Сборник методических указаний к лабораторным работам по дисциплине Архитектура вычислительных систем (стр. 4 )

Для расширения функциональных возможностей УОУ предусмотрено подключение к нему различных внешних устройств, например, дополнительной памяти, интерфейсов и т. п. Одну печатную плату можно разместить внутри УОУ, а другие можно подключить к внешним системным разъемам.

3.        ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа производится на учебно-отладочном устройстве "Электроника-580" без дополнительных модулей и контрольно-измерительной аппаратуры.

4.        ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ

4.1.        "Электроника-580".

4.2.        Изучите организацию, структуру и внутренние регистры МП КР580ВМ80А Ознакомьтесь с описанием учебно-отладочного устройства.

4.3.        Ознакомьтесь с основными режимами работы УОУ.

5.        ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

5.1.        Порядок включения УОУ

Подключите шнур питания к сети  220 В и 50 Гц, переведите тумблер "Сеть" в положение "Вкл" и нажмите клавишу RST. При этом УОУ будет установлено в исходное состояние: в счетчик команд пользователя записывается 8200, а в указатель стека – 83BF.

Возвращать УОУ в исходное состояние можно не только при включении, но и в любое время при работе. При нажатии на клавишу RST информация, ранее записанная в ОЗУ, не изменяется, а содержимое регистров МП обычно теряется. Счетчик команд МП и указатель стека устанавливается в исходное состояние, разрешающее прерывания по всем векторам, стирается информация о контрольных точках.

Установите переключатель "Прогон-Отладка" в положение "Отладка".

5.2.        Исследование содержимого памяти

Методику рассмотрите на конкретном примере исследования содержимого области памяти с адресами 0320-0333.

5.2.1.        Нажмите клавишу ADDR, при этом на четырех левых разрядах дисплея отобразится содержимое счетчика команд пользователя.

5.2.2.        Последовательно нажмите клавиши 0, 3, 2, 0. При нажатии первой клавиши её код вводится в четвертый разряд дисплея, а три старших разряда обнуляются. Последующие цифры записываются в младший разряд адресного дисплея с предварительным сдвигом всех знаков на один разряд влево. При введении четвертой цифры с клавиатуры на двух правых индикаторах дисплея появится содержимое адресуемой ячейки памяти вместо пробелов. В данном случае появится код В5. В случае ошибки при введении кода адреса следует нажать клавишу ADDR и повторить ввод.

5.2.3.        Нажмите клавишу NEXT. При этом адрес увеличится на единицу и на дисплее появится содержимое ячейки памяти с новым адресом. Последовательно нажимая клавишу NEXT, проверьте содержимое 20 ячеек памяти и результаты запишите в отчет.

5.2.4.        Нажмите клавишу MEM. На дисплее должна появиться точка после шестого слева разряда. Последовательно нажимая клавишу MEM, убедитесь, что каждое повторное её нажатие приводит к уменьшению на единицу адреса памяти и появлению на дисплее содержимого по новому адресу.

5.3.        Запись информации в память.

Методику рассмотрите на примере: записать в ячейки памяти с адресами 80Е7-80ЕС последовательно коды 42, FF, 0Е, 23, 77, 01.

5.3.1.        Нажмите клавишу ADDR и после этого наберите адрес 80Е7. На индикаторе появится адрес и его старое содержимое. Нажмите клавишу МЕМ. На индикаторе появится точка, показывающая, что запись по индицируемому адресу возможна.

5.3.2.        Нажмите клавишу 4. Убедитесь, что введенная цифра индицируется в младшем разряде данного дисплея.

5.3.3.        Нажмите клавишу 2. Убедитесь при этом, что цифра 4 младшего разряда на дисплее переместилась влево, а цифра 2 заняла её место.

5.3.4.        Нажмите последовательно клавиши 4 и 2. Проверьте, что последующие нажатия на цифровые клавиши приводят к вводу цифры нажатой клавиши в младший разряд дисплея данного и смещению в старший разряд цифры предыдущей нажатой клавиши.

5.3.5.        Нажмите клавишу NEXT. На индикаторе появится следующий адрес 80Е8 и его старое содержимое. Для ввода новой информации нажмите дважды клавишу F, а затем клавишу NEXT. Далее занесите данные в последующие ячейки. При записи в последовательные ячейки клавишу MEM нужно нажать только один раз, а затем использовать клавишу NEXT. Как и при чтении из памяти, повторные нажатия клавиши MEM будут уменьшать на единицу адрес памяти.

Если при записи информации в память обнаружится, что в какой-либо ячейке уже содержится нужный код, то не следует набирать код на клавишах, а нужно сразу же нажать клавишу NEXT для перехода к следующему адресу.

5.3.6.        Запишите код 10 по адресу 0046, опишите в отчете и объясните ситуацию.

5.4.        Исследование и изменение содержимого программно-доступных регистров микропроцессора.

5.4.1.        Нажмите клавишу REG, а затем клавишу с наименованием регистра, т. е. одну из следующих: A, B,C, D, E, F,  H. На дисплей будет выведен текущий адрес счетчика команд пользователя, затем обозначение выбранного регистра, в шестом разряде - знак "тире", а в седьмом и восьмом - содержимое регистра. Новое содержимое регистра можно вводить с цифровых клавиш сразу же, не нажимая клавишу MEM.

5.4.2.        Нажатие на клавишу NEXT приведет к выводу на индикатор обозначения и содержимого следующего регистра микропроцессора.

5.5.        Исследование и изменение содержимого регистровых пар и косвенно адресуемых ячеек памяти

Для чтения содержимого регистровой пары нужно нажать клавишу ADDR, затем цифровую клавишу, соответствующую выбранной регистровой паре. (Табл. 1.1), и, наконец, клавишу MEM. Содержимое регистровой пары будет выведено  в разряды 1-4 дисплея, в разрядах 5 и 6 будет обозначение пары, а в разрядах 7 и 9 - содержимое ячейки с указанным адресом.

Новое содержимое косвенно адресуемой ячейки можно сразу же ввести с цифровых клавиш. Для измерения содержимого регистровой пары нужно

записать новую информацию в каждый из регистров пары в режиме REG (п. 5.4).

5.6.        Выполнение демонстрационной программы.

5.6.1.        Загрузите коды команд демонстрационной программы в соответствующие ячейки ОЗУ (табл. 1.2).

5.6.2.        Введите стартовый адрес программы 8200 и нажмите клавишу RUN. Наблюдая за индикатором, определите, какие действия выполняет демонстрационная программа.

5.6.3.        Демонстрационная программа содержит неограниченный цикл. Её выполнение можно прервать лишь с клавиатуры. Для прекращения выполнения программы нужно нажать клавишу RST. Введенная программа в памяти при этом сохранится и её при необходимости можно будет запустить повторно.

Таблица 1.2

СТАРШИЕ РАЗРЯДЫ АДРЕСА	МЛАДШИЕ РАЗЯДЫ АДРЕСА
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F
820	3E	00	CD	95	02	06	64	0E	05	0D	C2	09	82	05	02	07
821	82	3C	27	C3	02	82

5.6.4.        Скорректируйте программу, записав нуль по адресу 8212. Запустите измененную программу с того же стартового адреса и определите, как изменились действия программы.

6.        СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать структурную схему УОУ, карту распределения памяти, объяснение указанных в программе выполнения работы ситуаций.

7.        ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

7.1.        Изобразить структуру учебно-отладочного устройства.

7.2.        Что такое карта памяти УОУ?

7.3.        Какие адреса памяти относятся к ОЗУ и какие к ПЗУ?

7.4.        Расскажите о возможных режимах работы УОУ.

7.5.        Как записать информацию в программно-доступные регистры МП или в память УОУ?

7.6.        Что происходит в УОУ при попытке записи данных:

7.6.1.         в ПЗУ;

7.6.2.        в физически отсутствующую область?

7.7.        Опишите функции каждой клавиши управления.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ЗАПИСЬ И ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОСТЫХ ПРОГРАММ

1.        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.

2.        ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ЗАПИСЬ ПРОГРАММ ПРИ РАБОТЕ С УОУ

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 (программа 2.1):

ПРОГРАММА 2.1

АДРЕС	МАШ. КОД	МЕТКА	МНЕМОКОД	КОММЕНТАРИИ
8148	3E B5	START	MVI A, B5	ЗАСЫЛКА КОДА В5 В АККУМУЛЯТОР
814А	21 A4 82	LXI H, 82A4	ЗАСЫЛКА АДРЕСА 82А4 В ПАРУ HL:
814D	77	MJV M, A	ПЕРЕСЫЛКА ИЗ АККУМУЛЯТОРА В  ПАМЯТЬ ПО АДРЕСУ ИЗ ПАРЫ HL
814E	E7	RS14	КОНЕЦ ПРОГРАММЫ И ВОЗВРАТ В  МОНИТОР

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.