Однокристальные микроЭВМ (ОМЭВМ)

Однокристальная микроЭВМ (ОМЭВМ) – это прибор, выполненный в виде БИС и объединяющий в одном кристалле все основные элементы микропроцессорной системы: центральный процессор, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), порты ввода/вывода, таймеры. ОМЭВМ используются в качестве управляющих микропроцессорных систем, встраиваемых в объекты управления, и поэтому часто называются однокристальными микроконтроллерами ( МК).ОМЭВМ находят в настоящее время широкое применение в автоматизированном электроприводе и других объектах электротехники, в том числе и бытовой техники благодаря дешевизне, малым габаритам, возможности использования программного обеспечения для решения широкого класс задач.

Промышленностью выпускаются 4- ,8- ,16- , 32-разрядные ОМЭВМ.

В устройствах промышленной автоматики, для построения промышленных контроллеров наиболее широко используются 8-разрядные ОМЭВМ. Основными параметрами ОМЭВМ являются объем внутренней памяти программ, тип памяти программ, объем памяти данных, максимальная частота следования тактовых сигналов, ток потребления.

Изучение принципов работы МПС на универсальных МП следует начать с рассмотрения структуры и программной модели МП. Особое внимание следует обратить на режимы работы МПС.

При изучении ОМЭВМ необходимо ознакомиться с параметрами и характеристиками наиболее распространенных ОМЭВМ, изучить структуру ОМЭВМ на примере микросхемы К1816ВЕ51, получившей широкое применение в отечественных разработках.

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определения понятиям: микропроцессор, микропроцессорная система, микропроцессорный комплект.

2. Состав МПС, назначение основных блоков.

3. Взаимодействие блоков при работе под управлением программы.

4. Аппаратные прерывания в МПС.

5. Основные параметры МП.

6. Структурная схема МП, назначение основных блоков.

7. Назначение аккумулятора, РОН, регистров PC, SP микропроцессора.

8. Назначение и структура регистра признаков.

9. Организация блока электронной памяти МПС.

10. Организация стековой памяти.

11. Определите максимально возможный объем памяти МПС на базе МП КР580ВМ80, К1810ВМ86.

12. Основные параметры ОМЭВМ.

13. Области применения ОМЭВМ.

Тема 3.2 Программное управление работой микропроцессорных систем

Программное обеспечение разрабатывается для управления аппаратными средствами МПС. Наиболее приближенным к аппаратным средствам является машинно-ориентированный язык программирования - Ассемблер.

Система команд Ассемблера представлена пятью группами:

- команды пересылки,

- арифметические команды,

- логические команды,

- команды переходов,

- команды ввода-вывода и управления.

Программа на языке Ассемблера пишется в символьной форме – мнемокодах, понятных пользователю, а для выполнения программы микропроцессором ее необходимо перевести в машинные коды. В каждой команде микропроцессору указывается, какие действия нужно выполнить, где взять данные для выполнения команды, куда поместить полученный результат. Знание аппаратных средств МПС, программной модели МП, организации памяти и интерфейса ввода-вывода помогает пользователю изучить систему команд, понимать, а затем и разрабатывать программное обеспечение для управления МПС.

Форматы данных и команд восьмиразрядного микропроцессора КР580ВМ80

Данные (обрабатываемая информация и результаты обработки) хранятся в оперативной памяти и в процессоре в виде 8-разрядных двоичных чисел. Слово данных имеет однобайтовый формат.

Для команд используются одно- , двух- и трехбайтовые форматы в зависимости от степени сложности команды.

Однобайтовый формат команды: команда занимает в памяти программ одну ячейку памяти.

Двухбайтовый формат команды:

В первом байте двухбайтовой команды указывается код выполняемой операции, во втором байте приводится число, являющееся операндом при выполнении операции, или адресом порта при обмене данными с периферийными устройствами.

Трехбайтовый формат команды:

Байты трехбайтовой команды имеют следующие назначения: в первом байте указывается код выполняемой операции; следующие два байта используются для указания двухбайтового операнда или адреса ячейки ОЗУ.

Способы адресации операндов

Способ адресации – указание МП, где взять операнды для выполнения команды и куда поместить результат.

МП КР580ВМ80 имеет четыре способа адресации данных (операндов), хранящихся в памяти или регистрах:

- прямая адресация – второй и третий байты команды содержат адрес ячейки памяти, в которой хранятся данные. Младшие биты адреса содержатся во втором байте, старшие – в третьем;

- регистровая – команда указывает регистр или пару регистров, содержащих данные;

- косвенная регистровая – команда указывает пару регистров, в которой содержится адрес ячейки памяти, где расположены данные. Младшие биты адреса хранятся а первом регистре пары, старшие – во втором;

- непосредственная – команда содержит данные длиной 8 или 16 бит. Сначала идет младший байт, затем – старший.

При изучении темы следует освоить систему команд на уровне понимания мнемокодов, форматов команд, способов адресации стандартных команд разного назначения, обратить особое внимание на единство аппаратного и программного обеспечения в работе средств вычислительной техники.

Вопросы и задания для самопроверки

1.Приведите примеры и поясните команды пересылки Ассемблера типа регистр – регистр, регистр – память, данные – регистр.

2.Приведите примеры и поясните выполнение логических, арифметических команд.

3.Приведите примеры и поясните выполнение команд условных, безусловных переходов.

4.Приведите примеры и поясните выполнение команд вызова подпрограмм.

5.Приведите примеры и поясните выполнение команд обращения к портам ввода - вывода.

6.Приведите примеры команд Ассемблера одно-, двух- и трехбайтового формата.

7.Охарактеризуйте способы адресации операндов МП КР580ВМ80.

8.Опишите приведенные ниже команды Ассемблера, укажите их формат и способы адресации:

MOV B,C MVI A,F

MOV A,M ADD L

INR H INX D