схематехника. Схемотехника
 Скачать 0.84 Mb.
|
|
14 Дәріс. Арифметикалық және логикалық командалар 14.1 Арифметикалық командалар МП орындалатын негізгі арифметикалық функциялардың бірі қосу болып табылады. Бір екілік санды екіншінің қосымша кодымен қосқан кезде азайту операциясы іске асырылады. Қосу көп рет қайтаналануы мүмкін, ал көп рет қосу дегеніміз, бұл көбейту операциясы. Қайталанатын азайту операциясы бөлу операциясын береді. Екілік сандарды көбейту ондықтарды көбейтуге ұқсас. Екі жағдайда да ең шеткі оң позицияда орналасқан ең аз мәнді сандар наймын өңдеуден басталады. Тасымалдау 110 0110 0000 С Қосылғыш 062 0011 1110 А Қосылғыш 049 0011 0001 В -------------------- ------------- Сома 111 0110 1111 А Он екілік сандарды азайту операциясы да ондықтарға ұқсас. Заем /тасымалдау/ 1 0000 0010 С Азайғыш 62 0011 1110 А Азайтқыш 49 0011 0001 В -------------------- ------------ Айырымы 13 0000 1101 А Теріс екілік сандар қосымша кодта беріледі (2 дейін толықтырылған), оның қалыптасуы екі кезеңнен тұрады: теріс кодты алу және бірді қосу. Егер сан оң болса, онда үлкен бит белгі 0 тең, ал кері жағдайда да 1-ге тең. Екілік санның кері коды осы типті санның кодын инвертирлеу нәтижесі. Жоғарыда келтірілген мысалда теріс санды қосымша кодта беруге болады 0011 0001 49 саны тура кодта ------------ 1100 1110 49 кері коды 0000 0001 кері кодқа қосылған бірлік ------------ 1100 1111 49 қосымша код Сонда екі санның айырмасы мынаған тең болады 0011 1110 А аға битте 0, яғни оң сан 1100 1111 В ---------------- 0000 1101 А Екі екілік санды көбейтуде екі амал орындалады: ығысу және қосу. Көбейтіндіні солға жылжыту, екілік санды 1 көбейту сол санның өзіне тең. Бөлу көбейтуге кері операция, яғни азайтқыш азайғыштан аз болғанша алу деген сөз. Арифметикалық операциясының көбейтіндісін орындауға қажетті бағдарламаны жазуы керек «Қосу» операциясы АDD r командасымен орындалады , бұл А, В регистрлерінің мазмұнына байланысты мәліметтердің орналасу орнына тәуелді қосылады, қосылу командасы жады және А (АDD М), мәліметтер және А (АDI байт) бірге болуы мүмкін. «Азайту» операциясы SUB r, командасымен іске асырылады, бұл кезде А регистрі құрамынан r регистрі құрамы азайтылады. Осы сияқты азайту командалары және А жадысымен (SUI байт) болуы мүмкін. 14.2 Логикалық (биттік) командалар Әрбір бит және булдік айнымалы болатын мәліметтермен операциялар жүргізу үшін НЕ, ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ логикалық командалары, НЕМЕСЕ жоққа шығару командалары қолданылады. ЕМЕС функциясын бірбайттық СМА (коп 2F)командасы жүзеге асырады, ол аккумулятор құрамын инвертирлейді. ЖӘНЕ функциясын ANA B – коп А0 командасы орындайды. НЕМЕСЕ функциясы ОRА r, командасымен орындалады, ол «НЕМЕСЕ» бойынша А және r регистрлер құрамын біріктіреді. «НЕМЕСЕ шығарылып тасталынатын» функция XRA r командасымен іске асырылады, бұл кезде A және r регистрлері құрамындағы логикалық функция орындалады. Іс жүзінде аккумуляторды тазалау үшін XRA A (коп AF) командасы қолданылады, ол әрбір битте нөлдік нәтиже береді. i8085 екілік- ондық кодпен (ВСD) жұмыс істеуге мүмкіндік береді, онда әрбір разрядтың ондық сандары екілік болып танылады. Осының салдарынан 9 (1001+1111) екіде асатын сандар ВСD-да жіберілмейді. Осы мақсатта МП ондық коррекциясы жүзеге асырылады DАА (коп 27) командасы қарастырылған: егер аккумулятор құрамындағы жартылай байт 9-дан үлкен болса, онда 6 қосылады. Ереже бойынша, ондық коррекция қосу операциясынан кейін орындалады. i8085 қосымша логикалық командаларына СМР r командасын жатқызуға болады, ол аккумулятор құрамы мен r регистрін бірінен бірін алу кезінде А құрамын өзгертпеу жолы арқылы салыстыру жүргізеді. Салыстыру нәтижесі жалаулар биттері бойынша анықталады: егер Z = 1 нолі, А = r ; егер А < r болса, ауысуы C = 1 болады. Кейбір есептерді шешуде берілген санды 2 есе арттыру/ кеміту керек. Ол RRC (оңға) немесе RLC (солға), бір разрядқа жылжиды. RAR және RAL командаларының айырмашылығы - олардың аккумулятор құрамының оңға (солға) циклдік ығысуы тасымалдау (С) жалау биті арқылы жүзеге асырылуында. CMC (коп 3F) командасы (C) тасу бит жалауын инвертирлейді. 15 Дәріс. i82С55 кіріс-шығыс интерфейсі 15.1 Жалпы мағлұматтар Енгізу/шығару жүйесі (КШЖ) МП сыртқы құрылғылармен байланысын қамтамасыз етеді, оларға мыналар жатады: - енгізу/шығару құрылғылары (ЕШҚ) - пернетақта, дисплей, принтер, берілгіштер және орындаушы механизмдер, АЦП, ЦАП, таймерлер және т.б.; - сыртқы есте сақтау құрылғылары (СЕСҚ): магниттік дискідегі жинақтаушылар, «электронды дискілер» және т.б. ЕШЖ қарастыру шегінде «ЕШҚ» және «СҚ» терминдерін синонимдер деп аламыз да, оларға процессор тарапынан көңіл аудару бір заң бойынша іске асырылады. ЕШЖ келесі функциялардың орындалуын қамтамасыз етуі керек: - мәліметтер форматын келістіру, себебі процессор әрқашан мәліметтерді параллельді формада жібереді/қабылдайды, ал кейбір СҚ (мысалы, НМД) – тізбекті формада. Осы көзқарас тұрғысынан параллель және тізбекті интерфейс құрылғылары ажыратылады. Параллель ауысу аясында берілген сөздердің форматтарын түрлендіру жүргізілмейді, осы кезде тізбекті ауысуда параллель кодты тізбектіге түрлендіру жүзеге асырылады; - ауысу режимін ұйымдастыру – әртүрлі шиналарда ақпараттың болуы, оның типі, СҚ күйі (Дайын, Бос емес, Авария), ауысудың уақытша параметрлерін шектеу, индентификациялаушы басқару сигналдарының қалыптасуы мен қабылдануы. Процессор және СҚ байланыс тәсілімен (активті және пассивті) асинхронды және синхрондық ауысуды бөліп көрсетуге болады. Синхрондық ауысу кезінде ауысудың уақыттық сипаттамалары толығымен МП анықталады, ол СҚ ауысуға дайындығын және ауысудың іс-жүзіндегі аяқталу уақытын сараптамайды. Синхрондық ауысу осыған үнемі дайын болатын құрылғылармен ғана болуы мүмкін (мысалы, екілік индикация). Асинхронды ауысу кезінде МП ауысу біту процесінде СЖ күйін сараптайды. Осы жағдайда ауысудың уақыттық сипаттамалары СҚ анықтала алады: - сыртқы құрылғының сыртқы селекциясын. Енгізу/шығару процесі МП басқаруымен не СҚ (ПДП контроллері) болуы мүмкін. Бірінші жағдайда енгізу/шығару әдістері екі түрге бөлінеді: сұрау бойынша және сүзу бойынша. Сұрау бойынша енгізу/шығару әдісі СҚ жауапқа дайындығын процессормен үнемі тексеру дегенді білдіреді. Бұл әдістің кемшілігіне төменгі тезжүргіштікті жатқызуға болады. Процессор және сыртқа құрылғылар жылдамдық бойынша сәйкес болулары керек. Егер ақпарат сирек түсетін болса (процессор СҚ сұрайды, ақпарат жоқ), тиімділігі төмен болады. 15.2 Бағдарламаланатын i8255 периферийлік интерфейсі Бағдарламаланатын i8255 бағдарламаланатын периферийлік интерфейсінің (programmable peripheral interface – PPI) 40 шығысы бар: - мәліметтерді енгізу/шығаруға арналған үш порт А(РА7 – РА0), В(РВ7 – РВ0), С(РС7 – РС0); - мәліметтерді уақытша сақтауға арналған мәліметтер буфері МБ (Д7 – Д0); - басқару блогы. Басқару блогының 6 шығысы бар: CS – бағдарламалау, есептеу немесе жазу операциялары үшін микросхемалар жиыны; А0, А1 – енгізу-шығару портын таңдау (00 – порт А, 01 – В, 10 – С, 11 – басқару блогының командаларының регистрі); RD, WR – оқу және жазу операциясы үшін; RESET – бастапқы күйге келу ауытқу сигналы, яғни ППИ барлық порттары мәліметтердің енгізу құрылғысы ретінде МП қолданылады.  15.1 сурет – ППИ құрылымдық А, В, С порттары жеке бағдарламаланған, сол сияқты топтар бойынша бағдарламаланған болуы мүмкін: А тобы – А порты және С портының үлкен жартылай байтты (РС7 – РС4); В тобы – кіші жартылай байтты В порты (РС3 – РС0). ППИ үш режимде жұмыс істейді: - 0 режим – негізгі (стробталмаған); - 1 режим –стробталған енгізу-шығару ( бірбағытты); - 2 режим – стробталған екібағытты ауыстыру. 15.2.1 Режим 0. ППИ-ді 0 режимінде порттар топтарға қосылатындай етіп бағдарламалауға болады: - екі бірбайттық және екі жартылай байттық порт (С порт) енгізу-шығару 16 мүмкін комбинациялары не үш бірбайттық порт А,В, және С порттарынан 8 мүмкін комбинациялар. Аккумулятор (А) мәліметтерді шығарған кезде МП (OUT командасы бойынша, порт адресі) олар ППИ буферлік регистрінде есте сақталып, ал содан кейін порт шинасы арқылы белгіленген портқа жіберіледі. Мәліметтерді аккумуляторға енгізген кезде МП А,В,С регистрлері «мөлдір» болады (мәліметтерді тіркемейді) және (IN, порт адресі) командасы бойынша мәліметтерді порт шинасынан микропроцессорлық мәліметтердің жүйелік шинасына (Д7 – Д0) жібереді. 15.2.2 Режим 1. Бұл режимде С портының 6 разряды МП және СҚ арасындағы мәліметтер ауысуын синхронизациялау үшін А және В порттары арқылы пайдаланылады, яғни тек екі порт А және В порттары ғана қолданылады. Бұл кезде 1 режим стробирленген кіріс немесе стробирленген шығыс ретінде болуы мүмкін. 1 режимінің стробирленген шығысы А порты немесе В портының жалғамалары бар енгізу құрылғысы ретінде жұмыс жасауын ұсынады. Бұл сыртқы мәліметтердің МП оларды шығарып тастауға дайын болғанша портта сақталуына мүмкіндік береді. Көптеген енгізу/шығару құрылғылары ақпаратты МП істегенге қарағанда біраз баяулау қабылдайды және береді. Ақпаратты ендіру-шығару процесін басқару әдісі бар, ол квиртирлеу (handshaking) немесе сауалнама (poling) деп аталады да, МП-мен енгізу-шығару құрылғысының жұмысын синхрондайды. Мысалы, квитирлеуді талап ететін құрылғы болып, секундына 100 белгі (cps) басып шығаратын жылдамдықты параллель принтер бола алады. Принтерден оның бос еместігі туралы сұрау сауалнама жүргізу, ал принтерге бір уақыттағы Strobe сигналымен мәліметтер жіберу – квиртирлеу деп аталады. Әдебиеттер тізімі 1. Гусев В. Г. Электроника и микропроцессорная техника: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2006. – 799 с. 2. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов. /Под ред. О.П.Глудкина. – М.: Горячая линия‑Телеком, 2005. – 768 с. 3. Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной техники. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. 4. Угрюмов Е.П. Цифровая сұлбатехника. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 528 с. 5. Шанаев У.Т. Цифровые устройства и микропроцессоры. Методические указания к выполнению лабораторных работ. – Алматы: АУЭС, 2010. – 25 с. 6. Байкенов Б.С. 8085-симулятор. Методические указания к выполнению лабораторных работ. – Алматы: АУЭС, 2010. – 24 с. Мазмұны Кіріспе 3 1 Дәріс. Цифрлық құрылғының логикалық элементтері4 2 Дәріс. Комбинациялы типті цифрлық құрылғылар 9 3 Дәріс.Әмбебап логикалық модульдер 14 4 Дәріс.Компараторлар және бақылау схемалары19 5 Дәріс. Сумматорлар 24 6 Дәріс.АЛҚ және матрицалық көбейткіштер 28 7 Дәріс.Триггерлер және регистрлер 34 8 Дәріс. Екілік есептегіштер 39 9 Дәріс. Есте сақтау құрылғылары 44 10 Дәріс.ПЛМ және ПМЛ48 11 Дәріс. МПЖ архитектурасы 54 12 Дәріс. i8085 микропроцессоры59 13 Дәріс.Адресация және командалар 62 14 Дәріс.Арифметикалық және логикалық командалар66 15 Дәріс.i82С55 кіріс-шығыс интерфейсі 68 Әдебиеттер тізімі 71 |