Микропроцессорные системы Ассемблер

шифр 051

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Задание на контрольную работу с методическими указаниями


ВВЕДЕНИЕ
Особенностью микропроцессорных информационно-управляющих систем железнодорожного транспорта является широкое применение микропроцессоров и микроконтроллеров для управления технологическими процессами, связанными с управлением и контролем движения поездов.
Низкая стоимость микропроцессорных систем позволяет разрабатывать на их базе самые разнообразные устройства управления. При этом проектирование управляющего устройства сводится к разработке его программного обеспечения.
В настоящей контрольной работе студенты должны познакомиться с принципами построения и работой простейшего отечественного 8-ми разрядного микропроцессора семейства К580.
Целью выполнения настоящей контрольной работы является изучение принципов составления алгоритмов и программ для решения задач, связанных с обработкой и обменом информацией.
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
В контрольной работе студент должен разработать структуру микропроцессорного устройства управления объектом, составить машинный алгоритм функционирования данного устройства и по нему написать в операторах языка Ассемблер программу. Полученную программу записать в машинных кодах с использованием шестнадцатеричной системы счисления и отладить с использованием программного эмулятора.
Для выполнения контрольной работы необходимо:
    изучить методические указания и рекомендуемую литературу;
    определить свой вариант задания;
    изучить заданный алгоритм работы микропроцессорного устройства управления объектом и дать его описание;
    разработать и привести структурную схему микропроцессорного устройства управления объектом, предполагая, что программа функционирования и исходные данные хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), для хранения промежуточных и окончательных результатов используется оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), каждый тип результата выводится через свой порт вывода;
    привести описание разработанной структурной схемы микропроцессорного устройства;
    составить машинный алгоритм работы микропроцессорного устройства;
    написать текст программы на языке Ассемблер с комментариями;
    представить текст программы в машинных кодах используемого микропроцессора в шестнадцатеричной системе счисления;
    определить адресное пространство программы, используемые адреса ячеек ПЗУ и ОЗУ, адреса портов вывода;
    отладить программу, используя программный эмулятор микропроцессора.
Вариант задания (прил.1) соответствует последней цифре шифра студента и определяет заданный алгоритм работы микропроцессорного устройства. Последние три цифры учебного шифра определяют адрес ячейки памяти в шестнадцатеричной системе счисления, с которой начинается программа. Две последние цифры учебного шифра определяют значения константы допуска DOP, используемой в алгоритме, также в шестнадцатеричной системе счисления. Параметры PARIN и PAROU выбираются произвольно так, чтобы при отладке программы на эмуляторе выполнялись все ветви алгоритма (задается несколько значений).
В контрольной работе должны быть выполнены все пункты задания. Пояснительная записка должна содержать исходные данные по варианту, схему микропроцессорного устройства и схемы алгоритмов. Каждый чертеж вставляется в пояснительную записку после той страницы, на которой имеется первая ссылка на него. Пояснения выполненной студентом работы должны быть краткими и разборчивыми для чтения. Программа приводится по форме, показанной в примере методических указаний. В контрольную работу вкладывается листинг программы.
МЕТОДИЧЕКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Структурная схема микропроцессорного устройства
Типовая структурная схема микропроцессорного устройства показана на рис.1. В микропроцессорное устройство входят следующие основные блоки: микропроцессор (МП), системный контроллер, генератор тактовых импульсов, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), порты ввода и порты вывода.
Блоки, входящие в состав микропроцессорного устройства соединяются между собой посредством шин. В рассматриваемой трехшинной структуре используются: шина адреса (ША) для передачи 16-ти разрядного адреса, шина данных (ШД) для передачи 8-ми разрядного слова данных и шина управления (ШУ) для передачи сигналов управления отдельными блоками.
Функции обработки данных и управления работой блоков микропроцессорного устройства возложены на МП. Он обеспечивает выдачу адресов на ША, выдачу слова на ШД, прием слова с ШД и выдачу сигналов, из которых формируются сигналы управления, поступающие в ШУ.
Для управления работой ПЗУ, ОЗУ и портов ввода-вывода микропроцессор формирует управляющие сигналы, поступающие на системный контроллер. Системный контроллер в свою очередь вырабатывает необходимые управляющие сигналы и выдает их на ШУ. Данные от/к микропроцессора к остальным блокам устройства также поступают через системный контроллер. Таким образом, системный контроллер позволяет организовать двунаправленную передачу данных и их буферизацию.
Для синхронизации во времени процессов, происходящих в блоках микропроцессорного устройства, используется еще одна интегральная схема - генератор тактовых импульсов, который выдает в МП и системный контроллер последовательности синхроимпульсов.
Хранение программы, обеспечивающей функционирование микропроцессорного устройства по заданному алгоритму, исходных данных и результатов осуществляется в памяти устройства. Для хранения промежуточных данных и результатов используется ОЗУ. Слово поступает в ОЗУ по шине данных и записывается в ячейку памяти, которая указывается адресом, поступающим с ША. Режим записи или считывания слова задается сигналами с ШУ.
Для микропроцессорного устройства, управляющего определенным процессом по конкретному алгоритму, программу удобно хранить в ПЗУ, куда она записывается заранее на стадии подготовки микропроцессорного устройства к эксплуатации и не может быть стерта. ПЗУ является энергонезависимой памятью в отличие от ОЗУ, где хранимая информация разрушается при прерывании электропитания. Таким образом, ПЗУ работает только на считывание информации.
Исходные данные могут поступать в микропроцессорное устройство от устройств ввода по специальной команде МП через порты ввода. Необходимый порт ввода выбираются по адресу, поступающему от МП по ША, а по сигналу считывания, выдаваемого на ШУ, информация передается на ШД и в МП.
Результаты операции могут быть выведены на устройства вывода через порты вывода аналогичным образом.