3 Работа с микропроцессором кр580

Длина слова МП К580 (КР580) − 8 битов (байт). При обращении к памяти используются 16- битные адреса, что позволят обращаться к 65536 ячейкам памяти.

МП имеет 8-битный аккумулятор (регистр А), шесть 8-битных регистров общего назначения (В, C, D, E, H, L ), а также регистр флагов F. Регистры общего назначения могут объединяться в 16-битные регистры двойной длины.

Содержимое аккумулятора и регистра флагов объединяется в «слово состояния процессора» (PSW). В МП результат характеризуется следующими флагами (1 − флаг установлен, 0 − сброшен):

− флаг знака S (SING), совпадает со старшим битом результата;

− флаг нуля Z (ZERO), устанавливается при нулевом результате;

− флаг вспомогательного переноса AC(AUXILIARY CARRY), устанавливается при возникновении переноса из третьего бита в четвертый;

− флаг паритета P (PARITY), устанавливается при наличии в результате четного числа единиц;

− флаг переноса CA (CARRY), устанавливается при переносе из старшего бита результата (при вычитании становится флагом «заема»).

Команды МП по своим форматам делятся на одно-, двух- и трехбайтные.

Для успешной подготовки программ необходимо представлять совокупность элементов УОУ, их назначение и взаимодействие, т.е. программистскую модель УОУ. Такая модель изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Программная модель процессора К580

3.1 Составление программ

3.1.1 Составление программы сложения

Любая команда имеет два поля: поле кода операции (КОП) и адресное поле.

МП КР580 использует 4 режима адресации:

1. Регистровая адресация операнд находится в одном из регистров МП. (MOV B, A; A>B);

2. Непосредственная адресация операнд непосредственно записан в коде команды. Такие команды имеют в мнемонике букву I, и перед операндом ставится запятая (MVIA, 20h; 20h>A);

3. Прямая адресация операнд находится в памяти, а в команде указывается его адрес (LDA 8250; M[8250] >A);

4. Косвенно-регистровая, операнд находится в памяти, а в команде указывается регистровая пара, в которой находится адрес операнда. (MVI M,12; 12h>M[HL])

Все команды, в которых участвует регистр М это команды с косвенной адресацией.

Режим адресации определяет длину (формат) команды.

В качестве среды ввода программы используется программная модель-эмулятор МПС, построенная на базе особенностей рассматриваемого микропроцессора.      Данный эмулятор позволяет: написание программ на языке ассемблера, используя систему команд МП КР580ВМ80А, их отладку и выполнение в тактовом, командном и сквозном режимах; изучить принципы и порядок выполнения команд; приобрести навыки работы с внешними устройствами МП-системы; получить представления об организации внешней и внутренней (регистровой) памяти и стековой области.

Программа обладает дружественным и приятным интерфейсом, удобна в использовании и имеет функции сохранения, экспорта и печати данных. Всё это позволяет легко и удобно освоиться в ней, а также, получить все необходимые вышерассмотренные навыки.

Также, эмулятор может быть полезен и для опытных людей, к примеру, в качестве визуализированного помощника в программировании разрабатываемой ими МП-системы на базе КР580ВМ80 (i8080).

В возможности эмулятора входит: работа с 5-ю внешними устройствами, такими, как монитор, НГМД, НЖМД, сетевой адаптер и принтер; отладка и выполнение программ в тактовом, командном и сквозном режимах; работа со всем спектром системы команд данного МП; сохранение, загрузка и печать данных и результатов; ручной ввод данных в ОЗУ и РОН. Также, в состав дистрибутива включено подробное руководство пользователя, описание системы команд и файлы-образы ОЗУ эмулятора для примера.

Составим программу сложения (табл. 1).

Таблица 1 − Программа сложения двух однобайтных чисел

Адрес	Код команды	Метка	Мнемокод	Комментарий
0000	AF	-	ХRА А	Очистить аккумулятор
0001	ЗЕ	-	MVI A, 38	Записать в аккумулятор число 5610 = 38h16
0002	38
0003	06	-	MVI B, A3	Записать в регистр В число 16310 = a3h16
0004	A3
0005	80	-	ADD 8	Сложить 38h16 и a3h16 (5610 + 16310 = 21910 = db16)
0006	E7	-	RST 7	Прервать выполнение программы

(в аккумуляторе значение суммирования – число 219₁₀ = db₁₆)

Рисунок 2 – Простое сложение двух однобайтных чисел

Для получения разности двух чисел X и Y можно использовать эту же программу, заменив в ней по адресу 0005 код команды 80 (ADD B) кодом 90 (SUB В) команды вычитания содержимого регистра В из содержимого аккумулятора, разместив предварительно в регистрах В и А соответственно вычитаемое и уменьшаемое. Разность будет записана в аккумуляторе.

Программа C8N [3, стр. 28]. Программа осуществляет сложение n-байтных (до 256 байт) беззнаковых двоичных чисел, размещенных в оперативной памяти микропроцессорной системы.

Подпрограмма сложения двух целых беззнаковых двоичных чисел формата 8*N. Входные параметры: (В, С) – адрес слагаемого 1, (H, L) – адрес слагаемого 2, (Е) – количество N байт числа.

Выходные параметры: (В, С) – адрес суммы (совпадает с адресом 1-го слагаемого), СУ=1 – признак переполнения суммы, используются все регистры, сохраняются (В, С), (Е). Параметры: глубина стека 2, длина – 15 байт, время – (45+46* N).

Текст программы [3, стр. 28]:

0400 ORG 400H

0400 53 MOV D,E ;(D)−сохранение счетчика

0401 С5 PUSH B ;сохранение адреса 1

0402 AF XRA A ;CY=0

;многобайтное

;двоичное сложение

0403 OA C: LDAX B

0404 8Е ADC M ;сложение с учетом переноса

0405 02 STAX B

0406 03 INX B ; увеличение адреса 1

0407 23 INX H ; увеличение адреса 2

0408 1D DCR E

0409 C20304 JNZ C ;зацикливание

040C C1 POP B ;восстановление адреса 1

040D 5A MOV E,D ;восстановление счетчика

040E C9 RET ;если СУ=1,то переполнение

0000 END

Таблица 2 – Рабочая программа сложения C8N

Адрес	Код команды	Метка	Мнемоника	Комментарий
0000	00			Не используется
0001	01		LXI B,001Ah	Загрузить в регистры B | C адрес первого слагаемого (10110 = 0065h16)
0002	1A
0003	00
0004	21		LXI H, 001Ch	Загрузить в регистры H | L адрес второго слагаемого (40010 = 0190h16)
0005	1C
0006	00
0007	11		LXI D,001Eh	Загрузить в регистры D | E адрес количество байтов числа (210 = 0002h16)
0008	1E
0009	00
000A	53		MOV D,E	Поместить значение регистра E в регистр D
000B	C5		PUSH B	Поместить значение регистра B | C в стек
000C	AF		XRA A	Очистить аккумулятор, СY = 0
000D	ОА	С:	LDAX B	Загрузить в аккумулятор значение регистра B
000E	8E		ADC M	Прибавить к содержимому аккумулятора два разряда числа 0190h
000F	02		STAX B	Передать результат в ячейку памяти, адресуемой регистровой парой B | C
0010	03		INX B	Указать на следующий адрес слагаемого 1
0011	23		INX H	Указать на следующий адрес слагаемого 2
0012	1D		DCR E	Уменьшить содержимое регистра E на 1
0013	C2		JNZ C	Переход, если содержимое аккумулятора не равно нулю (NC Not Carry CY=0 P Positive M=0)
0014	0D
0015	00
0016	C1		POP B	Восстановить значение регистра B из стека
0017	5A		MOV E,D	Поместить значение регистра D в регистр E
0018	FF		RST 7	Прервать выполнение программы
0019	00			Не используется
001A	65		0065h	Данные
001B	00
001C	19		0190h	Данные
001D	01
001E	02		0002h	Данные
001F	00

Выходные параметры: (В, С) (совпадает с адресом 1-го слагаемого), т. е. о результат содержат ячейки 001А и 001В (001А = F5₁₆, 001В = 01₁₆).

Так как 0065h₁₆ + 0190h₁₆ = 01F5h₁₆ (101₁₀ + 400₁₀ = 501₁₀), то результат верен.

Рисунок 3 – Результат работы программы C8N

Следует отметить, что данная программа работает некорректно в рассматриваемых эмуляторах.

Рассмотрим другой вариант программы. Массив однобайтных шестнадцатеричных чисел, например, 31, АВ, 86, 11 разместим в последовательных адресах памяти, например, 0015, 0016, 0017, 0018.

В качестве входных параметров для выполнения программы необходи­мо иметь адрес первого слагаемого, например, 0015, записанный в регистрах H, L, и число слагаемых − в регистре С. Выходным параметром будет являться сумма, старший байт которой записан в регистре В, а младший байт − в аккумуляторе.

Таблица 3 – Программа сложения массива однобайтных чисел

Адрес	Код команды	Метка	Мнемоника	Комментарий
0000	00			Не используется
0001 0002 0003	21 15 00		LXI H,001B	Загрузить в регистры HL, адрес первого слагаемого
0004 0005	0E 04		MVI C, 04	Загрузить в регистр С количество слагаемых
0006	AF		XRA A	Очистить аккумулятор
0007	47		MOV B, A	Очистить регистр В
0008	86	C1:	ADD M	Прибавить к содержимому аккумулятора число из массива слагаемых
0009 000A 000B	D2 0E 00		INC M2	Если переноса нет, то идти на C2
000C 000D	04 B7		INR B ORA A	Увеличить содержимое регистра В на I Очистить флаг переноса
000E	23	C2:	INX H	Указать на следующий адрес слагаемого
000F	0D		DCR C	Уменьшить содержимое регистра С на 1
0010 0011 0012	C2 08 00		INZ	Если не все слагаемые, то идти на C1
0013	FF		RST 7	Прервать выполнение программы
0014	00			Не используется
0015	31			Данные
0016	AB			Данные
0017	86			Данные
0018	11			Данные

31₁₆ + AB₁₆ + 86₁₆ + 11₁₆ = 173₁₆ (аккумулятор – 73₁₆, регистр В – 01₁₆)

Рисунок 4 – Сложение массива однобайтных чисел