Сопротивления

Конденсаторы

33 пФ слюдяной илн дисковый 51 пФ 100 пФ 270 пФ 330 пФ 560 пФ 680 пФ 0,001 мкФ майларовый

ИМС ТТЛ ИМС КМОП

74LS0O 77LS02 74LS04 7404 74LS74 74LS83 74LS85 74LS86 74LS90 74LS93 74LS107 74121 74LS125 74LS138 74LS151 74LS161 74LS164 74LS191 74LS193 74LS244

74LS365 74LS377

4011

4020 4046 4066 4069UB

Разные ИМС Z80 ЦП МСМ 6810 HP 5082-7340

Красные светодиоды Лампа N 47

Лампа N 1869 (нлн N344) Индуктивность 7 мГ (UTC MQE-1) Трансформатор накала на 6,3 В с отзодом 6т^

средней точки Небольшой громкоговоритель

78L05 ТО-92

Элементы управления и переключатели

Потенциометр 2,5 кОм Переключатель SPDT 10 кОм Кнопка SPDT

60 кОм 8-бнтовый переключатель DIP

Приложение Б. Описание Z80

Количество необходимых для работы с микропроцессором справочных данных настолько велико, что само по себе составляет целое приложение. Причиной для выбора микропроцессора Z 80 в качестве основы для серии посвященных микропроцессорам лабораторных работ послужило то обстоятельство, что Z80 имеет статические регистры и поэтому может работать при очень низких тактовых частотах. Это существенно при отладке программ, если используется голый компьютер без каких бы то ни было моииториых программ. Чтобы оставаться в рамках основного текста, мы решили использовать для команд мнемокоды языка микропроцессора 8085 и поэтому ограничились подсистемой из 78 команд из общего числа 158 команд полной системы Z80 (так же, как это практикуют с целью обеспечения совместимости многие изготовители программного обеспечения для Z 80). Расширенная система команд включает дополнительные операции пересылок и арифметические операции, которые применяются к новым регистрам (Z 80 имеет регистров иа 11 больше, чем 8085: это вспомогательные регистры А - и индексные регистры), равно как и новые операции, такие, как автоматический счет цикла и пересылки блоков. Большая часть новых команд имеет КОПы длиной в 2 байт, поскольку 245 из возможного числа 256 одноСайтовых КОПов уже были использованы в системе команд микропроцессора 8085. Если вам захочется экспериментировать с ними, дальнейшую информацию можно получить из описаний, которые предлагают изготовители.

Если вы попытаетесь писать свои собственные программы для описанного в этой книге компьютера, то можете использовать для ручной трансляции таблицу КОПов, которая помешена в конце этого приложения. Количество машинных циклов для каждой из команд приведено там же; эти количества только слегка отличаются от таковых для процессора 8085. Всю остальную информацию можно найти в гл. 11 основного текста. Например, из табл. 11.2 можно определить, какие флаги устанавливает каждая из команд.

Если вы попытаетесь писать собственные программы, помните также, что построенный в работах 19 и 20 компьютер не может осуиствлять запись в память. Это обстоятельство лишает вас возможности использовать ие только MOV М, г, STA и т. д., ио также и операции со стеком, включая вызовы подпрограмм и систему прерываний, что может оказаться сильным ограничением, Способ обеспечения возможности записи в память для этого компьютера сводится к переделке схемы иа рис. 20.3 в схему, изоб-

раженную на рис, Б. 1, которая теперь полиостью управляет линиями R/W и ЕМЕМ,

WRITE

MREQ

О

L>

8USAK

Рис. Б.I. Схема разрешения работы памяти, позволяющая компьютеру осуществлять запись в память.

ЕМЕМ идет на один из входов CHIP SELECT (положительное значение истинно) ИМС памяти (не CHIP SELECT, как раньше). WRITE - это соединение с переключателем WRITE. Помните, что теперь используется BUSAK, а не BUSAK.

б.1. Временные диаграммы. Минимальное число нужных для выполнения команды так'гов равно четырем. Это количество времени требуется для того, чтобы извлечь из памяти КОП и декодировать его. Если обращения к памяти больше не нужны, например при пересылке данных из регистра в регистр или при выполнении арифметических действий над содержимым регистров, выполнение команды на этом заканчивается;

г,-- h-h--Ц-Н'

А

о- А,5 \ ПС )( (Регенерация) ](

MREa

Ml \ /

Цикл И1

Рис. Б.2. Синхронизация процедуры извлечения КОПа команды (цикл Ml).

--Н~Г;, >h Тз--г,--Н-7j-Н--/3-

Afl-A 15 У Адрес в памяти Адрес в памяти

/ \ Г-

Co D7 -(в80д^-( Вывод j-

Цикл считывания из памяти 4>wi записи в память * Рис Б.З. Циклы считывания из памяти и записи в нее.

если нужны последовательные операции с регистрами, количество потребных периодов может увеличиться на несколько единиц (например, INX требует 6 периодов, а DAD- 11). Далее, каждое обращение к памяти требует трех дополнительных периодов, так чго, например, команда ADDM, которая должна осуществлять считывание из памяти, длится 4+3=7 периодов.

Прежде всего в начале такта Ti на адресную шину помещается адрес требуемой команды в программном счетчике (PQ. Спустя полпериода (тактового), когда состояние шины установилось, уровень на линиях MREQ и RD становится низким, разрешая считывание нз памяти. После этого памяти нужно полтора тактовых периода, чтобы выдать данные, которые фиксируются в начале Т3. В течение Т^ и Т4 адресная шнна

b-A,g )( Адрес порта )[

IORQ

-{ввод-

Вывод

считывания

цикл шиси

Рис Б 4 Циклы ввода и вывода.

используется для адреса регенерации динамической памягп (всего 7бит) и уровень kFSH становится низким, чтобы это разрешить, тем временем ЦП производит декодирование полученном команды. Выход Ml активен в течение первой половины операции извлечения КОПа и только в это время, так что его можно использовать для идентификации начала выполнения каждой команды

Использов<:гние линий MREQ, RD н шин при считывании из памяти аналогично их использованию при извлечении КОПа. При записи в память данные присутствуют

на шине одновременно с разрешающим состоянием сигнала MREQ, ко строб WR задерживается , чтобы обеспечить установочное время ( время доступа ) памяти.

Форма сигналов при вводе и выводе идентична форме при считывании и записи из памяти, за исключением того, что здесь ЦП генерирует дополнительный такт Tg, или ждущее состояние, так что работа ЦП приспосабливается к большим установочным временам различных устройств В/В и вместо линии MREQ активизируется

Б,2. Таблица КОПов. Ниже следует полная таблица КОПов для 78 команд микропроцессора 8085 вместе с краткими описаниями их содержания. Заметим, что в не. ото-рых кодах не проставлены биты для операндов регистров или условий, и их сл ет

Пересылка, загрузка, запись

Переслать регистр' в регистр Переслать непосредсгвенные данные в регистр Загрузить непоср. данные в пару регистров

Запомнить А косвенно по ВС Запомнить А косвенно по DE Загрузить А косвенно по ВС Загрузить А косвенно по DE Запомнить А по адресу Загрузить А по адресу Запомнить Н, L по адресу Загрузить Н, L по адресу Обменять DE и HL

взять из соответствующей таблицы раздела определения (см, ниже). Число дополнительных байтов данных, необходимых для полной записи команды, показано при помощи числа букв d в операнде.

Приращение и уменьшение

Приращение регистра Уменьшение регистра Приращение пары регистров Уменьшение пары регистров

О О г г

О О г г

О а р р

О О р р

г i О О

г 1 О 1

О О i 1

10 11

Циклы

4 [II] 4 [111

Арифметические н логические

Прибавить регистр к А Прибавить регистр к А с переносом Вычесть регистр из А Вычесть с заемом И регистра и А Исключающее ИЛИ per. и А ИЛИ регистра и А Сравнить регистр q А Прибавить непосредственные данные к А

Прибавить непоср. с переносом Вычесть непоср. из А Вычесть непоср. с заемом И непоср. с А

Исключающее ИЛИ непоср. с А Илн непоср. с А Сравнить непоср. с А DAD гр Прибавить пару регистров к HL

ADD ADC SUB SBB ANA XPA r ORA r CMA г ADI d

d d d d d d d

Операции с накопителем н флагами

RLC Сместить А влево

RPC CiecTHTb А вправо

RAL CMecfHTb А влево через разряд

RAR Сместить А вправо через разряд

Десятичная коррекция накопителя Дополнение к накопителю Установить бит переноса Обратить бнт переноса

В/В, управление и операции со стеком

OUT EI DI KOP HLT

PUSH rp POP rp XTHL SPHL

Ввод (адрес порта = d) Вывод (адрес порта ==d) Разрешение прерываний Запрещение прерываний Нет операции Останов

Занести пару per. в стек Извлечь пару per. из стекла Обменять HL с верхом стекла Переслать HL в SP

Передачи управления

Определения

1) Поля данных

d один байт непосредственных данных dd двухбайтовый адрес

Длина команды = 2 байт Длина ком. = 3 байт

Все остальные команды имеют длину 1 байт.

2) Поля регистров

3) Коды условий

Пример- JC> (КОП 1101 1010)= Переход по переносу 4) Число тактов

N Число тактов, нужное для окончания команды [N] Число тактов, когда г=М (доступ в память) (N) Число тактов, если условие не выполнено

Расположение выводов

Приложение В. Расположение выводов Транзисторы

ТО-108

1N3565

FPT-lOO

ТО 92 2N3905

2N5962

3) 3j Cj 2

TQ-18

!2N5958

TO 92

2NM85

Линейные ИМС Зрмпя (Л*

мини DIP

Мйни-dip. 1358

Земля (£

Выи (X Сброс (J

мини DIP

ЭВ15 ©THRESH

;J) Управление Вых 0(

НЛ (2) Вых -гигг

мини DIP

©мод.

+ я к Ч 19

неинб 1 ) J iJ tJ

N N

>

3 перехода npr? 2/?л/)

С Л 50961 DIP на 16 выводов (,Поялом а-

Вых

ТО - 92-16) I7BL05I

ТТЛ ИМС

d а о: d

Земля Q

®

W 3)

74LS01

+ 5-14

Земля~7

3 tl

> 8х.

A>BJ

Ш! m IM lil

A<B A 8

71LS85

+5 = 16 Земля I

a a d

+ 5 = 5 ЗемпяЧг

® 3)

ЗемлА

/?o(l)iryI

74LS86

D->/?9(l)

+ 5= 5 Земля =1(J

74LS93

+ 5 = 5

3

+5 = 14

m с Q

+ 5=14 Земля = 1

Расположение выводов

без

(Г (2)

*5 В)

®

74LS125

+5=16 Земля~8

715151 1 Q

A Строб

Dq D, Di D3 D/i D5 \ D,

41 3 2 1I 15I 111 ,3li2l

+ 5-1Б Земля = 8

14 I I3i IZ 1]

CE.T

74LS161

TG Pt

Dq D, Di B5

1? 3 5i 6l

+ 5=16 Земля =8

5 2 6 7

Up h h к h 175191

, ill мах/tniR -j

RCD 0-

LD Dft Db Oc Dd

1Г 15 1 ;ш 9

+ 5-16 Земля 8

®

75365

3 4 5 61 1Q 111 1Z 15

5a h Qc Qd \>W r--CY

3l n 61 7

>DN,

7415195

. L Da Db h 4 R

iiis 1 10 э' h

+ 5-15 Земля !

+ 5 = 11 Земля =7

4>J !?<{>J

1+5 = 20

LSWI земля-10

21 131 31 161 11

3 £/ к £ээ КОМП RC

, Do D, Рг Dj D5 вб I2l lli fOl 9i B! 71 6l 51

7nS377

+ 5 = 20 Земля=10

КМОП ИМС

4011

® ® 1)

9 7i 5 41 6 13 tZ 14) 151 11 2 3[

/?, <?5 <?б 7 8 <?9 <?1D <?п ffi2 г } <?и

> Тэкт.

4020

ттг

+ 5 = 16

Земля =8

Имп

Фаз вых фа5

Bi мт (э)

Запрет (5) С®

c(z:

4046

Dfcc

®Ста6.

[l4)B)( СИГН

<j?4Bbu фаз ©Вых двмод

Разные ИМС

.в с

-Рйдна ИМС-

5082 7340 НР BISPLAY

Ш

?1 71

CE----

iqI 11Y1J13I isf

t55

+ 5 = 24