1.Описание лабораторного стенда.
Лабораторный стенд представляет собой МИКРО-ЭВМ “Электроника-580” и осциллограф C1-91.
МИКРО-ЭВМ “Электроника-580” позволяет отлаживать программы написанные в кодах системы команд микропроцессорного комплекта К580.
Для воспроизведения вводимой информации МИКРО-ЭВМ снабжена дисплеем, содержащим два поля: адрес и регистр/данные. В состав каждого поля входят четыре шестнадцатеричных индикаторов.
Поле адреса предназначено для отображения адреса ячейки памяти, к которой возможно обращение.
Поле регистр/данные в режиме ДАННЫЕ в двух младших разрядах отображает данные ячейки памяти, адрес которой определен в поле адреса.
Поле регистр/данные в режиме РЕГИСТР в двух старших разрядах отображает мнемонику регистра, а младшие два разряда – данные, находящиеся в этом регистре.
Для ввода данных ЭВМ снабжена клавиатурой, содержащей 25 клавиш. Шестнадцать клавиш предназначены для ввода данных, девять – для управления работой ЭВМ. Схема расположения клавиш приведена ниже:
REG | MEM | BRK | CLR | RST |
C | D | E | F | STEP |
8/H | 9/L | A | B | RUN |
4 | 5 | 6 | 7 | ADDR |
0 | 1/P | 1/T | 3 | NEXT |
Клавиши 0÷F предназначены для ввода шестнадцатеричных цифр, образующих адрес или данные. Часть этих клавиш используется для ввода адресов регистров (8/H, A-F,1/P,2/T).
Клавиша REG предназначена для ввода адреса регистра.
Клавиша MEM переключает ЭВМ на ввод данных.
Клавиша BRK предназначена для ввода точек останова программ при их отладке.
Клавиша CRL обеспечивает восстановление предшествующих данных, если при вводе новых произошла ошибка при условии, что другие клавиши не нажимались.
Клавиша RST обеспечивает начальную установку микропроцессора.
Клавиша STEP обеспечивает покомандное выполнение отлаживаемой программы.
Клавиша RUN обеспечивает запуск программы на выполнение.
Клавиша ADDR предназначена для ввода адреса ячейки памяти, с которой предполагается производить обмен информацией.
Клавиша NEXT обеспечивает увеличение адреса на единицу (адреса ячейки памяти или регистра).
Тумблер отладка/прогон в положении ОТЛАДКА обеспечивает выполнение программы под управлением отладочных средств ЭВМ.
В положении ПРОГОН управление полностью передается программе пользователя и отладочные средства не используются.
2. Работа с лабораторным стендом.
Включение лабораторной установки.
Тумблер СЕТЬ установить в положение ВКЛ. Нажать клавишу RST; произойдет сброс ЭВМ и вход ее в монитор. На экране ЭВМ будет высвечиваться адрес 8200, и в разрядах данных информация, содержащаяся в этих ячейках, ЭВМ готова к работе.
Ввод адреса.
Для перевода ЭВМ в режим ввода адреса необходимо нажать клавишу ADDR. После этого ЭВМ будет принимать данные, вводимые с клавиатуры (0 – F), в регистр адреса, отображая вводимую информацию в разрядах адреса индикатора ЭВМ.
Ввод данных.
После того как на индикаторе ЭВМ установлен требуемый адрес ячейки памяти, ее содержимое будет отображено на дисплее в разрядах данных. Если необходимо изменить содержимое этой ячейки, то ЭВМ необходимо перевести в режим ввода данных нажатием клавиши MEM. Ввод данных после этого отображается в разрядах данных индикатора.
ПРИМЕЧАНИЕ: режимы ввода адреса и данных сохраняются до нажатия других управляющих клавиш кроме NEXT.
Последовательное изменение адресов.
При просмотре содержимого памяти, и при вводе программ и данных часто необходимо задавать последовательные адреса памяти в порядке возрастания или убывания (инкремент адреса и декремент адреса соответственно).
Нажатие клавиши NEXT обеспечивает инкремент адреса на единицу, режим ввода при этом сохраняется.
В режиме ввода данных нажатие клавиши MEM уменьшает адрес на единицу.
Ввод программ пользователя.
Ввод программ пользователя осуществляется в следующей последовательности:
а) установить адрес первой команды программы в регистре адреса ЭВМ (см. ввод адреса раздела 2).
б) перевести ЭВМ в режим ввода данных и ввести первый байт программы (см. ввод данных раздел 2).
в) увеличить адрес ввода на единицу нажатием клавиши NEXT.
г) ввести, используя клавиши 0 – F, второй байт программы.
д) повторить работу по пунктам а-д до ввода последнего байта программы.
Запуск программы.
Перед запуском программы необходимо установить в регистре адреса адрес первой команды программы (см. ввод адреса раздел 2) и нажать RUN.
Возврат в монитор ЭВМ.
Нажатие клавиши RST позволяет прервать программу пользователя и вернуться в режим монитора.
3.Методика выполнения лабораторной работы №2
Цель работы - исследование временных диаграм, которые формирует процессор КР580ВМ80А при выполнении им различных команд, в том числе команд обмена данными с подсистемами микроЭВМ (память, устройства ввода-вывода).
Выполнение работы включает следующие пункты:
Подготовку программы, позволяющей:а) обеспечить циклическое выполнение команды, которая задается преподавателем.
б) периодическое формирование сигнала для внешнего запуска осциллографа непосредственно перед началом временного интервала исполнения заданной команды.
Программа составляется на ассемблере, затем переводится в машинные коды. Программа должна содержать блок подготовки внутренних узлов процессора (регистров адресации или данных в зависимости от предложенной команды, например, регистров HL и SP при исследовании команд работы с памятью или стеком) и узлов интерфейса обмена с внешними устройствами. В микроЭВМ этот интерфейс реализован на БИС КР80ВВ55А, для нормальной работы которой необходимо задать и занести управляющий код в специальный регистр управления режимом. В макете адреса регистров интерфейсной БИС таковы:
Порт управления - 03
Порт “A” - 00
Порт “B” - 01
Порт “C” - 02
Управляющее слово для обеспечения работы порта “C1” для выдачи данных равно 92h. Разряд C1 выведен на разъем X9.
Адресное пространство пользователя с 8200h до 83FFh.
Ввод программы в память микроЭВМ и пробный пуск. Если после возврата под управление внутреннего монитора макета, программа пользователя не разрушается в памяти, можно начать исследование выполнения процессором заданной команды. Исследование временных диаграмм.Подключить один из входов осциллографа к выводу С1 разъема X9 (общий провод осциллографа д. б. заранее соединен с “общим” макета), пустить программу и убедиться в том, что на C1 наблюдается изменение потенциала (развертка осциллографа должна находиться в автоколебательном режиме с внутренней синхронизацией). Если сигнал наблюдается, перевести развертку осциллографа в ждущий режим с внешним запуском; соединить кабелем вход “внешний пуск” и ручкой “уровень синхронизации” добиться появления развертки на экране. Подключить один из входов осциллографа к сигналу синхронизации. И не отключая запуск осциллографа, “уровнем синхронизации” и длительностью развертки добиться наблюдения на экране сигнала синхронизации так, чтобы его фронт, за которым следует предложенная команда, был в начале развертки лучей осциллографа. Подать на входы осциллографа сигналы управления, вырабатываемые процессором в циклах исследуемой команды, зарисовать их вид и взаимное расположение. Удобно на верхний луч вывести φ2(тактовую частоту ЦП).
На следующий луч - ST. STB (начало процессорного цикла и момент фиксации байта состояния); далее - М1 (признак первого цикла команды); затем те сигналы, которые должны вырабатываться процессором в циклах данной команды. Сигналы на ША и ШД наблюдать и зарисовывать только по одной из линий, на которых (желательно) сигналы меняются в каждом процессорном цикле. Длительность развертки осциллографа установить такую, чтобы удобно и ясно было взаимное временное расположение всех сигналов.
Для успешного выполнения этой части работы вы должны ясно представлять ожидаемые виды сигналов в процессорных циклах.
Не меняйте положения ручек усиления по каналам! Если что-то не понятно или не получается обратитесь к преподавателю. Полученные временные диаграммы показать преподавателю.
Съем данных на ША и ШД в циклах команды.Для полного контроля действий процессора на всех этапах выполнения команды необходимо произвести проверку и записать данные, которые формируются на шинах адреса и данных микроЭВМ в определенные моменты времени. Путем последовательного наблюдения диаграмм состояния шины Д7-Д0, зафиксировать их логические значения в момент действия сигнала ST. STB; и окончания сигналов MR, MW, I/OR, I/OW (в зависимости от команды). Аналогично фиксировать логические уровни сигналов ША в моменты окончания чтения или записи. Данные свести в таблицу, пример которой приведен в описании работы.
Отчет о работе.Он должен включать: текст программы на ассемблере и в кодах процессора; временные диаграммы сигналов управления, данных и адреса в циклах команды; сведенные в таблицу результаты считывания данных с ША и ШД в циклах команды с комментариями (см. пример оформления).
4.Выводы лабораторного стенда
X8 X9
Сигнал | А | В | Сигнал | А | В |
А0 | 1 | HOLD | 9 | ||
А1 | 1 | HLDA(инв) | 10 | ||
А2 | 2 | DBIN(инв) | 11 | ||
А3 | 3 | φ2 | 8 | ||
А4 | 4 | ST. STB | 13 | 9 | |
А5 | 5 | M1 | 11 | ||
А6 | 6 | INT | 13 | ||
А7 | 7 | WAIT | 16 | ||
А8 | 8 | C1 | 6 | ||
А9 | 9 | ||||
А10 | 0 | ||||
А11 | 11 | ||||
А12 | 12 | ||||
А13 | 13 | ||||
А14 | 14 | ||||
А15 | 15 | ||||
Д0 | 4 | ||||
Д1 | 5 | ||||
Д2 | 6 | ||||
Д3 | 7 | ||||
Д4 | 8 | ||||
Д5 | 9 | ||||
Д6 | 10 | ||||
Д7 | 11 | ||||
Общ | 21 | 21,22 | |||
MW(инв) | 2 | ||||
MR(инв) | 3 | ||||
I/OR(инв) | 13 | ||||
I/OW(инв) | 12 | ||||
INTA(инв) | 14 |
5.Пример оформления.
Задание: изучить порядок выполнения инструкции RST 5 микропроцессором КР580ВМ80А.
Программа:
В мнемонике: В кодах:
MVI A,92H 8200: 3E 92
OUT 03H 8202: D3 03
LAB: MVI A, FFH 8204: 3E FF
OUT 02H 8206: D3 02
RST 5 8208: EF
MVI A,00H 8209: 3E 00
OUT 02H 820B: D3 02
JMP LAB 820D: C3 04 82
Таблица:
ША | ШД | МНЕМ | БАЙТ СОСТОЯНИЯ | Комментарий | |||||||
D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | ||||
MR | IN | M1 | OUT | HALT | STACK | INTA | |||||
8208 | EF | EF | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
A2 | |||||||||||
83D7 | 82 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 | |
04 | |||||||||||
83D6 | 09 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 3 | |
04 |
Комментарии:
Чтение кода операции из ячейки памяти с адресом 8208h. PC=PC+1 Запись в стек старшего байта регистра PC. SP=SP-1 Запись в стек младшего байта регистра PC. SP=SP-1Временные диаграммы выполнения команды RST 5 представлены на рисунке.
