Материал: Функциональная организация микро-ЭВМ К1816ВЕ48

Рис. 2.1.Структурная схема МК.

В состав АЛУ входят следующие блоки: комбинационная схема обработки байтов, регистры Т, регистр-аккумулятор А, схема десятичного корректора и схема формирования признаков. Аккумулятор используется в качестве регистра операнда и регистра результата. Регистр временного хранения операнда Т1 программно недоступен и используется для временного хранения второго операнда при выполнении двухоперандных команд. Комбинационная схема АЛУ может выполнять следующие операции: сложение байтов с переносом и без него; логические операции И,ИЛИ и исключающее ИЛИ; инкремент, декремент, инверсию; циклический сдвиг лево, вправо через (или минуя) флаг переноса, обмен тетрад в байте; десятичную коррекцию содержимого аккумулятора. При выполнении операций обработки данных в АЛУ на комбинационной схеме вырабатываются флаги переноса C, вспомогательного переноса (перенос из младшей тетрады в старшую) AC, нулевого содержимого аккумулятора Z и флаги наличия единицы в выбранном бите аккумулятора. Флаги переноса С и вспомогательного переноса AC фиксируются на триггерах, входящих в состав регистра слова состояния программы (ССП). Логика условных переходов по флагам, которые не сохраняются в ССП, позволяет выполнять команды передачи управления (JZ,JNZ,JB0-JB7) без их фиксации.

2.1. Программно-доступные компоненты

Регистр слова состояния программы доступен программисту и его можно прочитать (MOV A,PSW) или изменить (MOV PSW,A). Формат ССП показан на рис.2.2.

Cлово состояния программы

(PSW - Program Status Word) 7 6 5 4 3 2

1

0 C AC

F0

BS

1

S2 S1 S0

С- признак переноса;

Рис.2.2. Формат ССП.

Кроме перечисленных признаков логика условных переходов МК оперирует флагами F0 и F1, функциональное назначение которых определяется разработчиком; флагом переполнения таймера TF, сигналами на входах Т0 и Т1. Кроме того, логикой переходов после окончания каждого машинного цикла опрашивается еще один флаг, а именно флаг разрешения/запрета прерываний.

Память программ и память данных в МК физически и логически разделены. Карта адресов памяти программ показана на рисунке 2.2. Резидентная память программ реализована в перепрограммируемом ПЗУ емкостью 1 Кбайт. Счетчик команд (СК) содержит 12 бит, поэтому максимальное адресное пространство, отводимое для программ, составляет 4 Кбайта, но для его использования необходимо организовать внешнюю память. Счетчик команд устроен таким образом, что в процессе счета участвуют только младшие 11 бит, поэтому из предельного состояния 7FFh (если только по этому адресу не расположена команда передачи управления) СК перейдет в состояние 000h. Состояние старшего бита СК может быть изменено только специальными командами ( SEL MB0, SEL MB1), что обуславливает разбиение памяти на два банка памяти емкостью по 2 Кбайта каждый.

При использовании внешней памяти программ следует помнить, что МК не имеет средств считывания и анализа флага МВ, равного содержимому старшего бита счетчика команд СК11. Поэтому в каждый текущий момент исполнения программы, состоящей из потока вызовов подпрограмм, нет возможности определения номера банка памяти , из которого осуществляется выборка. Так как переходы между банками выполняются только по командам SEL MB, необходимо следить за тем, чтобы подпрограммы, взаимно вызывающие друг друга, располагались в пределах одного банка памяти.

Рис. 2.2. Карта адресного пространства памяти программ.

При обработке запросов прерываний в МК старший бит счетчика команд СК11 принудительно устанавливается в 0, что приводит к необходимости размещать в пределах банка 0 подпрограмму обслуживания прерывания и все подпрограммы, вызываемые ею.

В резидентной памяти программ имеется три специализированных адреса:

адрес 0, к которому передается управление сразу после окончания сигнала СБР; по этому адресу должна находиться команда безусловного перехода к началу программы; адрес 3, по которому расположен вектор прерывания от внешнего источника;

адрес 7, по которому расположены вектор прерывания от таймера или начальная команда подпрограммы обслуживания прерывания по признаку переполнения таймера/счетчика.

Память программ разделяется не только на банки емкостью 2 Кбайта, но и на страницы по 256 байт в каждой. В командах условного перехода задается восьмибитный адрес передачи управления в пределах текущей страницы. Команда вызова подпрограмм модифицирует 11 бит счетчика команд, обеспечивая тем самым межстраничные переходы в пределах выбранного банка памяти программ.

Резидентная память данных(РПД) емкостью 64 байта имеет в своем составе два банка рабочих регистров 0-7 и 24-31 по восемь регистров в каждом. Выбор одного из банков регистров выполняется по команде SEL RB. Рабочие регистры доступны по командам с прямой адресацией, а все ячейки РПД доступны по командам с косвенной адресацией. В качестве регистров косвенного адреса используются регистры R0, R1 и R0*, R1*.

Ячейки РПД с адресами 8-23 адресуются указателем стека из ССП и могут быть использованы в качестве 8-уровневого стека. В случае,