Лабораторная работа №1. Тема: «Изучение работы контроллера в симуляторе

Тема: «Изучение работы контроллера в симуляторе

Цель занятия: Ознакомление с моделью функционирования контроллера на примере выполнения базовых команд.

Отрабатываемые вопросы

1.Ознакомление с моделью контроллера, организацией и загрузкой основных его модулей, этапами моделирования.

Организационно – методические указания

Задание 1. Ознакомление с моделью функционирования компьютера. Для запуска модели нужно в директории ADUC запустить файл ADSIM812.EXE. Откроется окно «Симулятор контроллера ADUC812» (рис. 1).

Рис. 1. Симулятор контроллера ADUC812

Симулятор ADSIM812 разработан фирмой Analog Devices, чтобы помочь в оценке, разработке и отладке программ для контроллера ADuC812. В то время как невозможно полностью смоделировать ADuC812 платформу, этот симулятор подходит так близко, как приемлемо возможно к её моделированию и сможет сделать работу по оценке и разработке программ для ADuC812 намного проще.

Модели основных модулей контроллера. Для моделирования программ контроллера пользователь симулятора должен выбрать набор модулей, необходимых для выполнения заданных функций и их отладки. Модули выбираются из меню симулятора View.

ЦПУ (центральное процессорное устройство) – является основным модулем любого контроллера, выполняет логические и арифметические операции и обозначается в симуляторе как SFR Window (рис. 2).

Рис. 2. Модули ЦПУ и портов контроллера

ЦПУ состоит из множества регистров общего назначения R0…R7, аккумулятора Асс и других регистров специальных функций, программно доступных пользователю посредством системы команд. В любой регистр ЦПУ можно записать значение операнда на любой стадии отладки программы.

Асс( Аккумулятор) – основной регистр ЦПУ, всегда используемый для хранения результата операции и одного из операндов, а также для обмена информацией с периферийными устройствами, подключаемыми к контроллеру через порты P0…P3 (см. рис. 2).

Задание 2. Загрузите число в любой из регистров R0…R7 и в Асс. Для этого необходимо подвести курсор мыши к регистру, кликнуть левой клавишей и затем ввести требуемое значение окне регистра. Выполните программу пересылки кодов между регистрами. Изучите форму представления данных в регистрах.

Дополнительный аккумулятор B используется в основном при выполнении операций умножения, деления.

PSW (Program Status Word) – регистр признаков результата операции,хранит флажки (Flags) – признаки результата операции, используемые для выполнения разветвлений в программе посредством команд условного перехода. Наиболее активно в работах используется флажок переноса(CY) из старшего разряда аккумулятора.

PC (Program Counter) используется для хранения адреса выполняемой команды программы, после выполнения которой в PC будет сформирован адрес следующей команды.

Задание 3. Загрузите память программ (Code Memory), изучите состав окна, загрузите демонстрационную программу, установите в РС любойадрес команды и запустите программу.

Остальные регистры ЦПУ в данной работе не используются и поэтому здесь не обсуждаются.

Порты ввода-вывода. Для подключения к контроллеру датчиков и устройств ввода и вывода (Output) данных в модели имеются порты ввода(Input) и вывода(Ouput, см. рис.2). Каждый бит порта может быть использован для ввода или вывода независимо от других.

При отладке программы в порты ввода можно загрузить входные данные и стартовать выполнение программы. Выходные сигналы, поступающие в порты вывода, к которым подключены ИМ, формируются моделируемой программой. Основной набор периферийных устройств контроллера для связи с пользователем можно классифицировать следующим образом: клавиатура, индикаторы, принтеры, кнопки сброса контроллера и т. п.

Резидентная память данных (РПД) – Internal Memory (IRAM) предназначена для хранения данных в контроллере; её модель приведена на рис. 3. В любой из адресов РПД так же, как и в регистр, можно записать 8-битные исходные данные. Для моделирования входных данных они предварительно должны быть записаны или в ячейки памяти РПД, или в порт ввода, к которому в реальной системе подключены датчики цифровых и аналоговых сигналов, а также другие устройства ввода. То есть, разработчик программ сам определяет набор исходных данных, имитируя тем самым работу датчиков.

Адреса ячеек РПД начинаются с кода 00, в первой строке представлено 16 ячеек памяти (00H…0FH), в следующей строке – следующие 16 ячеек (10H…1FH) и т. д. Следует заметить, что в симуляторе все данные и адреса представлены в 16-ричной системе счисления (H – Hexidecimal).

Рис. 3. Модуль резидентной памяти данных

Резидентная память программ (РПП) - Code Memory используются для хранения команд программы и является постоянной памятью (рис. 4). Программа загружается из меню File по команде File/Open Intel-Standard File. Каждая команда в РПП хранится в следующем формате:

Address (адрес): Label (метка): OpCodes (код операции): Disassembled