Изучение микропроцессора серии К580. Описание микроЭВМ на основе К580. Структурная схема микроЭВМ

Программа выполняет над операндами логическую и сдвиговую операции, после чего заносит в стек аккумулятор и регистр признаков результата. Таким образом, после выполнения программы в ячейках памяти с адресами L=200 и L=201 будут находиться данные:

В ячейке L = 200 — содержимое регистра флагов F = 10 0х0 111₂;

В ячейке L = 201 — содержимое регистра аккумулятора A = 00 000 010₂;

Таблица 4.5.2

Иллюстрация работы программы по шагам

4.6. Очистка памяти

Таблица 4.6

При выполнении программы в автоматическом режиме она начинает обнулять ячейки памяти с 011, доходит до конца памяти и затем обнуляет ячейки, в которых записано начало программы. Очистив ячейку 004 (в которой находится команда обнуления), она фактически заменяет ее пустой командой, и обнуление прекращается.

4.7. Команда останова

В данном пункте интерес представляет не сама программа, состоящая из одной команды HLT, а безусловный переход, реализуемый с клавиатуры лабораторной установки, поэтому нет смысла давать какие-либо комментарии к программе.

4.8. Условные переходы

Таблица 4.8.1

Результат работы программы зависит от моделируемого регистра признаков.

Таблица 4.8.2

4.9.Вызов подпрограммы

Таблица 4.9

Подпрограмма содержит одну пустую операцию. Для использования команды CALL необходимо инициализировать стек, иначе адрес возврата может быть записан в произвольную область памяти.

4.10. Вызов подпрограммы обработки прерывания

Таблица 4.10.1

Таблица 4.10.2

Работа программы:

Отличие команд CALL и RST N — в способе адресации: в первом случае это прямая адресация (адрес следует после кода операции), во втором — разновидность неявной адресации: адрес перехода вычисляется из кода операции.

Команда RSTn  занимает меньше места в памяти, по сравнению с CALL, поэтому её используют при прерываниях. Однако ее недостатком является то, что вызвать подпрограмму можно только в пределах адресов 000 000 – 000 070 с шагом в 010.

4.11. Вложенный вызов подпрограмм

Таблица 4.11

Адреса (L)	Команды	Мнемоника команд	Комментарии
000	061	LXI SP	Загрузка начального адреса указателя стека
001	067	B2	Мл. байт адреса
002	000	B3	Ст. байт адреса
003	317	RST 1	Вызов подпрограммы по адресу L=010
004	166	HLT	Останов
010	311	RST 2	Вызов подпрограммы по адресу L=020
011	311	RET	Возврат из подпрограммы
020	337	RST 3	Вызов подпрограммы по адресу L=030
021	311	RET	Возврат из подпрограммы
030	347	RST 4	Вызов подпрограммы по адресу L=040
031	311	RET	Возврат из подпрограммы
040	357	RST 5	Вызов подпрограммы по адресу L=050
041	311	RET	Возврат из подпрограммы
050	311	RET	Возврат из подпрограммы

Программа последовательно вызывает 5 вложенных подпрограмм, при этом в стек записываются адреса вызывающих команд подобно тому, как это делалось в 2 предыдущих программах. Далее эти адреса по очереди извлекаются из стека.

Если удалить из памяти один или несколько операторов RET, поведение процессора может быть произвольным, потому что между подпрограммами находятся неопределенные участки памяти (012 — 019, 022 — 029, 032 — 039, 042 — 049, 051 — ).

5.Вычисление 12-го члена ряда Фибоначи

Идея алгоритма

Считаем сумму двух последних чисел, пока значение “счетчика” i (начальное условие: i = 12 ) не станет равным нулю.

В программе задействованы следующие регистры и регистровые пары:

·  А   — последнее вычисленное число;

·  С   — предпоследнее вычисленное число;

·  D   — счетчик;

Словесное описание алгоритма:

1.  Инициализация регистров:

A =0;

C=0;

B=0;

D=12;

2.  Суммируем значения регистров А и С, результат записываем в А;

3.  Присваиваем регистру С значение регистра В;

4.  Присваиваем регистру М значение регистра А;

5.  Уменьшаем значение счетчика на единицу;

6.  Проверяем значение счетчика(неравен нулю - переходим в начало цикла, равен нулю конец программы);

7.  Останов.

Таблица4.1

Программа

Адреса (L)	Команды	Мнемоника команд	Комментарии
000	041	LXI H	Загрузка начального адреса указателя стека
001	200	B2	Мл. байт адреса
002	000	B3	Ст. байт адреса
003	076	MVI A	Непосредственная загрузка 0 в A
004	001	B2
005	016	MVI A	Непосредственная загрузка 0 в C
006	000	B2
007	006	MVI A	Непосредственная загрузка 0 в B
010	000	B2
011	026	MVI A	Непосредственная загрузка 0 в D
012	022	B2
013	107	MOV B, A	Присваиваем рег. B значение рег. A
014	201	ADD A	Суммируем значения регистров А и С, результат записываем в А
015	110	MOV C, B	Присваиваем регистру С значение регистра В;
016	167	MOV M, A	Присваиваем регистру М значение регистра А;
017	025	RCRD	Уменьшаем значение счетчика на единицу
020	302	JZ addr	Условный переход по флагу z
021	013	B2	Если z=1(нулевой результат), то переходим
022	000	B3	в 013, иначе осущ. переход к след. команде
023	167	MOV M, A	Запись результата в стек
024	166	HLT	Останов

Результат тестирования:

По адресу 000 200 будут последовательно записываться числа:

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89
6. Бегущая строка

Дополнения к формулировке задания

В рамках этого раздела был выполнен вывод бегущей строки на четырехразрядный семисегментный индикатор. Отображаемый текст: «Прогноз — снег».

Таблица5.1

Кодирование символов

Таблица5.2

Содержание памяти

Идея алгоритма

В каждый момент времени на дисплее отображается только 4 символа из 4 соответствующих ячеек памяти. Изначально регистровая пара HL указывает на адрес L = 202. Затем происходит вывод четырех символов, по ходу вывода L увеличивается на 3. Далее выполняется пустой цикл с большим количеством итераций. После этого проверяется значение L. Если оно равно 225, в L вновь загружается начальный адрес, если нет, из L вычитается 2 и происходит возврат к началу вывода на левый индикатор. Поскольку скорость движения строки не обозначена в задании, соответствующий параметр цикла подбирался «на глаз».

Таблица5.3

Программа

Адреса (L)		Команды		Мнемоника команд		Комментарии
000		041		LXI H		Загрузка начального адреса памяти
001		202		B2		Мл. байт адреса
002		000		B3		Ст. байт адреса
	003		176		MOV A, M		Читаем из памяти символ для левого разряда индикатора
	004		323		OUT		Выводим символ в левый разряд
	005		376		B2		Адрес левого разряда индикатора
	006		043		INX H		Переходим к следующей ячейке памяти
	007		176		MOV A, M		Аналогично для 2-го слева разряда индикатора
	010		323		OUT
	011		375		B2
	012		043		INX H
	013		176		MOV A, M		Для 3-го индикатора
	014		323		OUT
	015		374		B2
	016		043		INX H
	017		176		MOV A, M		Для 4-го индикатора
	020		323		OUT
	021		373		B2
	022		021		LXI D		Инициализация параметра цикла
	023		000		B2		Мл. байт
	024		000		B3		Ст. байт
	025		023		INX D		Увеличиваем параметр цикла на 1
	026		172		MOV A, D		Перемещаем старший байт параметра цикла в аккумулятор для проверки
	027		376		CPI		Проверка с фиксированным значением
	030		200		B2		(Значение B2 достаточно условное)
	031		302		JNZ		Проверка условия продолжения цикла
	032		025		B2		Мл. байт адреса тела цикла
	033		000		B3		Ст. байт адреса тела цикла
	034		175		MOV A, L		Адресный регистр в аккумулятор
	035		376		CPI		Проверяем значение адреса
	036		225		B2		Адрес, считающийся конечным
	037		312		JZ		В случае достижения конечного адреса, инициируем указатель заново
	040		000		B2		Мл. байт адреса
	041		000		B3		Ст. байт адреса
	042		326		SUI		Уменьшаем значение адреса
	043		002		B2		на 2
	044		157		MOV L, A		Записываем обновленный адрес
	045		303		JMP		Переход к выводу левого символа
	046		003		B2		Мл. байт перехода
	047		000		B3		Ст. байт перехода

7.Выводы

В ходе данной работы был подробно исследован процессор К580: его система команд, способы адресации, организация стековых операций, работа с периферийными устройствами (на примере многоразрядного семисегментного индикатора). Процессор имеет хорошо продуманную и организованную систему команд. Все команды можно разделить на несколько больших групп, большие группы в свою очередь делятся на малые группы, то есть команды легко классифицируются. Достаточно много однобайтных команд — все регистры общего назначения