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

41691. Исследование работы и расчет сварных соединений 142.82 KB
  Оборудование: сварные соединения выполненные стыковыми и угловыми швами изготовленные из различных сталей. Различают следующие виды сварных соединений: Стыковые: без разделки кромок Vобразная разделка Xобразная разделка U образная разделка; Нахлесточные: с нормальной формой сечения шва с выпуклой формой с вогнутой формой со специальной формой сечения шва; Угловые: без скоса кромок и со скосом кромок; Тавровые: без скоса кромок со скосом одной кромки со скосом двух кромок. В области сварного шва в основном металле...
41693. Создание структур базы данных 74.18 KB
  Вывод: ознакомилась с основными понятиями базы данных; научилась создавать двумерные таблицы в режиме Конструктор; освоила основные приёмы заполнение, редактирование таблицы баз данных.
41694. Провести испытание двигателя постоянного тока независимого возбуждения 421.08 KB
  Цель работы провести испытание двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Определить искусственные механические характеристики пери пониженном напряжении на якоре двигателя. Номинальные данные двигателя: P=22кВт U=220В Iя=12А n=1500об мин Iном. Номинальное напряжение на якоре двигателя ; б.
41695. Системы счисления. Арифметические операции в разных системах счисления. Перевод из одной системы счисления в другую 3.65 MB
  Системы счисления. Арифметические операции в разных системах счисления. Перевод из одной системы счисления в другую Цель работы: изучить повторить правила перевода чисел из одной системы счисления в другую. Задачи работы: повторить правила перевода чисел из одной системы счисления в другую; получить навыки перевода чисел из одной системы счисления в другую.
41697. Определение затрат мощности на перемешивание в аппарате с мешалкой 4.72 MB
  При увеличении скорости движения происходит отрыв пограничного слоя от поверхности тела в точках где скорость жидкости является наибольшей например у кромок вертикальной пластины и образование турбулентного кормового следа за движущимся телом. Начало отрыва пограничного слоя характеризуется резким возрастанием сопротивления среды движению тела. Описание экспериментальной установки Лабораторная установка схема которой изображена на рисунке 4 состоит из циклона 4 внутренний диаметр циклона 02м размер входного патрубка 013005 м...
41698. Позиционные системы счисления. Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую. Арифметические операции с числами в позиционных системах счисления 48.78 KB
  Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую. Арифметические операции с числами в позиционных системах счисления. Цели работы: Освоение алгоритма перевода чисел из произвольной системы счисления в десятичную систему счисления.