Додаток А

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИЙ ТЕХНІКУМ ХАРКІВСЬКОГО УНІВЕРСИТЕТУ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Викладачі   Класні (керівники)

Методист

Голови ЦК

Зав. відділеннями

Бібліотека

Заступник директора з навчальної роботи

Викладачі ФВ

Господарча частина

Навчально-допоміжний та обслуговуючий персонал

Заступник директора з навчально-виробничої роботи

Заступник директора з виховної роботи

Заступник директора з АГР

Служба з охорони праці

Відділ кадрів

Керівник фізичного виховання

ДИРЕКТОР

Педагогічна рада

Методична рада

м

Додаток Б

Урок

ТЕМА: ОСНОВИ ПРОГРАМУВАННЯ МІКРОПРОЦЕСОРНИХ ПРИСТРОЇВ

МЕТА: Вивчити: основні команди мікропроцесора, їх класифікацію; види адресації, їх характеристика

ТИП УРОКУ: комбінований.

Хід уроку

1.Організаційна година

1.Привітання

2.Перевірка учнів на уроці.

3.Перевірка готовності учнів до уроку

2.Мотивація навчальної діяльності учнів

Мотивує вивчення матеріалу: без базових знань та умінь за даною темою ви просто не зможете працювати на РЛС, оскільки перевірка працездатності систем є необхідним і запобігає аварійним ситуаціям при роботі на РЛС. Ця тема закладає необхідну інформацію для подальших занять: лабораторних робіт, практичних робіт та ін. Знання цієї теми необхідно буде застосовувати в майбутній діяльності та в подальшому житті.

3.Актуалізація опорних знань

1. Що таке мікропроцесор?

Мікропроцесор - це оброблювальне і управляючий пристрій, виконане з використання технології БІС (часто на одному кристалі) і що володіє здатністю виконувати під програмним управлінням обробку інформації, включаючи введення і виведення інформації, арифметичні і логічні операції і прийняття рішень.

2. Дайте визначення терміну МікроЕОМ

Мікро- ЕОМ - це обчислювальна або керуюча система виконана на основі одного або декількох МП містить БІС постійної і оперативної пам'яті, БІС управління введенням і виведенням інформації і оснащена необхідним периферійним обладнанням (дисплей, друкувальний пристрій, накопичувачі на магнітних дисках і т. п.).

3. Що входить до складу мікропроцесора?

До складу МП входить: операційний пристрій у вигляді АЛУ і регістра загального призначення; пристрій управління (ПУ), що включають регістри загального призначення; регістр команд (РК); лічильник команд (ЛК).

4.Вивчення нового матеріалу

План викладу матеріалу уроку:

1. Класифікація команд мікропроцесора

- по довжині

- за архітектурними ознаками

- за функціональними ознаками

2.Види адресації

- Пряма адресація до поточної сторінки

- Пряма адресація з використанням сторінкового регістру

- Пряма адресація з використанням подвійних слів

- Адресація щодо програмного лічильника

- Адресація щодо індексного регістра

- Непряма адресація.

1.Класифікація команд мікропроцесора

Як вже зазначалося, принциповим гідністю МП є програмованість. Це означає, що подаючи на вхід МП команди, можна забезпечити потрібну послідовність операцій, тобто реалізацію певного алгоритму. Алгоритм розв'язуваної задачі може бути як завгодно складним, необхідно лише, щоб цей алгоритм був розбитий на кроки відповідно до системи команд МП. Тому система команд важлива не тільки з точки зору, що МП може робити, але і як виконується алгоритм. Наявність або відсутність будь-якої команди або групи команд може істотно вплинути на вибір МП для конкретного застосування.

Класифікація команд МП представлена ​​на Малюнку 1.

За кількістю елементів пам'яті, необхідних для розміщення однієї команди, розрізняють команди довжиною в одне, два або три слова. Команди довжиною в два чи три слова вимагають для вибірки відповідно два або три циклу звернення до пам'яті.

У багатьох випадках, зокрема при порівнянні МП з подібною архітектурою, виявляється корисною класифікація команд у відповідності з архітектурними характеристиками МП.

З функціональної точки зору команди поділяються на три великі групи: передачі, управління і обробки даних. Розглянемо докладно основні команди, застосовувані в МП, користуючись класифікацією за функціональними ознаками. Назви команд позначимо російськими словами, що вказують на сенс виконуваних операцій.

За функціональними ознаками

Класифікація команд мікропроцесора

По довжині

За архітектурними ознаками

Команди довжиною в одне слово

Команди довжиною в два слова  

Команди довжиною в три слова  

Команди зміни змісту комірок пам’яті

Команди зміни змісту комірок акумулятора

Команди зміни змісту РОН

Команди зміни вмісту програмного регістру

Команди введення-виведення

Команди виконання операцій зі стеком

Команди виконання операцій в АЛУ

Команди передачі управління

Команди передачі даних

Команди управління

Команди обробки даних

Малюнок 1.

Команди передачі даних забезпечують просту пересилку інформації без виконання будь-яких операцій обробки. Команди цієї групи діляться на команди пов'язані із зверненням до пам'яті, команди звернення до регістрів і команди введення виведення.

До команд пов'язаним із зверненням до пам'яті відносяться:

ЗАВАНТАЖИТИ (ПРОЧИТАТИ), за якою вміст однієї з комірок пам'яті засилається в регістр;

ЗАПАМ'ЯТАТИ (ЗАПИСАТИ), за якою вміст регістра засилається в комірку пам'яті.

У командах, пов'язаних з пересиланням байти або слова, повинні вказуватися номер конкретного регістру, адреса комірки пам'яті і, якщо необхідно, номер модуля ЗУ.

Команди, пов'язані з обігом до регістрів, повинні вказувати номер джерела інформації та номер регістра результату. У цю підгрупу команд передачі даних входять команди:

ЗАВАНТАЖИТИ БЕЗПОСЕРЕДНЬО, за якою в регістр записується константа, зазначена в коді команди;

ПЕРЕСЛАТИ, по якій вміст одного регістра пересилається в іншій.

До команд введення - виведення відносяться:

ВВЕДЕННЯ, по якій вміст пристрої введення засилається у внутрішній регістр МП;

ВИВЕДЕННЯ, по якій вміст внутрішнього регістра МП (зазвичай акумулятора) пересилається в пристрій виведення.

Команди управління, часто звані командами переходу, дозволяють виконувати різні дії у відповідності зі значенням зовнішніх сигналів або вироблених усередині системи умов. Всі команди управління діляться на команди безумовного і умовного переходу.

До команд безумовного переходу відносяться:

БЕЗУМОВНИЙ ПЕРЕХІД (БП), по якій в програмний лічильник записується вміст адресного поля команди БП, тобто забезпечується перехід в програмі за адресою, вказаною в команді;

БЕЗУМОВНИЙ ПЕРЕХІД З ПОВЕРНЕННЯМ (перехід до підпрограми), за якою в програмний лічильник записується новий вміст (адреса першої команди підпрограми), але на відміну від команди БП в пам'яті зберігається стан програмного лічильника і деяких інших регістрів. При виконанні підпрограми по її останній команді ПОВЕРНЕННЯ відновлюється вміст програмного лічильника і всіх регістрів.

Команди умовного переходу перевіряють стан якого-небудь розряду регістра, флагового тригера або іншого параметра. Від результату перевірки залежить, буде виконуватися перехід чи ні. Зазвичай перехід здійснюється якщо результат перевірки відповідає зазначеному в команді умові. У цю підгрупу команд управління входять:

УМОВНИЙ ПЕРЕХІД (УП) за адресою. У коді команди УП обов'язково вказується проверяемое умова, в якості якого в МП використовуються нульове або нульове значення результату, позитивний чи негативний знак результату, наявність або відсутність сигналів переносу, переповнення та ін При виконанні умови в програмний лічильник записується вміст адресного поля команди УП, тобто забезпечується перехід в програмі за адресою вказаною в команді. При невиконанні умови управління передається наступній команді програми;

УМОВНИЙ ПЕРЕХІД З ПОВЕРНЕННЯМ, яка відрізняється від команди БЕЗУМОВНИЙ ПЕРЕХІД З ПОВЕРНЕННЯМ тим, що перехід до підпрограми відбувається тільки при виконанні зазначеної умови.

Зазвичай в систему команд МП включається ще кілька допоміжних команд, які дозволяють керувати станом регістрів або тригерів впливають на виконання умовних переходів, наприклад: ВСТАНОВИТИ ПРАПОР, СКИНУТИ ПРАПОР, ВСТАНОВИТИ СТАРШИЙ розряду акумуляторів, СКИНУТИ СТАРШИЙ розряду акумуляторів та ін.

Команди обробки даних діляться на арифметичні і логічні. До арифметичних відносяться:

СКЛАСТИ вміст двох регістрів або регістра і комірки пам'яті;

ВІДНЯТИ з вмісту комірки пам'яті або регістра вміст регістра;

ЗБІЛЬШИТИ НА 1 (інкремент) вміст комірки пам'яті або регістра (покажчика стека, індексного регістра, акумулятора);

ЗМЕНШИТИ НА 1 (декрементів) вміст комірки пам'яті або регістра;

СКЛАСТИ З УРАХУВАННЯМ ПЕРЕНОСУ, по якій виконується додавання з урахуванням стану тригера переносу. Це дозволяє легко організувати обробку чисел великої довжини;

ВіДНЯТИ З УРАХУВАННЯМ ПОЗИКУ;

ЗСУВ вмісту комірки пам'яті або регістра (зазвичай на один розряд).

У підгрупу логічних команд входять команди:

І (ЛОГІЧНЕ ПОМНОЖИТИ), по якій виконується операція кон'юнкції між вмістом двох регістрів або комірки пам'яті і регістру;

АБО (ЛОГІЧНО СКЛАСТИ), по якій виконується операція диз'юнкції між вмістом двох регістрів або комірки пам'яті і регістру;

НЕРІВНОЗНАЧНІ, по якій проводиться поразрядное порівняння вмісту двох регістрів або комірки пам'яті і регістру;

ІНВЕРСІЯ вмісту комірки пам'яті або регістра.

2. Види адресації

Однією з найважливіших архітектурних характеристик МП є перелік можливих способів звернення до пам'яті або видів адресації. Можливості МП по адресації істотні з двох точок зору.

По-перше, великий обсяг пам'яті вимагає великої довжини адреси, так як n - розрядний адресу дозволяє звертатися до пам'яті ємністю 2n слів. Типові 8 - розрядні слова МП дають можливість безпосередньо звертатися тільки до 256 комірок пам'яті, що явно недостатньо. Якщо врахувати, що звернення до пам'яті є найбільш часто зустрічається операцією, то очевидно, що ефективність використання МП в чому визначається способами адресації до пам'яті великого обсягу при малій розрядності МП.

По-друге, для зручності програмування бажано мати просту систему формування адрес даних при роботі з масивами, таблицями і покажчиками. Розглянемо способи вирішення цих проблем.

Якщо адресне поле в команді є обмеженим і недостатнім для безпосереднього звернення до будь-якої комірки пам'яті, то пам'ять в таких випадках розбивають на сторінки, де сторінкою вважається 2n комірок пам'яті.

Для узгодження адресного поля команди малої розрядності з пам'яттю великого об'єму (для вирішення " сторінкової " проблеми) в МП застосовуються різні види адресації:

Пряма адресація до поточної сторінки. При такій адресації програмний лічильник розбивається на два поля; старші розряди вказують номер сторінки, а молодші - адреса комірки на сторінці. У адресному полі команди розміщується адреса комірки на сторінці, а адреса сторінки повинен бути встановлений якимось іншим способом, наприклад за допомогою спеціальної команди.

Пряма адресація з використанням сторінкового регістру. У МП має бути передбачений програмно доступний сторінковий регістр, що завантажується спеціальною командою. Цей регістр додає до адресного полю команди кілька розрядів, необхідних для адресації до всієї пам'яті.

Пряма адресація з використанням подвійних слів. Для збільшення довжини адресного поля команди під адреса відводиться додаткове слово (а якщо потрібно, то і два).

Адресація щодо програмного лічильника. Адресний полі команди розглядається як ціле зі знаком, яке складається з вмістом програмного лічильника для формування виконавчого адреси. Такий спосіб відносної адресації створює плаваючу сторінку і спрощує переміщення програм в пам'яті.

Адресація щодо індексного регістра. Виконавчий адресу утворюється підсумовуванням вмісту індексного регістра і адресного поля команди, що розглядається як ціле зі знаком. Індексний регістр завантажується спеціальними командами.

Непряма адресація. При непрямої адресації в адресному полі команди вказується адреса на поточній сторінці, за яким зберігається виконавчий адресу. У полі команди при цьому потрібен додатковий розряд - ознака непрямої адресації. Виконавчий адреса може зберігатися не в комірці пам'яті, а в регістрі загального призначення. У цьому випадку непряма адресація називається реєстрової.

5. Питання для перевірки розуміння нового матеріалу:

1.Які команди є за архітектурними ознаками?

Команди зміни змісту комірок пам’яті, команди зміни змісту комірок акумулятора, команди зміни змісту РОН, команди виконання операцій зі стеком, команди виконання операцій в АЛУ, команди передачі управління, команди зміни вмісту програмного регістру, команди введення – виведення.

2. Яка операція виконується при команді І (логічно помножити)?

Операція кон’юкції між вмістом двох регістрів або комірки пам’яті і регістру.

3. Які команди входять до підгрупи команд, пов’язаних із обігом до регістрів?

Команди: ЗАВАНТАЖИТИ БЕЗПОСЕРЕДНЬО, ПЕРЕСЛАТИ.

4. Охарактеризуйте непряму адресацію

При непрямої адресації в адресному полі команди вказується адреса на поточній сторінці, за яким зберігається виконавчий адресу. У полі команди при цьому потрібен додатковий розряд - ознака непрямої адресації. Виконавчий адреса може зберігатися не в комірці пам'яті, а в регістрі загального призначення. У цьому випадку непряма адресація називається реєстрової.

5.Які команди відносяться до команд пов’язаних із зверненням до пам’яті?

Команди: ЗАВАНТАЖИТИ (ПРОЧИТАТИ), ЗАПАМ’ЯТАТИ (ЗАПИСАТИ).

6. Чим відрізняється команда умовний перехід з поверненням від команди безумовний перехід з поверненням?

УМОВНИЙ ПЕРЕХІД З ПОВЕРНЕННЯМ, яка відрізняється від команди БЕЗУМОВНИЙ ПЕРЕХІД З ПОВЕРНЕННЯМ тим, що перехід до підпрограми відбувається тільки при виконанні зазначеної умови.

Домашнє завдання:

1. Детально вивчити конспект лекції.

2. Підготуватися до самостійної роботи.

3. Додаткова література: Овечкін Ю.А. Мікроелектроніка: Підручник для технікумів. - М.: Радіо і зв'язок.

Дата добавления: 2015-08-02