Введение в микропроцессоры. Конспект лекций по курсу "Микропроцессорные устройства", страница 7

2.3. Структурная схема МП М1821ВМ85А

Структурная схема МП приведена на рис. 2.2. МП содержит: АЛУ, аккумулятор, регистр признаков, регистр команд, дешифратор команд и шифратор машинных  циклов, блок регистров, буфер адреса, буфер адреса/данных, блок синхронизации и управления, блок управления прерываниями, блок последовательного ввода/вывода. Функциональное назначение этих блоков следующее.

АЛУ выполняет все арифметические, логические операции и операции сдвига, которые предусмотрены системой команд (см. п. 2.8).

Аккумулятор, программно доступный регистр данных, взаимодействующий с блоком регистров и другими функциональными узлами МП, например, АЛУ. Предназначен для хранения результатов операций АЛУ или данных при вводе/выводе (см. п. 2.8.9) и обмене с другими функциональными узлами МП (см. п. 2.8.12). Отметим, что при выполнении двухместных арифметических и логических операций один из операндов всегда находится в аккумуляторе. Второй операнд может находиться в РОН или в памяти.

Регистр временного хранения - вспомогательный регистр, который используется при выполнении некоторых команд только в течение времени исполнения этих команд. Программно не доступен.

Регистр признаков - программно доступный регистр, предназначенный для внутренней фиксации (хранения) дополнительных характеристик результатов операций  АЛУ. В регистр входят триггеры семи признаков: знака - S (Sign), переноса - CY (Carry), вспомогательного переноса - AC (Axuilery  Carry), нуля - Z (Zero), четности - P (Parity), переполнения - V (oVerflow) и вспомогательного знака - AC (Auxilery Sign).

Регистр команд предназначен для хранения кода операции считанной команды для последующей дешифрации и шифрации машинных циклов.

Дешифратор команд и шифратор машинных циклов (выполнен на ²жесткой логике², что отражено одним из классификационных признаков этого МП, см. п. 1.3) осуществляет дешифрацию кода операции команды, находящегося в регистре команд, и установку (шифрацию) счетчиков машинных циклов в блоке синхронизации и управления.

Блок регистров содержит:

· блок РОН, состоящий из программно доступных регистров A, B, C, D, E, H, L;

· регистров W, Z (программно не доступны);

· 16-битного программно доступного регистра указателя стека - SP;

· 16-ти битного программно доступного программного счетчика - РС;

· 16-ти битного регистра адреса со схемой инкремента/декремента.

Каждый из шести РОН можно использовать для хранения данных независимо от оставшихся. Кроме этого, регистры В и С, D и Е, H и L можно объединять в 16-ти битные регистры данных и указателей (адресов).

Регистры W, Z используются для промежуточного хранения адреса при выполнении команд перехода к подпрограммам (см. п. 2.8.7), команд возвратов (см. п. 2.8.8) и команд ветвления (см. п. 2.8.7).

Указатель стека SP предназначен для хранения адреса ячейки памяти стека, к которой было произведено последнее обращение.

Программный счетчик РС предназначен для хранения адреса следующей выполняемой команды программы.

Регистр адреса позволяет инкрементировать (увеличивать на один) и декрементировать (уменьшать на один) текущий адрес данного. Инкрементирование адреса МП обычно производит при чтении команды или двухбайтных данных, а декрементирование - при записи данного в стек.

Буфер старших разрядов адреса представляет собой выходной формирователь (усилитель мощности для увеличения нагрузочной способности шины А15...А8) сигналов с тремя состояниями. В третье состояние буфер переходит во время действия сигналов RESET#, HOLD или команды HLT (см. пп. 2.6, 2.7, 2.8.12).