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

44 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

84796. Содержание и цели стадий кругооборота инвестиций 170 KB
  Инвестиция – это всегда изменение, осознанное отклонение от рутинного течения, попытка заглянуть в будущее. Инвестиционная деятельность является в некотором смысле вынужденным мероприятием, поскольку любой мало-мальски грамотный бизнесмен, руководитель, менеджер отчетливо понимает...
84797. Современные десерты 114.95 KB
  Заведения общественного питания представляет собой отрасль, основу которой составляют предприятия (структурные торгово-производственные единицы), выпускающие кулинарную продукцию, характеризующиеся единством форм организации производства и обслуживания потребителей и различающиеся по типам...
84798. Разработка программы аутентификации пользователя и сообщений на основе алгоритма IDEA (режим сцепления блоков шифра) 279.83 KB
  Симметричные криптосистемы также симметричное шифрование симметричные шифры способ шифрования в котором для шифрования и расшифровывания применяется один и тот же криптографический ключ. До изобретения схемы асимметричного шифрования единственным существовавшим способом являлось симметричное шифрование.
84800. Проверка алгоритма и визуализация данных приложения С++ с использованием команд MatLab 143.5 KB
  MATLAB позволяет управлять, фильтровать и осуществлять предварительную обработку данных. Вы можете исследовать данные для нахождения трендов, проверки гипотез, построения описательных моделей. В MATLAB включены функции для фильтрации, сглаживания, свертки и быстрого преобразования Фурье (FFT).
84801. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УЧЕТА ЗАТРАТ НА СОДЕРЖАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА 132.81 KB
  Актуальным вопросом организации учета затрат по ремонту объектов машинно-тракторного парка является создание резерва на ремонт, который позволит более равномерно распределять затраты по периодам в течение года, снизит финансовую нагрузку на предприятие в случае необходимости проведения...
84802. Президент Российской Федерации и его полномочия в сфере исполнительной власти 227.5 KB
  Объясняя статус Президента РФ, нужно отметить, что он обладает большими полномочиями в области исполнительной власти. К примеру, Президент формирует Правительство РФ, с согласия Государственной Думы назначает Председателя Правительства РФ, имеет право председательствовать на заседаниях Правительства...
84803. Гидравлика и гидропривод: Методические указания 3.88 MB
  Приведены задания, методические указания к их выполнению, перечислены требования к выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидравлика и гидропривод» на примерах расчета и выбора элементов гидроприводов горношахтного и подъемно-транспортного оборудования.
84804. Имущественное и личное страхование, их виды и развитие в условиях перехода к рыночной экономике 633 KB
  Человеку всегда было присуще желание как-то обезопасить себя от вредоносных последствий жизни или хотя бы попытаться свести их к минимуму. Для одних это связано с опасной работой, где высока доля риска. Многие граждане в преддверии старости и связанного с ней снижения трудоспособности...