Техника негіздері
жүктеу/скачать 0.81 Mb.
|
Бұдан әрі бірнеше қарапайым есептерді шешуге арналған бағдарламалар келтірілген. Құрылған бағдарламалардың жұмысын оқу жүйесінде пайдаланылатын микропроцессорлық жүйелердің зертханалық құрылымдарында тексеруге болады. Көптеген жағдайда бұндай құрылымдардың құрамына ассемблер тілінде құрылған бағдарламаларды машина тіліне аударушы Ассемблер бағдарламасы енгізілмеген. Бұндай жағдайда аудару жұмысы қолдан жүргізіледі. Ол бағдарламадағы командалардың 2.5-кесте арқылы алынатын кодтары, операндтар және олардың жазылатын (сақталатын) жады ұяшықтарының адрестері оналтылық жазылым түрінде суреттеледі. Оналтылық сандар сәйкесті символымен қойылады. Бұл бағдарламаларды зертханалық құрылымға енгізіп, олардың жұмысын тексеруге болады. Команда кодтарын жоғарыда айтылғандай, 2.5-кесте арқылы алуға болады, бірақ бұл жеңіл жұмыс емес. Сондықтан, команда кодтарының алыну жолын жеңілдету мақсатында бұл кестенің ықшамдалған суреттелімін (2.7-кестені қара) беруді дұрыс деп санадық. Бұл кестеден қажетті команданың коды ол орналасқан горизонталь және вертикаль жолдардың аталымдарын қатар жазу арқылы (міндетті түрде осы тәртіппен) анықталады. 2.3.1 Дерек таратылымы Intel 8085 микропроцессорының командалар жүйесіндегі әртүрлі сілтемелі дерек тарату командаларының іс-әрекетімен танысуға арналған келесі Transfers (Жіберілімдер) аталымды бағдарламаны қарастыралық. ;TRANSFERS SW: ;Single Writing MVI A,0FH;Direct Loading STA 00D0H;Direct Writing NOP S1: ;Serial Writing-1 MVI C,07h;Data Counter LXI D,00D0H;Initial Address MVI A,00H;Cleaning T0: ADI 13H;Expansion Step INX D;Address Increment STAX D;Indirect Writing DCR C;Monitoring of the Data Counter JNZ T0;Continue XCHG;Exchange NOP S2: ;Serial Writing-2 MVI C,08H;Data Counter T1: ADI 09H;Expansion Step INX H;Address Increment MOV M,A;Indirect Writing DCR C;Monitoring of the Data Counter JNZ T1;Continue NOP AW: ;Data Access and Writing LXI D,00EFH;Initial Address MVI C,08H;Data Counter T2: MOV A,M;Indirect Loading STAX D;Indirect Writing DCX H;Address Decrement DCX D;Address Decrement DCR C;Monitoring of the Data Counter JNZ T2;Continue NOP AC: ;Data Access, Conversion and Writing MVI C,07H;Data Counter T3: MOV A,M;Indirect Loading RLC;Left Shift XCHG;Exchange MOV M,A;Indirect Writing DCX H;Address Decrement DCX D;Address Decrement XCHG;Exchange DCR C;Monitoring of the Data Counter JNZ T3;Continue NOP SA: ;Single Access and Writing LDA 00D0H;Direct Loading STA 00E0H;Direct Writing HLT;Ending Бірнеше блок түрінде құрылған бұл бағдарламада процессор мен жады арасындағы дерек жіберілімдері жүзеге асырылады. Бірінші блокта (Single Writing-1) жадыға тура сілтемелі команда (STA 00D0H) арқылы жеке жіберілім жүзеге асырылады. Екінші блокта (Serial Writing) жадыға жанама сілтемелі команда (STAX D) арқылы дерек массивінің (арифметикалық прогрессияның мүшелері түріндегі) жіберілімі жүзеге асырылады. Дерек массивінің жіберілімінің ыңғайлырақ тәсілі (MOV M,A) келесі блокта (Single Writing-2) келтірілген. Келесі үш блокта (Data Access, Data Access and Conversion, Single Writing) деректердің жадының бір аймағынан екінші аймағына алғы пайдаланылған командаларға ұқсас командалармен жіберілуі (тек кері тәртіппен) жүзеге асырылады. Келтірілген бағдарламаны Intel 8085 микропроцессорының негізіндегі микропроцессорлық жүйенің симуляторы (8085 Simulator IDE) арқылы орындау бағдарлама құрамындағы командалардың жұмысын түсінуге толық мүмкіндік береді. Алуан түрлі іскерлік элементтерімен қамтылған және олардың іс-әрекеттерінің көрнекілігімен көзге түсетін бағдарламалық симулятор оқушылардың құрамы жағынан түр-түрлі жүйе моделдерін құруына және олардың жұмысын зерттеуіне кең мүмкіндік береді, демек, олардың оқу материалын толық игеруіне жағдай жасайды. Бағдарламаның жоғарыда сипатталған әрбір блогын жеке тексеру үшін олардың соңына (NOP командалары орналастырылған жолдарға) тоқтатылым нүктелерін қою керек (2.2-суретті қара). 2.2 Сурет 2.3.2 Бірбайтты арифметика Келесі Single-Byte Arithmetic (Бірбайтты арифметика) бағдарламасы бірбайтты арифметикалық командалардың (ADD, SUB) іс-әрекетімен танысуға, айналымды бағдарламалық құрылымдардың ұйымдастырылу принциптерін түсінуге және перифериялық құрылғылармен жұмыстардың ұйымдастырылу принциптерн үйренуге арналған. ;SINGLE-BYTE ARITHMETIC DA: ;Data Array (arithmetical progression) LXI H,00E0H;Initial Address MVI C,0AH;Data Quantity MVI A,00H;Cleaning MOV M,C;Writing in the Memory SD: INX H;Address Increment ADI 15H;Increment Step of the Linear Series MOV M,A;Writing in the Memory DCR C;Monitoring of the Data Counter JNZ SD;Continue NOP CS: ;Cumulative Summation ;SUM=((2a1+(n-1)d)/2)n ;a1-first operand,n-quantity,d-step, LXI H,00E0H;Initial Address MVI A,00H;Cleaning MOV B,A;Cleaning MOV C,M;Installation of the Data Counter C1: INX H;Address Increment ADD M;Addition JNC C2;Carry Monitoring INR B;Carry Accumulation C2: DCR C;Monitoring of the Data Counter JNZ C1;Continue NOP RR: ;Retention of Result INX H; MOV M,A;Low Byte INX H; MOV M,B;High Byte NOP SS: ;Series Subtraction LXI H,00E0H;Initial Address MOV C,M;Installation of the Data Counter S1: INX H;Address Increment SUB M;Subtraction JNC S2;Borrow Monitoring DCR B;Borrow Subtraction S2: DCR C;Monitoring of the Data Counter JNZ S1;Continue NOP AD: ;ALTERNATIVE of the Single-Byte Summation ;Data IN 01H;First Operand MOV E,A IN 01H;Data Quantity MOV C,A IN 02H;Step MOV D,A LXI H,0000H NOP AC ;Cumulative Summation-A A1: MOV A,E ADD D MOV E,A MOV A,L ADD E JNC A2 INR H A2: MOV L,A DCR C JNZ A1 MOV A,L OUT 03H MOV A,H OUT 04H HLT;Ending Бірнеше блок түрінде құрылған бұл бағдарламада процессор мен жады арасындағы дерек жіберілімдері жүзеге асырылады. Бірінші блокта (Single Writing-1) жадыға тура сілтемелі команда (STA 00D0H) арқылы жеке жіберілім жүзеге асырылады. Екінші блокта (Serial Writing) жадыға жанама сілтемелі команда (STAX D) арқылы дерек массивінің (арифметикалық прогрессияның мүшелері түріндегі) жіберілімі жүзеге асырылады. Дерек массивінің жіберілімінің ыңғайлырақ тәсілі (MOV M,A) келесі блокта (Single Writing-2) келтірілген. Бұл бағдарламаның құрамындағы Data Array блогы жадыға арифметикалық прогрессия мүшелері түріндегі деректердің жазылуын жүзеге асырады (прогрессияның берілген параметрлерін (n = 0AH – мүшелер санын, a1 = 00H – бірінші мүшенің мәнін, d = 15H – прогрессия қадамын) жұмыстың орындалу барысында өзгертуге болады); Cumulative Summation блогы бағдарламаның алдыңғы блогында жадыға жазылған арифметикалық прогрессия мүшелерінің қосындысын анықтайды; Retention of Result блогы алынған қосынды нәтижесін жадыда сақтайды; Series Subtraction блогы алдында алынған қосындыдан арифметикалық прогрессия мүшелерінің мәндерін тізбелеп алады; екі қосалқы блок түрінде (Data и Cumulative Summation-A) құрылған ALTERNATIVE of the Single-Byte Summation блогында арифметикалық прогрессия мүшелерінің қосындысын анықтаудың перифериялық құрылғыларды пайдалану арқылы (IN, OUT) анықталатын өзгеше түрі жүзеге асырылады. 2.3.3 Екібайтты арифметика Келесі Double-Byte Arithmetic (Екібайтты арифметика) бағдарламасы екібайтты сандарға арифметикалық операциялар жүргізуге арналған регистрлік сілтемді (ADD, ADC, SUB, SBB) және тіке сілтемді (ADI, ACI, SUI, SBI) командалардың іс-әрекетімен танысуға арналған. ;DOUBLE-BYTE ARITMETIC ;Data Array (arithmetical progression) LXI H,00E0H;initial address MVI C,0AH;data quantity MOV M,C MVI A,00H;low byte MVI B,12H;high byte DD: ADI 15H;step of the low byte=15H INR B;step of the high byte=01H INX H MOV M,A;loading in the low byte memory INX H MOV M,B;loading in the high byte memory DCR C;monitoring of the data counter JNZ DD;continue NOP CC: ;Cumulative Summation ;SUM=((2a1+(n-1)d)/2)n ;a1-first operand,n-quantity,d-step, LXI H,00E0H;initial address LXI D,0000H;temporary repository for the result MOV B,M;installation of the data counter MOV C,B;doublet of the data counter CS: MOV A,E INX H ADD M;low byte MOV E,A MOV A,D INX H ADC M;high byte MOV D,A DCR B;monitoring of the data counter JNZ CS;continue NOP AD: ;Addition with Direct Addressing MOV A,E ADI 3DH;low byte MOV E,A MOV A,D ACI 5AH;high byte MOV D,A NOP RR: ;Retention of the Result INX H; MOV M,E;low byte INX H; MOV M,D;high byte NOP SS: ;Series Subtraction LXI H,00E0H S0: MOV A,E INX H SUB M;low byte MOV E,A MOV A,D INX H SBB M;high byte MOV D,A DCR C;monitoring of the data counter JNZ S0;continue NOP SD: ;Subtraction with Direct Addressing MOV A,E SUI 3DH;low byte MOV E,A MOV A,D INX H SBI 5AH;high byte MOV D,A NOP AL: ;ALTERNATIVE of the Double-Byte Summation LDA 00E0H MOV C,A;data counter LXI SP,00E1H;initial address LXI H,0000H;Double-Byte Accumulator AS: POP D;Pulling DAD D;Double-Byte Summation DCR C;monitoring of the data counter JNZ AS;continue LXI B,5A3DH DAD B HLT Бұл бағдарламаның құрамындағы Data Array блогы жадыға арифметикалық прогрессия мүшелері түріндегі деректердің жазылуын жүзеге асырады (прогрессияның берілген параметрлерін (n = 0AH – мүшелер санын, a1 = 1200H – бірінші мүшенің мәнін, d = 0115 – прогрессия қадамын) жұмыстың орындалу барысында өзгертуге болады). Қалыптастырылған прогрессия мүшесі жадының екі ұяшығында сақталады (алдымен – кіші байты, сосын – үлкен байты); Cumulative Summation блогы бағдарламаның алдыңғы блогында жадыға жазылған арифметикалық прогрессия мүшелерінің қосындысын анықтайды; Addition with Direct Addressing блогы қосу операциясын тікелей сілтенімді командалар арқылы жүзеге асырады; Retention of Result блогы алынған қосынды нәтижесін жадыда сақтайды; Series Subtraction блогы алдында алынған қосындыдан арифметикалық прогрессия мүшелерінің мәндерін тізбелеп алады; Subtraction with Direct Addressing блогы алу операциясын тікелей сілтенімді командалар арқылы жүзеге асырады; ALTERNATIVE of the Double-Byte Summation блогы арифметикалық прогрессия мүшелерінің қосындысының екібайтты қосу командасы DAD арқылы анықталатын өзге жолын жүзеге асырады. 2.3.4 Көбейту бағдарламасы Intel 8085 микропроцессорында көбейту командасы жоқ, сондықтан көбейту операциясын орындау үшін сәйкесті бағдарлама құру керек болады. Келесі бағдарлама, екібайтты DAD командасы арқылы ұйымдастырылатын, көбейту операциясын орындауға арналған Multiplication (Көбейту) бағдарламасының жұмысымен танысуға мүмкіндік береді. Бірбайтты екілік сандарды көбейту алгоритмі келесі тәртіппен жүзеге асырылады: сегізразрядты сандардың көбейтілу нәтижесі оналтыразрядты сан болатындықтан және жеке қосылымдардың да оналтыразрядты сандарға жүргізілетіндігіне байланысты, оналтыразрядты аккумулятор ретінде HL регистрлік жұбы алынып, ол операция басында тазартылады; DE регистрлік жұбының E регистріне бірінші сан (көбейтілгіш), ал оның D регистріне нөл енгізіліп, көбейтілгіш қосуға ыңғайлы оналтыразрядты санға айналдырылады; екінші сан (көбейтілгіш) оның разрядтарын ығыстырып шығару үшін аккумуляторға (сөзімізді шатыстырмас үшін, оны бұдан әрі A регистрі деп атаймыз) енгізіледі; ығыстыру операциясының санын бақылап отыру үшін, көбейткіштің разряд саны микропроцессордың бір регистріне (мысалы, С регистріне) енгізіледі; әрбір жеке көбейту алдында осы мезетке дейін жиналған нәтиже (HL жұбындағы) солға ығыстырылады; ығыстыру арқылы А регистрінен шығарылған көбейткіштің кезекті разрядының мәні нөл болғанда, жеке көбейту осымен бітеді (яғни, алдыңғы ығыстырыммен); А регистрінен шығарылған көбейткіштің кезекті разрядының мәні бір болғанда, HL жұбына DE жұбы қосылады; әрбір жеке көбейтілімнен кейін санауыш құрамы бірге кемітіледі де, оның нөлге тең болған кезінде көбейту бағдарламасы өз жұмысын тоқтатады. Сонымен, ығыстыру операциясы сегіз рет жүргізіледі, ал қосу операциясының саны көбейткіштің құрамындағы бірліктердің санымен анықталады. M: ;MULTIPLICATION ;Data IN 01H MOV E,A MVI D,00H IN 02H LXI H,0000H MVI C,08H ;Implementation M1: DAD H RLC JNC M2 DAD D M2: DCR C JNZ M1 MOV A,L OUT 03H MOV A,H OUT 04H HLT 2.3.5 Стекпен жұмыс ұйымдастырылуы Микропроцессорлық жүйе жұмысының негізгі бағдарламасының құрамында, әдетте, одан шақырылатын және нақтылы мәселелерді шешуге арналған, бірнеше қосалқы бағдарлама болады. Қосалқы бағдарламалармен жұмыс ұйымдастырылуы кезінде шақырылған бағдарламаның орындалып біткенінен кейін негізгі бағдарламаға қайту мүмкіндігін қамтамасыз ету керек. Ол үшін жадының жеке бір аймағы стекке бөлінеді де, оның түбі стек көрсеткіші SP ретінде белгіленеді. Қосалқы бағдарламаның шақырылуы кезінде, оның орындалып біткенінен кейін қайтып келетін негізгі бағдарламаның келесі командасының адресі стекте сақталады. Әрбір қосалқы бағдарлама, негізгі бағдарламаға қайтуды қамтамасыз ететін, RET командасымен аяқталу керек. Қажетті жағдайда регистрлердегі (дәлірек айтқанда, регистрлік жұптардағы) деректерді де стекте PUSH командасымен сақтап, сосын оларды стектен POP командасымен оқуға болады. Төменде қосалқы бағдарламалармен және стекпен жұмыс ұйымдастырылу тәртібін қарастыру мақсатында y = a1*a2 + a3*a4 + өрнегі бойынша Stack (Стек) аталымды есептеу бағдарламасы келтірілген. ;STACK...SUM=a1*a2+a3*a4+sum(ai,n,d) LXI SP,0FFH MVI B,0A0H NOP ;mul1=a1*a2 IN 01H;first multiplier MOV E,A IN 02H;second multiplier CALL MUL PUSH H CALL PER NOP ;mul2=a3*a4 IN 01H;first multiplier MOV E,A IN 02H;second multiplier CALL MUL PUSH H CALL PER NOP ;sum(ai,n,d) IN 01H;quantity - n MOV C,A IN 02H;step - d MOV D,A IN 01h;first operand - a1 MOV D,A LXI H,0000H CALL SUM CALL PER NOP ;S3 POP D DAD D POP D DAD D CALL PER HLT MUL: ;Multiplication (subroutine) MVI D,00H LXI H,0000H MVI C,08H M1: DAD H RLC JNC M2 DAD D M2: DCR C JNZ M1 RET SUM: ;Cumulative Summation (subroutine) CS3: MOV A,E ADD D MOV E,A MOV A,L ADD E JNC CS4 INR H CS4: MOV L,A DCR C JNZ CS3 RET PER: ;Displaying on the Periphery ;and Writing on the Memory MOV C,B MVI B,00H MOV A,L OUT 03H STAX B INR C MOV A,H OUT 04H STAX B INR C MOV B,C RET Бағдарламаның негізгі бөлігі келесі блоктардан тұрады: SUM – негізгі бағдарламаның басы, онда стек көрсеткішінің мәні SP және нәтижелерді шығару құрылғысында көрсетуге арналған қосалқы бағдарламаның жұмысын ұйымдастыруға қажетті информация қойылады; mul1 и mul2 – көбейтуге арналған деректер енгізіледі де, сосын – көбейту бағдарламасы, одан кейін нәтиже көрсету бағдарламасы шақырылады; sum – қосуға арналған деректер енгізіліп, сосын – қосу бағдарламасы, одан кейін нәтиже көрсету бағдарламасы шақырылады; S3 – ақырғы нәтиже, яғни алдыңғы кезеңдерде алынған жеке нәтижелердің қосындысы есептеледі. Бағдарламада үш қосалқы бағдарлама пайдаланылады: Multiplication – шақырылар алдында енгізілген екі санның көбейтілуін жүзеге асырады; Cumulative Summation – алдын-ала енгізілген деректердің қосындысын есептейді; Displaying – қосалқы бағдарламаларда алынған нәтижелердің сыртқы құрылғыда шығарылуын және олардың жадыда сақталуын жүзеге асырады. 3 Микропроцессорлық жүйе моделі 3.1 MP4M моделі Оқырманның микропроцессорлық жүйенің аппараттық құрылым принциптері мен бағдарламалы істеу принциптерін толығырақ игеруін қамтамасыз ету мақсатында осы принциптер негізінде құрылған микропроцессорлық жүйенің оқу моделін суреттеуді дұрыс көрдік. Құрамына микропроцессор (MP4M), дерек енгізу құрылғысы (In), жады жүйесі (Mem) және жүйенің жұмыс режимін таңдау блогы енгізілген, 4-разрядты микропроцессорлық жүйенің моделі 3.1 суретте келтірілген . 3.1 Сурет Микропроцессор құрамына келесі блоктар кіреді (3.2-суретті қара): арнайы қызметтік регистрлер жинағы (RGs, Registers); арифметикалық-логикалық құрылғы (ALU, Arithmetic-Logic Unit); команда регистрі (IR, Instruction Register); команда дешифраторы (DC_16, Decoder 16-bit); таймер (CLK, Clock); микробағдарламалық құрылғы (Combi, Combinational Circuit. Әрбіреуі нақтылы қызмет атқаруға арналған регистрлер жинағының (RGs) құрамына келесі регистрлер кіреді (3.3-суретті қара): A регистрі аккумулятор (Accumulator) қызметін атқарады, онда арифметикалық және логикалық операцияларға қатысты операндтардың біреуі немесе операциялардың орындалу нәтижесі сақталады. Аккумуляторға дерек жадыдан (LD A командасы) немесе ALU-дан (кезекті арифметикалық немесе логикалық операция орындалғаннан кейін) енгізіледі; 3.2 Сурет 3.3 Сурет A1 регистрі айналымды қосылымдардың ұйымдастырылуы кезінде туатын тасылымдарды жинауға арналған. Ол бағдарламаның іске қосылуы кезінде және аккумуляторға (A регистріне) LD A командасымен дерек енгізілуі кезінде тазартылады. Ондағы дерек Space түймесін басу арқылы аккумулятор көрсеткіштеріне қысқа мерзімге шығарылады; B регистрі микропроцессордың ішкі регистрлері мен жады арасындағы дерек жіберілімдерінің адрес регистрінің қызметін атқарады (LD C, LD IP, LD SP, LD A командалары). LD C, LD SP, LD A командалары орындалғаннан кейін B регистріндегі сан ұлғайтылады (яғни, оған бір қосылады). Бұл регистрге дерек LD B командасымен енгізіледі, оған адрес регистрі ретінде C регистрі пайдаланылады. Ол бағдарламаның іске қосылуы кезінде тазартылады; C регистрі арифметикалық және логикалық операцияларға қатысты екінші операндтың адрес регистрінің қызметін атқарады. Сәйкесті командалар орындалғаннан кейін С регистріндегі сан ұлғайтылады, бірақ оның бағытын (B регистрінен ерекше) өзгертуге болады, ол I түймесі арқылы қойылады және оның жағдайы (I) - Dcr/Inr көрсеткішінде көрсетіледі: I=0 кезінде – тура бағытта (Increment), ал I=1 кезінде – теріс бағытта (Decrement). Ондағы санды өзгермеген түрінде де қалдыруға болады, бұндай жағдай туралы жүйенің жұмыс режимдерін суреттеу кезінде айтылады. Бұл регистрге дерек LD C командасымен жүзеге асырылады. Бағдарламаның іске қосылуы кезінде бұл регистр 1111 жағдайына қойылады (XOR элементтері арқылы). Кез келген бағдарламаның құрамында дерек тарату командаларының болатындығынан, бағдарламаның бірінші командасы B регистріне дерек енгізу командасы (LD B) болу керек. C регистрінің сұлбасындағы (3.4-суретті қара) төрткірісті OR элементі регистрдің нөлдік жағдайын анықтауға арналған, ол арқылы айналымды операциялардың ұйымдастырылуы кезінде шартты ауысу жүзеге асырылады; 3.4 Сурет SP регистрі стек көрсеткішінің (Stack Pointer) қызметін атқарады, яғни PUSH және POP командалуы кезінде адрес регистрінің рөлінде болады: ондағы адрес PUSH командасының орындалар алдында кемітіледі (Predecrement) және POP командасы орындалғаннан кейін ұлғайтылады (Postincrement). Загрузка этого регистра осуществляется командой LD SP. Бұл регистрге дерек LD SP командасымен жүзеге асырылады. Бағдарламаның іске қосылуы кезінде бұл регистр 1111 жағдайына қойылады; IP регистрі команда көрсеткішінің (Instuction Pointer) қызметін атқарады. Кезекті команданың коды жадыдан шығарылып, команда регистріне сақталғаннан кейін ондағы адрес ұлғайтылады. Бұл регистрге дерек LD IP командасымен жүзеге асырылады. Ондағы адрес, жүйенің кейбір альтернативті жұмыс режимдерінде анықталатын, шартты ауысу кезінде де өзгертіледі. Ол бағдарламаның іске қосылуы кезінде тазартылады. Барлық регистрдің кірістері – ішкі дерек желісіне, ал шығыстары (үш жағдайлы буферлік элементтер арқылы) атқаратын қызметіне сәйкесті дерек желісіне немесе адрес желісіне қосылған. Арифметикалық-логикалық құрылғы (ALU, Arithmetic-Logic Unit) арифметикалық және логикалық операциялардың орындалуын жүзеге асырады. Оның құрамында сәйкесті операциялардың орындалуын жүзеге асырушы бөліктемелер (sum, not, and, or, xor) және операндтар мен орындалған операцияның нәтижесін уақытша сақтауға арналған буферлік регистрлер болады. Команда дешифраторы (DC_16) кезекті команданың кодына сәйкесті орындаушы микробағдарламасын іске қосады, яғни осы команданың орындалуына қатысты құрылғыларға жіберілетін басқару сигналдарының қалыптастырылу жолын анықтайды. Таймер (CLK) командалардың орындалуына қатысты құрылғыларға жіберілетін басқару сигналдарының уақыттық таралымын анықтайды. Қиыстырмалы микробағдарламалық құрылғы (Combi, Combinational Circuit) кезекті команданың орындалуын қамтамасыз етуші кеңістіктік және уақыттық басқару сигналдарын қалыптастырады. Жады жүйесі (Mem) құрамындағы (3.5-сурет) 2D құрылымымен құрылған 16 ұяшықты дербес жадылық құрылымдарға (mem) бағдарлама мен оның орындалуына қажетті деректер енгізіледі. Олардың сәйкесті информацияны енгізу құрылғысынан немесе микропроцессордан енгізуін және оған шығаруын жадының жергілікті басқару құрылғысы (MCon) енгізу құрылғысынан немесе микропроцессордан түскен басқару сигналдары арқылы реттейді. 3.5 Сурет Енгізу құрылғысы (In) бағдарлама құрамындағы командалардың кодтары мен оның орындалуына қажетті деректердің 16 түйме арқылы енгізілуін қамтамасыз етеді. Ондағы түймелер жинағының (3.6, a-суретті қара) құрамындағы әрбір түйменің жолында орналастырылған, D-триггерінің негізінде құрылған, D (Delay) құрылымы (3.6, b-суретті қара) сәйкесті түйменің басылуы кезінде нақтылы ұзақтықты теріс импульс қалыптасуын қамтамасыз етеді. Басылған түймеге сәйкесті код қалыптастырушысы екі мәртебелі шифратор негізінде құрылған.
3.6 Сурет Жүйе бірнеше режимде істей алады, олар режим таңдау блогындағы (Regime) түймелердің жағдайымен анықталады. Олардың жағдайы сәйкесті көрсеткіштерде суреттеледі. Осы режимдерді суреттелік. Енгізу құрылғысынан жады жүйесіне ақпарат енгізу M=1 кезінде жүргізіледі. Егер бұл кезде P=1 болса, онда ақпарат – бағдарлама жадысына (бағдарлама коды F тоқтату командасымен аяқталу керек), ал P=0 кезінде дерек жадысына енгізіледі. Жады құрамын тексеру Space түймесін қысқа уақытқа басып, жады ұяшығының адресін өзгерту арқылы жүргізіледі. P түймесінің жағдайы өзгертілгенде жады адресі тазартылады. Бағдарламаны іске қосу M түймесін M=0 жағдайына ауыстыру арқылы жүзеге асырылады. Егер бұл кезде P=1 болса, онда арифметикалық және логикалық командалардың орындалуы кезінде C регистрінің жағдайы өзгереді (I мәніне сәйкесті), ал P=0 кезінде оның жағдайы өзгермеген жағдайында қалады. ADS және ACS командалары арқылы S=0 кезінде – қосу операциялары, ал S=1 кезінде алу операциялары орындалады. V=0 кезінде AND командасы арқылы екі операнд арасында – қалыпты логикалық көбейту операциясы, ал V=1 кезінде деректің нақтылы разрядындағы бірлік битті табуға арналған биттік операция жүзеге асырылады. Бұл биттік операцияның орындалуы үшін аккумуляторға қажетті разрядында ғана бір тұрған санауыш енгізілу керек. Суреттелген биттік операция сыртқы құрылғыдан келетін сұраныс сигналын немесе іс жүзіндегі қолданба жүйелердегі құптау сигналын тануды елестетеді. Жүйені суреттелген режимдердің біреуіне ауыстыру бағдарламаны іске қосу алдында жүргізіледі, бірақ оны бағдарламаның жұмысының барысында да жүзеге асыруға болады, бұл жүйенің жүйенің бағдарламалық иүмкіндіктерін кеңейтеді. Мысалы, жұмыс барысында қосу операцияларын алу операцияларына немесе конъюнкцияны биттік операцияға ауыстыруға болады. MP4M микропроцессорының командалары мен олардың сипаттамалары 3.1 кестеде, ал жүйенің жұмыс режимдерінің қойылуы 3.2 кестеде келтірілген. 3.1 К е с т е
3.2 К е с т е
3.2 MP4M моделін бағдарлау 3.2.1 Дерек таратылымы MP4M моделін дерек тарту командаларының жұмысымен танысалық. Ол үщін алдымен M және P түймелерін M=1 және P=1 жағдайына қою арқылы жүйені бағдарлама енгізу режиміне дайындап, жадыға келесі бағдарламаның команда кодтарын енгіз.
M және P түймелерін M=1 және P=0 жағдайына қою арқылы жүйені дерек енгізу режиміне ауыстырып, жадыға әртүрлі деректерді енгіз. Жады түрін P түймесімен ауыстыра отырып, жадыға енгізілген ақпараттың (бағдарлама мен деректердің) дұрыстығын Space түймесін қысқа уақытқа басу арқылы тексер. P түймесін P=1 жағдайына қойып, сосын M түймесін M=0 жағдайына ауыстыру арқылы бағдарламаны іске қос. Көрсеткіштердің жағдайын бақылай отырып, бағдарлама жұмысын тексер. Қажетті жағдайда бағдарлама жұмысын түймесімен тоқтата тұруға немесе M түймесін екі рет басу арқылы бағдарлама жұмысын қайта бастауға болады. Бағдарлама жұмысы тоқтатылғаннан кейін жүйені енгізу жүйесіне ауыстырып, дерек жадысын тексеру арқылы, ондағы өзгерістерді анықтауға болады. 3.2.2 Арифметикалық және логикалық командалар Арифметикалық және логикалық командалардың іс-әрекетімен танысуды келесі бағдарлама арқылы жүзеге асыруға болады.
3.2.3 Айналымды бағдарламалық құрылымдар Модель мүмкіншілігін айналымды бағдарламалық құрылымдардың ұйымдастырылу принциптерін келесі бағдарламалар арқылы тексеруге болады. Келесі бағдарлама жадыға 1…5 адресі арасында орналастырылған N санның (бұл жағдайда N=5) қосындысын анықтауға арналған.
Келесі бағдарлама жадыға 1…5 адресі арасында орналастырылған деректердің ішінен үшінші разрядында бір тұрған санды (бұл жағдайда адресі 2 ұяшықта орналасқан D санын) тауып береді, ал бұндай сан болмаған жағдайда (мысалы, дерек жадысының 2 ұяшығындағы D орнына 3 енгізілгенде) тексерім соңында бағдарлама жұмысын тоқтатады.
Әдебиеттер тізімі 1. Токхейм Р. Основы цифровой электроники: Пер. с. англ. – М.: Мир, 1988. 2. Токхейм Р. Микропроцессоры. Курс и упражнеия: Пер. с. англ. – М.: Мир, 1988. 3. Бураханова З.М., Шанаев О.Т. Аналогты және цифрлы электрондық құрылғылар / Оқу құралы. – Алматы: АЭИ, 1992. 4. Бураханова З.М., Шанаев О.Т. Электрондық тізбектер / Оқу құралы. – Алматы: АЭИ, 1996. 5. Бураханова З.М. Дербес ЭЕМ арқылы схемақұралыстық моделдеу / Оқу құралы. – Алматы: АЭжБИ, 1999. 6. Шанаев У.Т. Основы цифровой техники / Учебное пособие. – Алматы: АГУ, 1999. 7. Уэйкерли Дж. Ф. Проектирование цифровых устройств: Пер. с. англ. – М.: Постмаркет, 2002. 8. Хамахер К. И др. Организация ЭВМ. Пер. с. англ. – СПб.: Питер, 2003. 9. Шанаев О.Т. Electronic Workbench моделдеу жүйесі / казақ және орыс тілдерінде. – Алматы: 2003. 10. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 11. Бойко В.И. и др. Схемотехника электронных устройств. Цифровые устройства. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 12. Бойко В.И. и др. Схемотехника электронных устройств. Микропроцессоры и микроконтроллеры. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 13. Сугано Т. Дж., Уидмер Н. С. Цифровые системы. Теория и практика: Пер. с англ. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2004. 14. Шанаев О.Т. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар. Курстық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АИЭС, 2008. 15. Шанаев О.Т. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар: Оқу құралы / Алматы: АЭжБИ, 2009. 16. Шанаев О.Т. Микропроцессорлық жүйелер: Оқу құралы / Алматы: АЭжБИ, 2009. 17. Шанаев О.Т. Микропроцессорлық жүйелердің құрылғылары. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АИЭС, 2009. 18. Шанаев О.Т. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБУ, 2011. 19. Шанаев О.Т. Микропроцессорлық техника негіздері. 1-бөлім. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБУ, 2011. – 21 б. 20. Шанаев О.Т. Микропроцессорлық техника негіздері. 2-бөлім. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБУ, 2011. – 21 б. 21. Шанаев О.Т. Микропроцессорлық техника негіздері. 3-бөлім. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБУ, 2011. – 30 б. 22. Шанаев О.Т. Бағдарламалы құрылымдар: Оқу құралы / Алматы: АЭжБУ, 2011. – 80 б. Мазмұны Кіріспе 1 Цифрлық құрылғылар 1.1 Цифрлық құрылғылардың математикалық негіздері 1.1.1 Екілік санау жүйесі 1.2.3.1 Сандардың түрлендірілімі 1.1.1.1.1 Ондық санның екілік санға түрлендірілуі 1.1.1.1.2 Екілік санның ондық санға түрлендірілуі 1.1.1.1.3 Санның оналтылық жазылымы 1.1.2 Логикалық функциялар 1.1.2.1 Негізгі функциялар 1.1.2.2 Әмбебап функциялар 1.1.2.3 Теңдік және теңсіздік функциялары 1.1.3 Логика алгебрасының заңдары мен заңдылықтары 1.1.4 Күрделі функциялар 1.2.3.1 Логикалық функцияларды минимизизациялау 1.1.4.1.1 Тікелей түрлендіру тәсілі 1.1.4.1.2 Карно картасы арқылы түрлендіру 1.1.4.1.3 Арнайы түрлендіргішті пайдалану 1.2 Қиыстырма құрылғылар 1.2.1 Логикалық элементтер 1.2.1.1 Логикалық элементтердің тез әрекеттілігі 1.2.2 Қиыстырма құрылғыларды құру тәртібі 1.2.3 Қалыпты қиыстырма құрылғылар 1.2.3.1 Шифраторлар 1.2.3.1.1 Шифратордың өлшемін ұлғайту 1.2.3.2 Дешифраторлар 1.2.3.2.1 Дешифратор негізінде қиыстырма құрылғы құру 1.2.3.3 Мультиплексорлар 1.2.3.3.1 Мультиплексор негізінде қиыстырма құрылғы құру 1.2.3.4 Демультиплексорлар 1.2.3.5 Қосуыштар 1.2.3.5.1 Бірразрядты қосуыштар 1.2.3.5.2 Көпразрядты қосуыштар 1.3 Тізбектеме құрылғылар 1.3.1 Триггерлер 1.3.1.1 Асинхронды RS-триггерлер 1.3.1.1.1 Тура кірісті RS-триггер 1.3.1.1.2 Теріс кірісті RS-триггер 1.3.1.2 Синхронды триггерлер 1.3.1.2.1 Синхронды RS-триггер 1.3.1.2.2 Статикалы басқарылымды D-триггер 1.3.1.2.3 Динамикалы басқарылымды триггерлер 1.3.2 Регистрлер 1.3.3 Санауыштар 1.4 Жадылық құрылғылар 1.4.1 Жадылық құрылғылардың басқару сигналдары 1.4.2 Жадылық құрылғылардың басты параметрлері 1.4.3 Жадылық құрылғылардың негізгі түрлері 1.4.4 Жадылық құрылғылардың негізгі құрылымдары 1.4.4.1 2D құрылымы 1.4.4.2 3D құрылымы 1.4.4.3 2DM құрылымы 1.4.5 Тұрақты жадылық құрылғылардың байланыс элементтері 1.4.5.1 ROM(M) құрылғылары 1.4.5.2 PROM құрылғылары 1.4.5.3 EPROM және EEPROM құрылғылары 2 Микропроцессорлар және микропроцессорлық жүйелер 2.1 Микропроцессорлық жүйелердің құрылым принциптері 2.2 Intel 8085 микропроцессоры 2.2.1 Микропроцессордың құрылымы 2.2.2 Микропроцессордың басқару сигналдары 2.2.3 Микропроцессордың жұмыс тәртібі 2.2.4 Микропроцессордың үзіліс жүйесі 2.2.5 Микропроцессордың тізбекті енгізу/шығару жүйесі 2.2.6 Микропроцессордың командалар жүйесі 2.2.7 Микропроцессорда қолданылатын сілтеу тәсілдері 2.3 Микропроцессорлық жүйенің жұмысын бағдарлау 2.3.1 Дерек таратылымы 2.3.2 Бірбайтты арифметика 2.3.3 Екібайтты арифметика 2.3.4 Көбейту бағдарламасы 2.3.5 Стекпен жұмыс ұйымдастырылуы 3 Микропроцессорлық жүйе моделі 3.1 MP4M моделі 3.2 MP4M моделін бағдарлау 3.2.1 Дерек таратылымы 3.2.2 Арифметикалық және логикалық командалар 3.2.3 Айналымды бағдарламалық құрылымдар Әдебиеттер тізімі жүктеу/скачать 0.81 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||