Режимы работы учебной микроЭВМ и алгоритм управляющей программы

Управляющая программа микроЭВМ состоит из программы тестирования отдельных узлов микроЭВМ, начальной установки содержания внутренних регистров МП БИС и ячеек ОЗУ, сохранения содержания внутренних регистров МП БИС, выдачи сообщения на дисплей, чтения и декодирования клавиатуры, обслуживания звукового выхода и программ, обеспечивающих режимы:

1. ожидания ввода команд управления с клавиатуры;

2. отображения на дисплее любого адреса и его содержания;

3. ввода с клавиатуры кода любого адреса с одновременным отображением его на дисплее и после ввода последней цифры адреса микроЭВМ автоматического перехода к выполнению режима 2 (начало режима ввода кода адреса с клавиатуры инициируется нажатием клавиши ОтА — отыскания адреса);

4. обращения к программному счетчику. Выполнение этого режима вызывается нажатием клавиши ПрСч (программный счетчик) и приводит к автоматическому выводу содержания программного счетчика на дисплей адреса с последующим переходом к режиму 2;

5. вывода на дисплей содержимого внутренних программно-доступных регистров МП БИС с указанием на дисплее названия выводимого регистра. Этот режим устанавливается нажатием клавиши ОтРг (отыскание регистра), при этом на дисплей будет выведено содержание аккумулятора МП БИС. Последующие нажатия на клавишу ЗпУв (запись с увеличением) приведут к циклическому выводу содержания всех внутренних регистров МП БИС. Содержимое регистров будет выводиться на дисплей в такой последовательности: A, FL, В, С, D, Е, Н, L, SPH, SPL, РСН, PCL;

6. записи с клавиатуры в ячейки ОЗУ и внутренние программно - доступные регистры МП БИС нового кода. При работе микроЭВМ в режимах 2 и 5 после изменения кода чисел, представленных на дисплее данных, запись чисел инициируется нажатием на клавишу ЗпУв;

7. увеличения или уменьшения на единицу адреса, представленного на дисплее при работе микроЭВМ в режиме 2. Эти режимы инициируются соответственно нажатием клавиш ЗпУв и Ум (уменьшить);

8. запуска программы с адреса, указанного на дисплее, с помощью клавиши П (пуск);

9. выполнения команд по машинным циклам с отображением информации на магистралях микроЭВМ с помощью светодиодов. Режим устанавливается нажатием клавиши ШЦ (шаг машинного цикла);

10. выполнения программы по командам. Режим устанавливается нажатием клавиши ШК (шаг команды), при этом после каждой команды управляющая программа автоматически переходит к режиму 4;

11. остановка программы пользователя. Режим устанавливается при нажатии клавиши Ст (стоп) с автоматическим сохранением в ОЗУ содержимого внутренних регистров МП БИС и переходом к выполнению режима 4. Сохранение регистров позволяет анализировать их содержание на момент останова с помощью перехода к режиму 5. После останова программы микроЭВМ может быть переведена на режимы 9, 10;

12. возврата микроЭВМ из режима выполнения команд по машинным циклам на управляющую программу с автоматическим восстановлением содержания внутренних регистров МП БИС и переходом к режиму 4.

Работа микроЭВМ организована так, что после подачи на нее питания запускается программа тестирования всех основных узлов. Эта программа начинается с ячейки ПЗУ с адресом 0000. В результате выполнения теста проверяются правильность записанной в ПЗУ информации и возможность ее верного считывания; содержимое ОЗУ на отсутствие ошибок при записи/считывании чисел; МП БИС на правильность выполнения им простейших арифметических и логических операций; запись чисел в регистр вывода и работоспособность всех его светодиодов состояния, а также работа всех сегментов дисплея. В случае обнаружения ошибок в ОЗУ или ПЗУ подается прерывистый звуковой сигнал и на дисплей выводятся соответствующие сообщения: «ОЗУ» или «ПЗУ». При успешном завершении теста микроЭВМ проводит начальную установку всех регистров МП БИС и на дисплей вводится сообщение «НАЧАЛО», свидетельствующее о готовности ее к работе.

Рис. 1.4 Схема перехода к различным режимам работы микроЭВМ

На рис. 1.4 приведена схема возможных переходов от одного режима работы микроЭВМ к другому. В режиме ожидания ввода команд управления микроЭВМ может реагировать на нажатие трех клавиш: ОтА (отыскание адреса), ОтРг (отыскание регистра) и ПрСч (программный счетчик). Все последующие возможные переходы от режима к режиму можно проследить на рис. 1.4, где сплошными линиями показаны возможные пути изменения режимов работы по командам пользователя, вводимым с клавиатуры управления, а штриховыми — изменения в состояниях микроЭВМ, вызванные выполнением соответствующих подпрограмм команд управления.

Для останова работы исследуемой программы или при возврате на управляющую программу при работе микроЭВМ в режиме выполнения программы используется клавиша Ст (стоп). Нажатие этой клавиши в режиме выполнения программы приводит к останову режима, при этом на дисплей выводится содержание программного счетчика МП БИС. Нажатие клавиши Ст (стоп) при другом режиме приведет к переходу микроЭВМ в режим ожидания ввода команд управления, при этом на дисплей будет выводиться сообщение НАЧАЛО.

Для удобства отладки программ в микроЭВМ предусмотрена возможность останова выполнения программ по любым заранее заданным адресам с помощью одного из векторов системы прерывания.

Программы, записанные в оставшейся части ПЗУ, можно условно разбить на два типа:

1) вспомогательные подпрограммы выполнения арифметических и алгебраических операций (например, умножение, деление двух восьмибитовых чисел и т.д.), которые могут применяться пользователем при создании более сложных программ;

2) демонстрационные подпрограммы (например, подпрограмма, используемая для записи и воспроизведения с помощью звукового выхода музыкальных произведений по нотам, коды которых можно хранить в виде чисел в ПЗУ или ОЗУ, подпрограмма - «секундомер» и т.д.).

В стенде имеется открытый доступ к магистралям микроЭВМ, что позволяет исследовать её совместную работу с БИС, входящими в микропроцессорный набор серии КР580.