Принципы организации однокристальных микропроцессоров и микропроцессорных систем

Рисунок 3.4 – Типовая структурная схема МПС

Рисунок 3.5 – Мультиплексирование шины адреса/данных

Рисунок 3.6 – Структура простого микропроцессора

Рисунок 3.7 – Структурная схема блока дешифрации команд и формирования машинных циклов

КЦ

b1

N – 2

М1

М2

М3

b2

N – 1

Т1

Т2

Т3

Т4

Т1

Т2

Т3

Т1

Т2

Т3

b3

N

а)

б)

Рисунок 3.8 – Циклы и такты МП (а) и пример размещения команды в памяти МПС(б)

Рисунок 3.9 – Временные диаграммы цикла чтения МП

Рисунок 3.10 – Аппаратная реализация пересылки байта вектора прерывания при выполнении операции рестра RST

N-1 0	0000 h
RG 0
RG 1	0001 h
RG 2	0002 h
. . .	. . .
RG M-2	FFFE h
RG M-1	FFFF h

Рисунок 3.11 – Условное представление линейной организации памяти для 16-разрядной шины адреса

б)

Рисунок 3.12 – Форматы команд простого микропроцессора

Таблица 3.1 – Система команд простого микропроцессора

Мнемокод	Код	Флажки	Число	Содержание
байтов	тактов	циклов
Команды пересылки
MOV r1, r2	01ПППИИИ	–				Пересылка из регистра r2 в регистр r1
MOV M, r	01110ИИИ	–				Пересылка из регистра в память
MOV r, M	01ППП110	–				Пересылка из памяти в регистр
MVI r, b2	00ППП110	–				Пересылка непосредственных данных в регистр
Продолжение таблицы 3.1
Команды пересылки
MVI M, b2		–				Пересылка непосредственных данных в память
LXI rp,b3b2	00ПР0001	–				Загрузка непосредственных данных в пару регистров
LDA b3b2	3A	–				Прямая загрузка аккумулятора
STA b3b2		–				Прямая запись аккумулятора в память
LHLD b3b2	2A	–				Прямая загрузка пары регистров H
SHLD b3b2		–				Прямая загрузка пары регистров H в память
LDAX rp	00ПР1010	–				Косвенная загрузка аккумулятора посредством пары регистров B или D
STAX rp	00ПР0010	–				Косвенная запись аккумулятора в память посредством пары регистров B или D
XCHG	EB	–				Обмен между парами регистров H и D
Команды арифметических и логических операций
ADD r	10000ИИИ	+				Сложение регистра и аккумулятора
ADD M		+				Сложение памяти и аккумулятора
ADI b2	C6	+				Сложение непосредственных данных и аккумулятора
ADC r	10001ИИИ	+				Сложение регистра и аккумулятора с переносом
Продолжение таблицы 3.1
Команды арифметических и логических операций
ADC M	8E	+				Сложение памяти и аккумулятора с переносом
ACI b2	CE	+				Сложение непосредственных данных и аккумулятора с переносом
SUB r	10010ИИИ	+				Вычитание регистра из аккумулятора
SUB M		+				Вычитание памяти из аккумулятора
SUI b2	D6	+				Вычитание непосредственных данных из аккумулятора
SBB r	10011ИИИ	+				Вычитание регистра из аккумулятора с заемом
SBB M	9E	+				Вычитание памяти из аккумулятора с заемом
SBI b2	DE	+				Вычитание непосредственных данных из аккумулятора с заемом
INR r	00ППП100	(+)				Инкремент регистра
INR M		(+)				Инкремент памяти
DCR r	00ППП101	(+)				Декремент регистра
DCR M		(+)				Декремент памяти
INX rp	00ПР0011	–				Инкремент пары регистров
DCX rp	00ПР1011	–				Декремент пары регистров
DAD rp	00ПР1001	C				Сложение регистровой пары H с регистровой парой
Продолжение таблицы 3.1
Команды арифметических и логических операций
DAA		+				Преобразование аккумулятора в двоично-десятичный код
ANA r	10100ИИИ	+				Логическое И регистра и аккумулятора
ANA M	A6	+				Логическое И памяти и аккумулятора
ANI b2	E6	+				Логическое И непосредственных данных и аккумулятора
XRA r	10101ИИИ	+				Исключающее ИЛИ регистра и аккумулятора
XRA M	AE	+				Исключающее ИЛИ памяти и аккумулятора
XRI b2	EE	+				Исключающее ИЛИ непосредственных данных и аккумулятора
ORA r	10110ИИИ	+				Логическое ИЛИ регистра и аккумулятора
ORA M	B6	+				Логическое ИЛИ памяти и аккумулятора
ORI b2	F6	+				Логическое ИЛИ непосредственных данных и аккумулятора
CMP r	10111ИИИ	+				Сравнение регистра и аккумулятора
CMP M	BE	+				Сравнение памяти и аккумулятора
Продолжение таблицы 3.1
Команды арифметических и логических операций
CPI b2	FE	+				Сравнение непосредственных данных и аккумулятора
CMA	2F	–				Инвертирование аккумулятора
STC		C				Установка флажка переноса
CMC	3F	C				Инвертирование флажка переноса
RLC		C				Циклический сдвиг аккумулятора влево
RRC	0F	C				Циклический сдвиг аккумулятора вправо
RAL		C				Циклический сдвиг аккумулятора влево через разряд переноса
RAR	1F	C				Циклический сдвиг аккумулятора вправо через разряд переноса
Команды управления
JMP b3b2	C3	–				Безусловный переход
Jусл b3b2	11УУУ010	–				Условный переход
CALL b3b2	CD	–				Безусловный вызов подпрограммы
Cусл b3b2	11УУУ100	–		11/18	3/5	Условный вызов подпрограммы
RET	C9	–				Возврат
Rусл	11УУУ000	–		5/11	1/3	Возврат при условии
RST n	11nnn111	–				Повторный запуск
SPHL	F9	–				Пересылка пары регистров H в SP
Окончание таблицы 3.1
Специальные команды
PUSH rp	11РП0101	–				Пересылка пары регистров в стек
PUSH PSW	F5	–				Пересылка аккумулятора и регистра флажков в стек
POP rp	11РП0001	–				Загрузка регистровой пары из стека
POP PSW	F1	+				Загрузка аккумулятора и регистра флажков из стека
XTHL	E3	–				Обмен между регистровой парой H и стеком
PCHL	E9	–				Пересылка регистровой пары H в PC
IN port	DB	–				Ввод
OUT port	D3	–				Вывод
EI	FB	–				Разрешение прерывания
DI	F3	–				Запрещение прерывания
HLT		–				Останов
NOP		–				Нет операции
RIM		–				Чтение маски прерывания
SIM		–				Запись маски прерывания

Таблица 3.2 – Адреса регистров и регистровых пар микропроцессора

Регистры	Пары регистров
B	C	D	E	H	L	A	B	D	H	SP

Таблица 3.3 – Коды условий для команд управления

УУУ	Мнемокод	Условия
	NZ	Неравенство нулю
	Z	Равенство нулю
	NC	Отсутствие переноса
	C	Наличие переноса
	PO	Нечетность
	PE	Четность
	P	Плюс
	M	Минус

S	Z		AC		P		C
бит 7							бит 0

Рисунок 3.13 – Формат регистра флажков

Рисунок 3.14 – Схемы, поясняющие выполнение сдвигов микропроцессором