МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Владимира Даля

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «ОСНОВЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ»

(для студентов, специальности 7.0925.01. Автоматизированное управление технологическими процессами)

Луганск ВНУ 2006

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Владимира Даля

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине

«ОСНОВЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ»

(Часть 1)

(для студентов, специальности 7.0925.01. Автоматизированное управление технологическими процессами)

У Т В Е Р Ж Д Е Н О

на заседании кафедры

автоматики и систем управления

Протокол № от января 2011г

Луганск ВНУ 2011

УДК 681.325.5

Методические указания к лабораторным работам по курсу «Основы микропроцессорной техники» (для студентов обучающихся по направлению «Компьютерные технологии, системы управления и автоматики» 7.0925.01)

Сост: В.А. Кацюба, С.А. Львов. – Луганск: ВНУ им. В. Даля, 2011 г - 35 с.

Содержат указания к выполнению лабораторных работ по учебной микро ЭВМ. Лабораторные работы посвящены разработке алгоритмов и отладке программ для микро ЭВМ. Приведены краткие сведения об архитектуре, устройстве микропроцессорных систем, методике разработки алгоритмов различной сложности, общие сведения о командах языка «Ассемблер», примеры программ реализации алгоритмов.

Составитель В.А. Кацюба, ст. преп.

С.А. Львов, ассист.

Рецензент Л.Ф. Истомин, доц.

Отв. за выпуск О.В. Малахов, доц.

Общие указания

Целью лабораторных работ является изучение архитектуры ЭВМ, , приобретение навыков работы на ней и обучение основам программирования на языке ассемблер.

Выполнению каждой лабораторной работы должна предшествовать самостоятельная подготовка студентов, в процессе которой подробно изучаются описание лабораторной работы, примеры программ, приведенные в описании, а также оформляется отчет о проделанной работе.

Перед началом выполнения лабораторной работы результаты подготовки проверяются преподавателем. При этом студенты должны сформулировать цель и порядок выполнения работы, показать умение работать на макете и ответить на контрольные вопросы.

При выполнении экспериментальной части студент обязан строго выполнять порядок проведения работы, изложенный в описании.

Отчет о выполненной работе должен содержать следующие разделы: подробные комментарии к программе-примеру, приведенному в описании лабораторной работы; текст задания, выданного преподавателем, и соответствующая программа с комментариями; заключение о проделанной работе, в том числе анализ сделанных ошибок при выполнении лабораторной работы.

Оформленный отчет представляется преподавателю в начале следующего занятия.

Зачет по лабораторной работе студент получает после собеседования по тематике выполненной работы.

Цикл лабораторных работ состоит из двух частей. Первая часть состоит из 6 лабораторных работ, выполняемых на стендах учебных микроЭВМ (УМК), вторая часть выполняется на инструментальной модели транспортной системы гибкого производства с контроллером МС2702 в качестве управляющего устройства. Аппаратно УМК и МС2702 выполнены на основе восьмиразрядного однокристального микропроцессора КР580ВМ80 и соответствующего микропроцессорного набора больших интегральных схем. При разработке и отладке программ используются персональные компьютеры.

Литература для самоподготовки

Самофалов К.П., Викторов О.В. Микропроцессоры — К. Техника, сер «Библиотека инженера» - 2-е издание 1989. — 312 с.

Майоров В.Г., Гаврилов А.И. Практический курс программирования микропроцессорных систем — М. Машиностроение, 1989. — 272 с.

Лабораторная работа 1 изучение учебной микроэвм (умк)

Цель работы: изучить структуру учебной микроЭВМ, конструкции отдельных узлов, назначения органов управления.

1. Состав и конструкция учебной микроэвм

Учебная микроЭВМ состоит из следующих составных частей: микроЭВМ, пульта оператора, блока питания.

МикроЭВМ является основной составной частью и управляет работой всей учебной микроЭВМ. Все обращения к памяти, операции ввода/вывода, вычисления выполняются микроЭВМ или ею же инициируются.

Пульт оператора предназначен для взаимодействия оператора с микроЭВМ.

Блок питания обеспечивает постоянными стабилизированными напряжениями микроЭВМ, а также макетный ТЭЗ М1.

МикроЭВМ состоит из операционного устройства ОУ, постоянного запоминающего устройства ПЗУ, оперативного запоминающего устройства ОЗУ и устройства пошагового выполнения программ.

Пульт оператора состоит из клавиатуры, шестиразрядного дисплея, световой индикации и управляющих кнопок: сброс “СБ”, прерывание “ПР”, шаг “ШГ”, а также переключателей работа/шаг “РБ/ШГ” и команда/цикл “КМ/ЦК” (рис.1.1).

Основой микроЭВМ является ЦП, который производит все операции по обработке информации. Исходным состоянием ЦП является чтение информации по нулевому адресу ПЗУ. ЦП принимает это состояние после нажатия управляющей кнопки “СБ” на пульте оператора.

Информация о состоянии ЦП фиксируется в регистре состояния в начале каждого машинного цикла. В (табл.1.1) приведены возможные состояния ЦП. В зависимости от состояния этого регистра формируются сигналы, управляющие работой всей микроЭВМ. Состоянию 0 в табл.1-1 соответствует низкий уровень потенциала, а состоянию 1 — высокий. В (табл.1.2) дано определение каждого бита регистра состояния.

В ПЗУ записана программа “Монитор”, обеспечивающая ввод информации с клавиатуры пульта оператора и вывод ее на дисплей.

Программа “Монитор” занимает 1 КБайт и использует последние 54 ячейки ОЗУ, еще 1 КБайт зарезервирован за пользователем. ОЗУ используется для хранения программ пользователя и имеет емкость 1 КБайт.

Устройство шагового выполнения программ приводит ЦП в состояние “Ожидание” после выполнения очередного шага. Возможны два пошаговых режима работы: покомандный шаг и поцикловой шаг. Вызов пошагового режима работы осуществляется переключателем “РБ/ШГ”, выбор величины шага — переключателем “КМ/ЦК”. Для последующего шага необходимо нажать кнопку “ШГ”, при этом выполнение очередного шага на световой индикации отображает состояние адресной шины, шины данных и регистра состояния ОУ в двоичном коде.

1 — индикация шины адреса

2 — индикация шины данных

3 — индикация регистра состояний

4 — СБ —сброс

5 — ПР — прерывание

6 — ШГ — шаг

7 — РБ/ШГ —работа/шаг

8 — КМ/ЦК — команда/цикл

9 — разъем для подключения макетного ТЭЗа

Рис 1.1

Выполнение программ может быть остановлено нажатием управляющей кнопки “ПР”.

При этом состояние всех регистров ЦП сохраняется в ОЗУ, откуда они опять могут быть загружены в ЦП и выполнение программы продолжается, начиная с точки останова.

Конструктивно микроЭВМ выполнена, в виде ТЭЗ ПЦ, пульт оператора — в виде ТЭЗ ПИН, платы ПИ и платы ПК.

Таблица 1.1

Состояние ОУ	Разряды регистра состояния ЦП
	D0 INTA	D1 WO	D2 STACK	D3 HLTA	D4 OUT	D5 MI	D6 INP	D7 MEMR
Выбор команды	0	1	0	0	0	1	0	1
Чтение памяти	0	1	0	0	0	0	0	1
Запись в память	0	0	0	0	0	0	0	0
Чтение стека	0	1	1	0	0	0	0	1
Запись в стек	0	0	1	0	0	0	0	0
Ввод	0	1	0	0	0	0	1	0
Вывод	0	0	0	0	1	0	0	0
Прерывание	1	1	0	0	0	1	0	0
Останов	0	1	0	1	0	0	0	1
Прерывание	0	1	0	1	0	0	0	1
В останове	1	1	0	1	0	1	0	0