Виды машинных циклов. Слово состояния процессора. Слово состояния МП КР580ВМ80А. Ввод-вывод в режиме прерывания. Алгоритм обслуживания прерываний, страница 21

В настоящей главе будут рассмотрены структура микропроцессора, его временные диаграммы, способы адресации данных, список команд, реализация некоторых типовых функций и способы его программирования. Тесно связанные с понятием архитектуры вопросы сопряжения МП с другими компонентами МПУС будут рассмотрены в других главах. В качестве базового принят однокристальный микропроцессор КР580ВМ80А. Несмотря на то, что МП этого типа был разработан и запущен в производство в начале 70-х годов, он достаточно широко применяется и в настоящее время в качестве центрального процессора многих управляющих микроЭВМ (технологических процессов, информационно-измерительных систем, бытовых приборов и игровых автоматов) и ведомого процессора в сложных многопроцессорных управляющих системах (в контроллерах периферийных устройств). К тому же под этот МП разработано большое число вспомогательных ИС для формирования стандартных интерфейсов и сопряжения с различными внешними устройствами (микропроцессорный комплект КР580). Но главное – это то, что этот микропроцессор имеет сравнительно несложную архитектуру, что немаловажно для освоения основ микропроцессорной техники.

3.2. Структура микропроцессора

Структурная схема микропроцессора КР580ВМ80А приведена на рис.3.1. БИС микропроцессора составляют: 8-разрядное арифметическо-логическое устройство (АЛУ), аккумулятор, специальные регистры, регистры общего назначения (РОН), дешифратор кодов команд (ДШК), схема десятичной коррекции (СДК), устройство управления  и некоторые другие вспомогательные схемы. Рассмотрим назначение этих элементов.

3.2.1. Арифметическо-логическое устройство

Арифметическо-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения арифметических (у рассматриваемого МП - сложение и вычитание) и логических (логические И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, сдвиг) операций. Если текущая команда, выполняемая микропроцессором, требует выполнение одной из таких операций над двумя операндами, эти операнды подаются на два входа АЛУ. В рассматриваемом МП один операнд всегда находится в аккумуляторе, второй - в одном из регистров общего назначения или памяти, то есть самой командой должен быть адресован один из операндов (микроЭВМ, построенные на базе таких процессоров, называются одноадресными. МикроЭВМ, в командах которых должны быть указаны адреса обоих операндов - двухадресные). Затем по сигналам устройства управления АЛУ выполняет за данное действие. Результат операции с выхода АЛУ подается на внутреннюю шину данных и сохраняется в аккумуляторе А.

Схема десятичной коррекции СДК, связанная с АЛУ, позволяет представить двоичное число в виде числа в двоично-десятичном коде. В МП КР580ВМ80А в таком коде возможно представление только результата арифметического сложения.

3.2.2. Аккумулятор

Аккумулятор А – это главный регистр МП. Большинство арифметических и логических операций осуществляется с использованием аккумулятора – в нем хранится один из операндов, участвующих в операции, заданной очередной командой (он как бы является запоминающим устройством АЛУ). Результаты этих операций также помещаются в аккумулятор, при этом предыдущие данные, находившиеся в аккумуляторе, теряются (при необходимости их сохранения их нужно предварительно переслать в память или другой регистр). Во многих случаях аккумулятор используется для пересылки данных между микроЭВМ и внешними устройствами – данные сначала пересылаются из источника в аккумулятор, а затем из аккумулятора – в пункт назначения. Разрядность аккумулятора обычно равна длине слова МП. Бывают аккумуляторы двойной длины. Некоторые МП имеют несколько аккумуляторов.

Аккумулятор – самый универсальный регистр МП. Некоторые действия МП может производить непосредственно в нем – такие как очистка, принудительная установка в единичное состояние, сдвиг содержимого, его инвертирование. Данные в аккумулятор поступают с внутренней шины и могут им посылаться на эту шину.