содержимое аккумулятора МП БИС. Последовательным нажатием на клавишу “ЗпУв” проверить вывод на дисплей содержимого регистров МП БИС.

· Нажатием на клавишу “ПрСч” вывести на дисплей адрес памяти, на котором было прервано выполнение программы. Нажать на клавишу “П” (пуск) и продолжить выполнение программы.

 

Таблица 1.

Клавиша	Обозначение клавиши	Название клавиши
SB1	R	Начальная установка
SB10	ПрСч	Программный счетчик
SB11	ОтРг	Отыскание регистра
SB18	ОтА	Отыскание адреса
SB12	ЗпУв	Запись; Увеличить
SB19	Ум	Уменьшить
SB3	П	Пуск
SB2	ШК	Шаг команды
SB26	ШЦ	Шаг цикла
SB25	Ст	Стоп
SB4	0
SB5	1
SB13	2
SB20	3
SB6	4
SB14	5
SB21	6
SB7	7	Шестнадцатеричные цифры
SB15	8
SB22	9
SB8	A
SB16	B
SB23	C
SB9	D
SB17	E
SB24	F

Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Структурную схему учебной микро-ЭВМ.

2. Карту памяти.

3. Информацию о содержимом внутренних программно-доступных регистров МП БИС после программы начальной установки микро-ЭВМ.

Задание для самопроверки.

1. Изобразите структуру учебной микро-ЭВМ.

2. Укажите функциональные части на принципиальной схеме учебной микро-ЭВМ.

3. Что такое карта памяти микро-ЭВМ?

4. Какие адреса памяти микро-ЭВМ относятся к ОЗУ и ПЗУ?

5. Расскажите о возможных режимах работы микро-ЭВМ.

6. Как записать числа в программно-доступные регистры МП БИС или память микро-ЭВМ?

7. Что происходит в микро-ЭВМ при попытке записи данных в ПЗУ?

8. Какие узлы поверяются в микро-ЭВМ в процессе выполнения тестов при её включении или нажатии на клавишу R?

9. Укажите возможные изменения режимов работы микро-ЭВМ, находящейся при выполнении программы по командам.

10. Опишите функции каждой клавиши управления на клавиатуре.

11. Укажите, какие значения записываются в регистры МП БИС и ОЗУ в процессе выполнения программы начальной установки микро-ЭВМ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Таблица 1

Число, записанное по адресу 0В00		Команда, записанная по адресу 0803		Число, записанное по адресу 0В01

 

6. Видоизмените и запишите программу П.2 так, чтобы при её выполнении исследуемое число первоначально записывалось по адресу 0В00.

7. Разработайте программы:

а) увеличения на 5 числа, записанного по адресу 0В00, и записи результата по адресу 0В01 (программа П.3);

б) сложения чисел, записанных по адресам 0В00 и 0ВА0, и записи результата по адресу 0В01 (программа П.4);

в) сравнения чисел в адресах 0В00 и 0В01 и записи большего из них в регистр В (программа П.5).

Задания к лабораторной работе.

Задание 1. Исследовать программу П.1.

Порядок выполнения задания:

8. Ввести в микро-ЭВМ программу П.1.

9. Записать по адресу 0В00 исследуемое число.

10. Осуществить пуск программы П.1 с адреса 0В00. Проверить результат выполнения программы путём исследования числа, записанного по адресу 0В01.

11. Исследовать процесс выполнения программы по командам. После выполнения каждой команды проанализировать содержание всех программно -доступных регистров МП БИС.

12. Исследовать процесс выполнения команд в программе П.1 по машинным циклам. Обратить внимание на последовательность передачи и преобразования информации в микро-ЭВМ при выполнении каждой команды. Представить временные диаграммы процесса выполнения любой одно- и трёхбайтной команды в программе.

13. Заменяя в программе П.2 команду CMA на команды INR A (3C), DCR A (3D), ADD A (87), FNF A (A7), ORA A (B7), CMP A (BF), DAA (27), исследовать результат выполнения указанных команд по числу, записанному по адресу 0В01. Проверить табл.П.1, заполненную при выполнении домашнего задания.

 

Задание 2. Исследовать программу П.2.

 

Порядок выполнения задания:

14. Ввести в микро-ЭВМ программу П.2.

15. Записать по адресу 0В00 исследуемое число.

16. Осуществить пуск программы с адреса 0800. Проверить результат выполнения программы по числу, записанному по адресу 0В01.

17. Исследовать процесс выполнения команды MOV A,M по машинным циклам.

18. Ввести и исследовать выполнение микро-ЭВМ видоизмененной программы П.2, позволяющей первоначально записывать исследуемое число по адресу 0В00.

 

Задание 3. Исследовать программу П.3.

Порядок выполнения задания:

1. Ввести в микро-ЭВМ программу П.3, разработанную при домашней подготовке.

2. Осуществить пуск программы П.3 и проверить результат её выполнения по числу, записанному по адресу 0В01 при числах 05, FE, записанных по адресу 0В00.

Задание 4. Исследовать программу П.4.

Порядок выполнения задания:

1. Ввести в микро-ЭВМ программу П.4, разработанную при домашней подготовке.

2. Проверить результат выполнения программы по числу, записанному по адресу 0В01, последовательно записывая по адресам 0В00 и 0ВА0 соответственно числа 0В и В0, FE и B5 и осуществляя пуск программы. Видоизменить и исследовать программу П.4 для случая, когда сумма двух чисел будет превышать восьмиразрядное число.

Задание 5. Исследовать программу П.5.

Порядок выполнения задания:

1. Ввести в микро-ЭВМ программу П.5, разработанную при домашней подготовке.

2. Записать по адресам 0В00 и 0В01 исследуемые числа.

3. Осуществить пуск программы П.5. Проверить результат её выполнения по числу, записанному в регистре В.

Работа на учебной микро-ЭВМ.

При выполнении лабораторной работы на учебной микро-ЭВМ следует иметь в виду, что:

1. Ввод исследуемой программы осуществляется путем её последовательной записи в ячейки памяти. Для записи числа по адресу используются клавиши ОТА, ЗпУВ и цифровые клавиши на клавиатуре.

2. Пуск программы осуществляется нажатием на клавишу П.

3. Выполнение программы по командам осуществляется нажатием на клавишу ШК. После выполнения каждой команды микро-ЭВМ позволяет выводить на дисплей содержание программно -доступных регистров МП БИС с помощью клавиш ОТРг и ЗпУВ.

4. Выполнение программы по машинным циклам осуществляется последовательным нажатием на клавишу ШМЦ, при этом информация на дисплей микро-ЭВМ не выводится, а отображается лишь на светодиодах магистралей. Окончание режима производится нажатием на клавишу СТ, при этом на дисплей выводится адрес текущей программы, выполняемой микро-ЭВМ на момент выхода из режима выполнения команды по машинным циклам.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Заполненную табл.П.1 для случаев выполнения программы П.1 при использовании команд, представленных в п.4 задания для домашней подготовки.

2. Временные диаграммы выполнения любой произвольно выбранной одно- и трёхбайтной команды в программе П.1.

3. Временную диаграмму выполнения микро-ЭВМ команды MOV A,M в программе П.2.

4. Видоизменённую программу П.2, записанную в машинных кодах, позволяющую первоначально записывать исследуемое число по адресу 0В00.

5. Разработанные в процессе домашней подготовки программы П.3, П.4 и П.5, записанные в машинных кодах; результаты исследований работы программы по 3, 4, 5 заданий.

Задание для самопроверки.

1. За сколько машинных тактов выполняется каждая команда в программах П.1 и П.2?

2. Укажите различия в способах адресации, используемых в микро-ЭВМ, построенной на основе МПК серии К580.

3. Укажите все возможные способы адресации, используемые при составлении программы по п.7а задания для домашней подготовки.

4. При выполнении каких команд, приведенных в п.4 задания для домашней подготовки, задействуются разряды регистра состояния МП БИС?

5. Сформулируйте правила выполнения МП БИС команд, приведенных в п.4 задания для домашней подготовки.

6. Изобразите временные диаграммы процесса выполнения микро-ЭВМ следующих команд: LDA <A2> <A1>, CMA, SТA<A2> <A1>, MOV M, A, MOV A,M;  INR M.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Таблица 3.2.

Мнемо-код	Машин-ный код	Число в аккумуляторе	Маска	Комментарий	Результат в аккумуляторе
ANI<D1>	E6<D1>	00111010 11111111 00000000 10101010 11110000 00001111 00100010	10101100 00100010 00100010 00100010 11111111 11111111 00000000	Логическое умножение содержимого аккумулятор с байтом D1	00101000 00100010 00000000 00100010 11110000 00001111 00000000
ORI<D1>	F6<D1>	00111010 00001111 11110000	10101100 00001111 00001111	Логическое сложение содержимого аккумулятора с байтом D1	10111110 00001111 11111111
XRI<D1>	EF<D1>	00111010 00001111 11110000	10101100 00001111 00001111	Логическое “исключающее ИЛИ” содержимого аккумулятора с байтом D1	10010110 00000000 11111111

Проведение логических операций возможно также с содержимым аккумулятора и внутренними регистрами МП БИС. В этом случае команды — однобайтные. При выполнении всех логических команд задействуются разряды Z, S, P, AC регистра признаков (в разряд С записывается 0). Это позволяет проверять состояние любого разряда числа и выполнять условные переходы в программах. Программа маскирования отдельных разрядов числа (программа П.7), записанного во входном устройстве, приведена ниже. Программа помещает результат маскирования в выходное устройство.

ПРОГРАММА П.7

Адрес	Код	Метка	Мнемокод	Комментарий
0800	DB 05	CNT	IN 05	;получить число из ;входного устройства
0802	Е6 20		ANI 20	;выполнить логическую ;операцию
0804	D3 05		OUT 05	;записать результат в ;выходное устройство
0807	C3 0008		JMP CNT	;продолжать

 

Условные переходы организуются в программах с помощью команд условных переходов.

 При выполнении этих команд МП БИС проверяет состояние соответствующего разряда регистра состояния. Если при проверке состояния разряда регистра состояния условие не подтверждается, то выполняется следующая по порядку команда программы. Все команды условных переходов — трехбайтные: первый байт не содержит код команды, второй и третий байты — адрес передач управления. Таким образом, команды условных переходов позволяют строить ветвящиеся алгоритмы и в зависимости от текущего значения результата выполнения программы переходить на различные участки программы.

Ниже приведена программа (программа П.8) для определения 1 в пятом разряде числа, записанного во входном устройстве. Программа использует маскирование числа и условный переход.

ПРОГРАММА П.8

Адрес	Код	Метка	Мнемокод	Комментарий
0800	DB 05	WAIT	IN 05	;получить число из входного ;устройства
0802	E6 20		ANI 20	;проверить состояние пятого ;разряда числа
0804	CA 0008		IZ WAIT	;идти на WAIT, если в пятом ;разряде был 0 (Z=0)

 

В представленных ранее программах имел место лишь один цикл, в котором работала микро-ЭВМ. Программа ожидания появления 1 во втором и пятом разрядах числа, записанного во входном устройстве (программаП.9), содержит два цикла.

ПРОГРАММА П.9

Адрес	Код	Метка	Мнемокод	Комментарий
0800	DB 05	WAIT 1	IN 05	;получить число из входного ;устройства
0802	E6 04		ANI 00000100	;выключен ли второй ;переключатель?
0804	CA 0008		JZ WAIT 1	;если нет, продолжить WAIT 1
0807	3E FF		MVI A, FF	;если да, зажечь светодиоды
Адрес	Код	Метка	Мнемокод	Комментарий
0809	D3 05		OUT 05	;выходного регистра
080B	DB 05	WAIT 2	IN 05	;получить число из ;входного устройства
080D	E6 20		ANI 00100000	;выключен ли пятый ;переключатель?
080F	CA 0B08		JZ WAIT 2	;если нет, продолжать ;WAIT 2
0812	3E 00		MVI A, 00	;если да, погасить ;светодиоды
0814	D3 05		OUT 05	;выходного регистра
0816	C3 0008		JMP WAIT 1	;повторить программу

Задания для домашней подготовки

1. Ознакомьтесь со схемой многорежимного буферного регистра и схемой программируемого устройства ввода-вывода информации в параллельном коде КР580ИК55.

2. Изучите способы организации обмена информацией между микро-ЭВМ и внешними устройствами. Рассмотрите схемы подключения устройств ввода-вывода данных при различных способах обмена.

3. Ознакомьтесь с командами ввода-вывода МП БИС КР580ИК80, а также временными диаграммами их выполнения.

4. Изобразите схемы подключения к микро-ЭВМ устройств ввода-вывода, используемых при проведении лабораторной работы.

5. Изучите группу логических команд и команд условной передачи управления.

6. Ознакомьтесь с разрядами регистра признаков МП БИС и правилами записи в них 1.

7. Ознакомьтесь с программами П.6, П.7, П.8, П.9.

8. Самостоятельно разработайте программы:

а) включение светодиодов выходного устройства, если число, записанное во входном устройстве, больше 3;

б) включение светодиодов выходного устройства, если число, записанное во входном устройстве, больше 3, но меньше 8.

9. Видоизмените программу П.8 так, чтобы микро-ЭВМ реагировала на 0 в патом разделе при записанных 1 во всех остальных разрядах.

Задания к лабораторной работе

Задание 1. Исследовать программу П.6.

Порядок выполнения задания:

1. Ввести в микро-ЭВМ программу П.6. Осуществить пуск программы.

2. Убедиться, что при выполнении программы микро-ЭВМ постоянно переписывает данные со входного устройства в выходное. Для этого с помощью переключателей входного устройства изменить числа, записанные в нем. Информация о числах в устройствах ввода-вывода может отображаться светодиодами.

Задание 2. Исследовать программу П.7.

Порядок выполнения задания:

1. Ввести в микро-ЭВМ программу П.7. Осуществить пуск программы и исследовать результат ее выполнения по числу, записанному в выходное устройство.

2. Заменяя в программе П.7 двухбайтную команду ANI <D> на однобайтные ANA A, XRA A, ORA A, исследовать результат их выполнения по числу, записанному в выходном устройстве.

Задание 3. Исследовать программу П.8.

Порядок выполнения задания:

1. Ввести в микро-ЭВМ программу П.8. Осуществить пуск программы и убедиться, что при ее выполнении микро-ЭВМ реагирует лишь на те числа во входном устройстве, которые содержат 1 в пятом разряде. После окончания выполнения программы (выполнения в программе команды RST1) в разряде Z регистра состояния записана 1.

2. Исследовать видоизмененную программу П.8, позволяющую микро-ЭВМ реагировать на 0 в пятом разряде при записанных 1 во всех остальных разрядах.

Задание 4. Исследовать программу П.9.

Порядок выполнения программы:

1. Ввести в микро-ЭВМ программу П.9. Осуществить пуск программы и убедиться, что при наличии 1 лишь во втором разряде числа входного регистра светодиоды выходного регистра включены и микро-ЭВМ работает в цикле WAIT 2 ожидания появления единицы в пятом разряде числа.

2. Записать 0 во второй разряд входного устройства при включенных светодиодах входного устройства при включенных светодиодах входного устройства. Записать 1 в пятый разряд входного устройства и убедиться, что светодиоды выходного устройства выключаются, и микро-ЭВМ находится при выполнении цикла WAIT 1 программы.

3. Установить 1 одновременно во втором и пятом разрядах числа во входном устройстве и проверить, что микро-ЭВМ последовательно выполняет оба цикла (WAIT 1 и WAIT 2) программы.

 Задание 5. Исследовать программы, разработанные в п.8 задания для домашней подготовки.

Примечание: Программы, разработанные при выполнении п.8 задания для домашней подготовки, исследуйте самостоятельно.

Работа на учебной ЭВМ

В учебной микро-ЭВМ входные и выходные устройства выполнены по схемам, приведенным на рис.П.6, П.7. Адрес входного устройства — 05, а выходного — 05. Таким образом, все программы, приведенные в лабораторной работе, задания и порядок их выполнения могут быть без каких-либо изменений выполнены на учебной микро-ЭВМ.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Схемы подключения внешних устройств к микро-ЭВМ.

2.  Временные диаграммы процесса выполнения микро-ЭВМ команд ввода-вывода данных с внешних устройств.

3. Самостоятельно разработанные и исследованные в процессе выполнения лабораторной работы программы, указанные в п.8 задания для домашней подготовки.

4. Полный перечень команд передачи управления по условию для МП БИС КР580ИК80.

5. Полный перечень команд логических операций для МП БИС КР580ИК80.

Задание для самопроверки

1. С помощью каких команд микро-ЭВМ может осуществлять ввод-вывод информации?

2. За сколько машинных тактов осуществляется ввод-вывод данных по командам IN <A1>, OUT <A1>?

3. Приведите схемы подключения дешифраторов адреса и внешних устройств при организации обмена информацией с внешними устройствами с помощью различных команд.

4. Укажите достоинства и недостатки различных методов адресации к внешним устройствам.

5. При выполнении каких команд, приведенных в программе П.7, задействуются разряды регистра состояния МП БИС?

6. По каким условиям записывается 1 в каждый из разрядов ре