1122

Архитектура вычислительных систем

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Ознакомление с принципом действия, машинными циклами и тактами микропроцессора КР580: изучение правил записи машинных программ(в машинных кодах и мнемокодах), исследование выполнения команд пересылки байта.

Русский

2013-01-06

2.32 MB

45 чел.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра «Автоматика и телемеханика»

Архитектура вычислительных систем

Лабораторная работа2

ЗАПИСЬ И ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОСТЫХ КОМАНД

     Выполнил студент группы 720211 К .А. Сафонова.____________

Проверил доц. каф. АТМ А.В. Копылов. ____________

Тула 2012 г.

Цель работы:

Ознакомление с принципом действия, машинными циклами и тактами микропроцессора КР580: изучение правил записи машинных программ(в машинных кодах и мнемокодах); исследование выполнения команд пересылки байта.

Задание на работу:

1.1.Ознакомиться с принципом действия, машинными циклами и тактами

микропроцессора КР580.

.2. Изучите правила записи машинных программ при работе с УОУ.

.3. Написать программу для выполнения действий, указанных в табл. 1.

Программу разместить в любой свободной области оперативной памяти УОУ. 

.4. Пользуясь таблицей кодов команд, размещенной на лицевой панели

УОУ, записать машинные коды команд программы. Константы перевести

из десятичной в шестнадцатеричную систему счисления.

Вариант8

47 ->H    168->А    225->В    )->С    (A)->L     (B)->Е

Теоретические сведения. 

         В УОУ "Электроника 580" предусмотрен ввод-вывод программ только в машинных кодах, записанных в шестнадцатеричной системе счисления. Такое представление программ неудобно для программиста, так как затрудняет понимание и увеличивает вероятность ошибок. Для человека более удобна символическая (мнемоническая) запись программ. Поэтому на практике целесообразно совмещать на одном бланке машинные и мнемонические коды команд. Рассмотрим особенности записи программ на примере  (Учебная программа):

                                                                                                          

Таблица 1. Учебная программа

Бланк разделен на пять вертикальных полей. В первом поле записывается шестнадцатеричный адрес ячейки памяти, в которой размещен первый байт кода команды, а во втором поле  машинный код команды (один, два или три байта) в порядке размещения байтов в памяти. При записи следует помнить, что в трехбайтных командах во втором байте команды записывается младший байт адреса или операнда, а в третьем -  старший.

 В третьем поле записывается символическое имя (метка), соответствующее адресу, находящемуся в первом поле. В примере метка START обозначает ячейку памяти с адресом 8148. В программах метки используются в командах переходов, а также для обозначения некоторых команд с целью повышения наглядности текстов программ.

В четвертом поле записывается мнемоническое обозначение соответствующей машинной команды. Сначала записывается мнемоника кода операции, а затем мнемоники операндов или адресов. В этом поле двухбайтные коды принято записывать в привычном виде: сначала старший байт, а затем - младший.

В поле комментария записываются в свободной форме различные пояснения.

Обычно работа программы заканчивается командой останова (HLT). При отладке программ в УОУ не рекомендуется заканчивать командой остановки, так как при этом будет невозможно с помощью монитора просмотреть содержимое регистров или памяти. Вместо команды останова лучше использовать команду RST4 (код Е7), которая будет передавать управление монитору. При записи программ все числа представляются в шестнадцатеричной системе счисления.

Машинные циклы и такты.

В МП КР580 каждая команда выполняется в течение 1 - 5 машинных циклов МП. Число машинных циклов команды определяется числом обращений к внешним подсистемам (памяти и средствам ввода-вывода) для обмена информацией между микропроцессором и адресуемым внешним регистром, исключение составляет команда DAD, выполняемая за три машинных цикла с обращением к памяти только в первом цикле.

Машинный цикл состоит из 3 - 5 машинных тактов T1, называемых также функциональными состояниями или просто состояниями микропроцессора. Длительность такта равна периоду сигналов синхронизации. Продолжительность выполнения различных команд составляет от 4 до 18 тактов.

Для МП КР580 существует 10 типов машинных циклов:

. Извлечение кода команды (М1).

2. Чтение данных из памяти.

. Запись данных в память.

. Извлечение данных из стека.

. Запись данных в стек.

. Ввод данных из внешнего устройства.

. Вывод данных во внешнее устройство.

. Цикл обслуживания прерывания.

9. Останов.

10. Обслуживание прерываний в режиме останова.

Первые три такта всех машинных команд унифицированы и образуют фазу адресации. Собственно адресация осуществляется в цикле T1. Микропроцессор выдает сигналы на шину адреса. Источником адреса могут быть следующие внутренние регистры: программный счетчик, указатель стека, регистровые пары B, D или Н, L, а также пара W, Z.

Такт Т2 отведен для проверки необходимости реакции на некоторые управляющие сигналы, влияющие на функционирование МП. В этом такте проверяются уровни внешних сигналов готовности READY, запроса прямого доступа к памяти HOLD, а также внутреннего сигнала подтверждения останова HLTA. Кроме того, в такте Т2 последнего машинного цикла каждой команды проверяется уровень внешнего сигнала запроса прерывания INT.

Помимо проверки управляющих сигналов в такте Т2 производятся следующие действия: если текущий машинный цикл связан с обращением к программной памяти, то выполняется инкремент программного счетчика РС; если текущий цикл предназначен для ввода данных в МП, то формируется сигнал считывания; если текущий цикл связан с выводом данных из МП, то формируются соответствующие сигналы на шине данных.

Такт Т3 отведен непосредственно для обмена информацией.

В тактах Т4 производятся дешифрование кода операции, необходимые внутренние передачи и преобразования данных. Например, в тактах Т4, Т5 команд INR (INX) и DCR (DCX) осуществляется инкремент или декремент адресуемого регистра (регистровой пары), в командах разветвлений проверяются указанные в них условия, в такте T4 команды СМА инвертируется аккумулятор и т.п.

Ход работы.

  1.  Разработали новую программу.

Таблица  2. Новая программа

АДРЕС

МАШ.

КОД

МЕТКИ

МНЕМОКОД

КОММЕНТА-РИИ

8200

26 67

START

MVI H,2F

Записываем в регистр H число 2F

8202

3E A8

MVI A,A8

Записываем в регистр A число A8

8204

06FF

MVI B,FF

Записываем в регистр B число FF

8206

4C

MOV C,H

Записываем в регистр 2F число FF

8207

6F

MOV L,A

Пересылаем число A8 из регистра H в L

8208

58

MOV E,B

Пересылаем число FF из регистра B в E

8209

E7

RST  4

Конец программы и возврат в монитор

  1.  Определили содержимое регистров общего назначения.

Таблица 3. Содержимое РОН до выполнения программы

B

C

00

D

00

E

00

H

00

L

00

A

00

  1.  Установили стартовый адрес программы и запустили её выполнение.
  2.  Вновь определили содержимое всех регистров РОН процессора и проверили правильность решения задачи в Таблице 4.

Таблица  4. Содержимое РОН после выполнения программы

B

FF

C

2F

D

00

E

2F

H

67

L

A8

A

A8

В результате выполнения работы мы записали число 2F в регистр H, число A8 в регистр A, число FF в регистр B, затем данные из регистра H скопировали в регистр С, затем данные из регистра A скопировали в регистр L. Потом из регистра B скопировали  данные в регистр E. В последствии мы  перезаписываем регистр С вводя в него число 2F. Затем записываем число A8 в регистр L, число FF в регистр E. Программа разработана, введена в УОУ и проверена на правильность выполнения.

Проверка.

После выполнения программы, до которого содержимое регистров отражено в таблице 3. Регистры приняли значения, проведенные в таблице 4. При проверке данных в регистрах они соответствуют значениям, которые требуются по заданию. Регистр A принял значения A8, регистр В значение FF, регистр С -2F, регистр E -FF, регистр H- 2F, регистры L-A8, регистр D мы не использовали в ходе выполнения работы.

Вывод.

В ходе выполнения работы была изучена запись данных в регистры, а так же их перенос данных из одного регистра в другой. Проведено изучение состояния и изменение содержимого памяти УОУ. Выполнено исследование и изменение содержимого регистров. Была написана программа, запущена и проверен результат её выполнения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52098. Фізико-географічне положення та берегова лінія Африки 49 KB
  Розмістити порядкові номери географічних обєктів по океанам до яких вони належать Острів Камчатка Острів Шпіцберген Півострів Аравійський Острів Шрі-Ланка Півострів Скандинавський Острови Японські Острів НоваЗемля Острів Ісландія Хребет Ломоносова Острови Бермудські Острів Мадагаскар Море Червоне Острови Гавайські Море Карське Море Чорне Море Берингове Хребет Менделеєва Півострів Індостан Півострів Сомалі Острові Філіппінські Море Азовське Море Саргасове Острови Маріанські ...
52100. Общая характеристика климата Африки 5.32 MB
  Общая характеристика климата Африки Цель: формировать у учащихся систему знаний об общих особенностях климата Африки и основных климатообразующих факторах; совершенствовать практические умения объяснять особенности климата Африки характеризовать влияние климатообразующих факторов на его формирование развивать коммуникативные навыки воспитывать интерес к предмету. Оборудование: физическая карта Африки климатическая карта Африки учебники атласы шаблоны в рабочей тетради приготовлена картосхема Африки. В рабочей тетради вы должны были...
52101. Природні зони Африки 7.36 MB
  Мета: повторити вивчений матеріал; зясувати рівень оволодіння учнями навчальним матеріалом з попередніх тем; формувати знання про особливості розміщення природних зон Африки; поглибити систему знань учнів про взаємозвязки природних компонентів у складі природних зон; сформувати в учнів вміння складати характеристику природних зон в певній послідовності за типовим планом...
52102. Особливості географічного положення Африки. Елементи берегової лінії. Дослідження та освоєння 1.58 MB
  Мета: формувати загальні уявлення про зміст та структуру розділу Материки; ознайомити з планом вивчення материків; розкрити поняття географічне положення;познайомити учнів з історією відкриття Африки. Обладнання: фізична карта світу фізична карта Африки плани характеристики географічного положення материка контурні карти портрети дослідників підручники атласи. До Африки взимку відлітають птахи України: лелеки ластівки журавлі тощо.
52103. Води суходолу Африки 890.5 KB
  Мета: сформувати в учнів уявлення про особливості вод суходолу Африки; охарактеризувати головні річкові системи та басейни основні типи озер; систематизувати знання учнів про гідрологічні особливості території; продовжити формування практичних умінь характеристики водних ресурсів; сформувати поняття учнів про гідроекологічні проблеми Африки; удосконалити навички роботи з картами атласу контурною картою; виховувати бережливе ставлення до природи водних...
52104. Африка. Особливості географічного положення та історія дослідження материка 101 KB
  Мета: ознайомити учнів з історією дослідження Африки, своєрідністю природи материка, яка пов`язана з особливостями географічного положення, сформувати уявлення про періоди дослідження материка; закріпити вміння визначити координати крайніх точок материка; розвивати творчу уяву...
52105. Внутрішні води Африки 53 KB
  Кагера що впадає в озеро Вікторія. Що таке озеро Які за походженням вони бувають Виступи дітей ОЗЕРА Більшість озер Африки розташовані уздовж Східноафриканських розломів. Найбільше з них озеро Танганьїка глибиною 1470 метрів друге за глибиною після Байкалу і найдовше світі озеро 670 км. Найбільше озеро Африки і друге за площею пріноводне озеров світі після о.
52106. Agatha Christie 72 KB
  Аgatha Mary Clarissa Christie is possibly the worlds most famous detective story writer. She wrote 79 novels and several plays. Her sales outnumber those of William Shakespeare. However, behind her 4,680,000 words was a painfully shy woman whose life was often lonely and unhappy.