Особенности функционирования микропроцессоров: Методическая разработка для проведения практического занятия

МИНИСТЕРСТВО  ОБОРОНЫ  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

Санкт-Петербургское высшее военное училище радиоэлектроники

(военный институт)

Кафедра № 8

 “ УТВЕРЖДАЮ”

НАЧАЛЬНИК   КАФЕДРЫ   № 8

ПОЛКОВНИК                         В. Пономарев

"______"   ___________     200_ г.

Методическая разработка

для проведения  практического занятия  № 13

по дисциплине   “ Цифровые устройства и микропроцессоры  “

Тема № 8	Особенности функционирования микропроцессоров
Занятие № 45	Анализ работы МП при выполнении команд

	Обсуждено  на  заседании предметно-методической комиссии. Протокол №__ от "      " __________ 200_г.

 

УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

1.   

2.  Помочь курсантам систематизировать, углубить и  закрепить теоретические знания курсантов, полученные на лекциях №21, №22.

3.  Обучить курсантов методам и приемам решения практических задач используемых в процессе анализа работы МП при выполнении команд.

4.  Развивать у курсантов навыки в разработке отчетной документации, самостоятельной практической работы при выполнении пунктов задания, в работе на ВТ, в пользовании справочными таблицами распечатки системы команд МП.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

Литература:

1.  Пятибратов А.П. и др. «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. »-М.: Финансы и статистика, 1998. с.122-139.

2.  Гилмор Ч. «Введение в микропроцессорную технику»: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984., с. 94-195.

3.  Вершинин О.Е. «Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов». - Л.: Энергоатомиздат. Отд-ние, 1986. с.122-126

4.  «Инструкция по работе с АИЛК «Микро-580».

5.  Распечатка системы команд МП.

Наглядные пособия:

1.  Слайды: "Структурная схема МП".

2.  Системные справочные материалы АИЛК "Микро-580".

Технические средства обучения:

1.  "Лектор-2000".

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ И РАСЧЁТ ВРЕМЕНИ:

Вводная часть (введение)	- 5 мин.
Проверка подготовки курсантов к занятию	- 10 мин
Основная часть (учебные вопросы ):	- 70 мин.
1. Анализ работы МП при выполнении команд пересылки данных.	- 20 мин.
2. Анализ работы МП при выполнении арифметических команд.	- 25 мин.
3. Анализ работы МП при выполнении логических команд.	- 25 мин.
Заключительная часть (заключение)	- 5 мин.

МЕТОДИЧЕСКИЕ  РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Общие организационно-методические рекомендации.

Практическое занятие проводится одним преподавателем в учебной аудитории (классе).

При проведении занятия главное внимание уделить привитию курсантам твердых практических навыков по разработке программ, содержащих команды пересылки данных, арифметические и логические команды, в машинных кодах МП и на языке  программирования "Ассемблер" с последующим анализом функционирования основных узлов и блоков МП при выполнении  программ по его структурной схеме.

2. Методические указания по вводной части.

Принять рапорт дежурного. Проверить наличие и внешний вид курсантов, подготовку класса к занятию. Дать указания на устранение выявленных недостатков.

Объявить тему, отрабатываемые вопросы, план занятия, учебные и воспитательные цели.

3. Методика проверки подготовки курсантов к занятию.

Проверку подготовки курсантов к занятию провести путем письменной «летучки» по восьми вариантам (см. Приложение1) по разработке линейных программ, в машинных кодах МП и на языке  программирования "Ассемблер". Перед тем как раздать задания преподаватель кратко доводит требования по оформлению решений, отводимое время, дает команду дежурному раздать распечатки с системой команд МП, высвечивает слайд "Структурная схема микропроцессора".

4. Методические рекомендации по отработке учебных вопросов.

Прежде чем приступить к рассмотрению вопросов занятия, необходимо напомнить обучаемым назначение регистра флагов МП, его разрядов, организацию условных и безусловных переходов при выполнении МП соответствующих команд.

Практическое занятие №13 фактически является продолжением практических занятий №10,11 и 12, поэтому методические рекомендации по отработке учебных вопросов аналогичны.

Учебная группа приступает к разработке программ в машинных кодах и на языке программирования «Ассемблер», используя распечатку системы команд МП.

Для каждой задачи, условия которой даются преподавателем под запись, составляется блок-схема алгоритма её выполнения, а затем вершинам алгоритма ставятся в соответствие команды из имеющегося набора. Данная работа проводится курсантами у доски, а также самостоятельно на местах. Преподаватель выдает задание по разработке нескольких программ, для того чтобы успевающие могли отработать максимально возможное количество задач, а также, в ходе занятия, выявляет отстающих и помогает им  разобраться в вопросах вызывающих затруднения.

1. Анализ работы МП при выполнении команд пересылки данных

Задача № 1.

Составить программу для получения временной задержки равной Т_зад.

Решение:

Функция временной задержки часто используется при разработке цифровых устройств, таких как линии задержки и т.д. Реализация временной задержки осуществляется достаточно просто, так как тактовая частота работы процессора обычно стабилизирована с высокой точностью.

Вопрос. Как организовать задержку на заданную величину.

Ответ. Задержка на малое время, единицы микросекунд, реализуется за счет выполнения команд, причем необходимо чтобы их выполнение не приводило к изменению содержимого регистров.

Какие это команды.

Функция	Перевод	Мнемоника	Число байт	Q-код	H-код	Объектный код	Число тактов
Нет операции	No Operation	NOP	1	000	00	00000000	4
Сложить со вторым байтом команды	Add Immediate	ADI <B2>	2	306	C6	11000110	7
Обменять содержимое HL на содержимое стека	Exchange HL	XTHL	1	343	E3	11100011	18
Занести в стек	Push	PUSH R	1	3S5	C5+8R	11sss101	11
Извлечь из стека	Pull up	POP В	1	3D1	C1+8R	11ddd001	10
Переместить	Move	MOV R1,R2	1	1DS	40+ 8R1+R2	01dddsss	5
Обменять содержимое HL на содержимое DE	Exchange	XCHG	1	353	EB	11101011	4