Цель лабораторной работы - рассмотреть особенности выполнения простейших арифметических операций над целыми числами без знака на микропроцессорных установках МИКРОЛАБ КР580ИК80 и ЭЛЕКТРОНИКА-580, познакомиться с программированием в машинных кодах и мнемокодах, научиться пользоваться средствами управления и клавиатурой устройств.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Представление чисел

При программировании микро ЭВМ на МП БИС КР580ИК80 необходимо пользоваться способом представления чисел с фиксированной десятичной точкой. При этом знак числа и количество разрядов, занятых дробной частью числа, могут быть учтены при подготовке данных или программным путем.

Следует помнить, что коды команд, адреса и данные вводятся в микро ЭВМ числами в шестнадцатеричной системе счисления. Некоторой особенностью в лабораторных установках МИКРОЛАБ и ЭЛЕКТРОНИКА-580 является отображение чисел на дисплее (табл. I).

Для МП БИС КР580ИК80 можно представлять данные в виде двоично-десятичного числа, при этом каждый байт рассматривается как две тетрады (два полубайта), а каждая тетрада кодирует одну десятичную цифру.

Такое представление позволяет закодировать в одном байте десятичные числа от 0 до 99. Обратите внимание на то, что, используя для представления шестнадцатеричную систему счисления, в одном байте можно закодировать число от 0 до FF , что соответствует числам десятичной системы от 0 до 255.

Эти примеры показывают, что такое представление чисел более рационально: используется меньший объем памяти, сокращается программа.

Таблица 1- Представление чисел в различных системах счисления и отображение их на дисплее

Десятичная система счисления	Восьмеричная система счисления	Двоичная сис-тема счисле-ния (по тетрадам)	Шестнадцате-ричная систе-ма счисления	Символы на дисплее
0	0	0000	0	0
1	1	0001	1	1
2	2	0010	2	2
3	3	0011	3	3
4	4	0100	4	4
5	5	0101	5	5
6	6	0110	6	6
7	7	0111	7	7
8	10	1000	8	8
9	11	1001	9	9
10	12	1010	А	А
11	13	1011	В	B
12	14	1100	С	С
13	15	1101	D	D
14	16	1110	Е	E
15	17	1111	F	F

1.2 Арифметические команды

Основной арифметической функцией является сложение двух чисел. Команда, имеющая мнемокод ADD Rд, складывает данные регистра Rд и аккумулятора (регистра А) и результат сложения запоминает в аккумуляторе.

- CARRY - регистра признаков. Разряд (флаг) переноса играет большую роль при выполнении микропроцессором арифметических операций и работает девятым разрядом аккумулятора. По флагу командами IC и INC можно осуществить переход. Применяется он так же при сложении чисел длиннее восьми разрядов, выполняя функции связи между двумя байтами записи числа.

О состоянии флага переноса, как и других флагов регистра признаков в МИКРОЛАБе может сообщить ячейка памяти с адресом 83ЕА, где флаги за-писываются в последовательности, приведенной на рисунке 1.1.

В «ЭЛЕКТР0НИКЕ-580» разряд С высвечивается на панели установки.

Рисунок 1.1 - Флаги № ШС КР580ИКБ0

Вычитание содержимого регистра Rд из содержимого аккумулятора производит команда SUB Rд. Например, команда SUB B вычитает из аккумулятора данные регистра В.

Команда вычитания использует флаг переноса как разряд заема. Если флаг переноса устанавливается после команды SUB Rд, значит, число в регистре Rд больше, чем в аккумуляторе.

После выполнения команды SUB Rд результат остается в аккумуля-торе, вызов содержимого которого на индикатор регистра данных осущест-вляется адресом 83ЕВ в "МИКРОЛАБе" и клавишами REC, А в "ЗЛЕКТРОНИКЕ-580".

1.3 Программа сложения двух однобайтных чисел X и У

Задача состоит в том, чтобы, выполнив занесение однобайтных чисел в регистры А и Rд, сложить их и поместить результат сложения в аккумулятор.

Задайтесь числовыми значениями Х = 38, Y = А3 и начальным адресом программы, приняв его равным 8200.

Обратите внимание на то, что все приведенные числа записаны в шестнадцатеричной системе счисления.

Включите лабораторную установку и, пользуясь листингом программы, приведенным в табл. 2, запишите в память ЭВМ по указанным адресам коды команд.

Таблица 1.2 - Программа PRG 1 сложения двух однобайтных чисел

Адрес	Код команды	Метка	Мнемокод	Комментарий
8200	AF	PRG 1:	ХRА А	Очистить аккумулятор
8201	ЗЕ		MVI A, 38	Записать в аккумулятор
8202	38			число X
8203	06		MVI B, A3	Записать в регистр В
8204	A3			число У
8205	80		ADD 8	Сложить X и Y
8206	E7		RST 7	Прервать выполнение программы

Выполнив запись программы, установите начальный адрес и запустите программу. После её исполнения на дисплее установится запись: 8207 DB_ _, показывающая результат вычисления DB по адресу 8207.

Для получения разности двух чисел X и Y можно использовать программу PRG 1, заменив в ней по адресу 8205 код команды 80 (ADD B) кодом 90 (SUB В) команды вычитания содержимого регистра В из содержимого аккумулятора, разместив предварительно в регистрах В и А соответственно вычитаемое и уменьшаемое. Разность будет записана в аккумуляторе.

1.4 Сложение массива однобайтных чисел

Массив однобайтных шестнадцатеричных чисел, например, 31, АВ, 86, разместите в последовательных адресах памяти, например, 8250, 8251, 8252, 8253.

В качестве входных параметров для выполнения программы необходи-мо иметь адрес первого слагаемого, например, 8250, записанный в регистрах H, L, и число слагаемых - в регистре С. Выходным параметром будет являться сумма, старший байт которой записан в регистре В, а младший байт - в аккумуляторе.

Таблица 1.3 - Программа PRG 2 сложения массива однобайтных чисел

Адрес	Код команды	Метка	Мнемоника	Комментарий
8200 8201 8202	21 50 82	PRG 2:	LXI H,8250	Загрузить в регистры HL, адрес первого слагаемого
8203 8204	0E 04		MVI C, 04	Загрузить в регистр С количество слагаемых
8205	AF		XRA A	Очистить аккумулятор
8206	47		MOV B, A	Очистить регистр В
8207	86	M1:	ADD M	Прибавить к содержимому аккумулятора число из массива слагаемых
8208 8209 820А	D2 0D 82		INC M2	Если переноса нет, то идти на М2
820В 820С	04 B7		INR B ORA A	Увеличить содержимое регистра В на I Очистить флаг переноса
820D	23	M2:	INX H	Указать на следующий адрес слагаемого
820E	0D		DCR C	Уменьшить содержимое регистра С на I
820F 8210 8211	C2 07 82		INZ	Если не все слагаемые, то идти на MI
8212	FF		RST 7	Прервать выполнение программы

Выполнение программы с именем PRG 2 начинается с команды загрузки регистровой пары HL, 16-битным числом 8250 (адрес первого слагаемого). После выполнения второй команды (адреса 820З, 8204) в регистре С запишется число 4 (число слагаемых). Командами 8205 и 8206 производится обнуление регистров А, В и регистра признаков.

Командой 8207 с меткой MI начинается первый цикл этапа суммирования. В результате выполнения этой команды в регистр А заносится первое слагаемое (число 31) по адресу 8250, записанное в регистровой паре HL.

Так как переполнения аккумулятора нет, по команде 8208 осуществляется переход на метку М2 (адрес команды 820С), и к содержимому регистровой пары HL прибавляется I. Теперь здесь записан адрес 8251 второго слагаемого.

После выполнения команды 820Е число слагаемых (содержимое регистра С) становится равным 3 и по команде 820F осуществляется переход на MI- начало следующего цикла этапа суммирования.

Во втором цикле в регистр А записывается сумма DC чисел 31 и АВ, флаг переноса не устанавливается, уменьшается число слагаемых регистра С до 2.

В третьем цикле в аккумулятор записывается 62 (младший байт суммы чисел DC и 86) и устанавливается флаг переноса С. По команде 8208 осуществляется переход по адресу 820В и в регистр В записывается I. Содержимое регистровой пары HL равно 8253, содержимое регистра С - I.

В четвертом цикле после выполнения команды 8207 в аккумулятор записывается 56, флаг переноса установлен, содержимое регистра В равно 2.

По команде 820(Е) содержимое регистра С становится равным 0, и ко-манда 820F передает управление адресу 8212 - конец выполнения програм-мы.

1.5 Вычитание одинаковых по длине чисел

Рассмотрите программу получения разности двух чисел X и Y, имеющих одинаковую длину. Листинг программы приведен в табл. 1.4.

Входными параметрами программы будут являться: длина чисел в байтах, записанная в регистре В, адрес младшего байта вычитаемого - в регистровой паре HL, адрес младшего байта уменьшаемого - в регистровой паре DE . Результат вычисления заносится в область памяти, отведенную под вычитаемое.

Положим X = А304 и Y = 7E2I,

B области памяти записывается по адресам

8250 - 04 (младший байт уменьшаемого);

8251 - A3 (старший байт уменьшаемого);

8252 - 21 (младший байт вычитаемого);

8253 - 7E (старший байт вычитаемого).

В регистре B записано 2 - длина чисел X и Y в байтах.

Таблица 1.4 - Программа PRG 3 вычитание чисел

Адрес	Код команды	Метка	Мнемоника	Комментарий
8200 8201	06 02	PRG 3:	MVI B, 02	Загрузить счетчик длины числа
8202 8203 8204	I I 50 82		LXI D, X	Загрузить в регистры D, E адрес младшего байта уменьшаемого
8205 8206 8207	21 52 C2		LXI M, V	Загрузить в регистры H, L адрес младшего байта вычитаемого
8208	AF		XRA A	Очистить аккумулятор
8209	IA	M1:	LDAX D	Загрузить в аккумулятор уменьшаемое
820A	9E		SBB M	Вычесть из содержимого аккумулятора вычитаемое
820В	77		MOV M, A	Записать разность на место вычитаемого
820C	I3		INX D	Указать на следующий байт уменьшаемого
820D	23		INX H	Указать на следующий байт вычитаемого
820E	05		DCR B	Уменьшить содержимое счетчика длины числа
820F 8210 8211	02 09 82		INZ M1	Если не последний (старший) байт, то идти на MI
8212	FF		RST 7	Прервать выполнение программы

Обратите внимание на то, что по адресу 820А записана команда SBB. Она отличается от аналогичной команда SUB М тем, что из содержимого аккумулятора вычитается не только число, записанное в ячейке М по адресу, хранящемуся в регистровой паре HL, но и значение займа. Итоговое значение займа в результате выполнения операции фиксируется в разряде переноса регистра признаков.

1.6 Сложение многобайтовых десятичных чисел

В табл. 1.5 приведен листинг программы сложения чисел, представляемых в МП БИС КР580ИК80 в виде двоично-десятичных чисел. Так как такое представление чисел требует от ЭВМ преобразования данных, в программу необходимо ввести оператор DAA, который выполняет коррекцию результата операции по следующим правилам:

если значение младших 4 бит аккумулятора больше девяти или если признак дополнительного переноса АС равен I, то к содержимому аккумулятора добавляется число 6;

если значение старших 4 бит аккумулятора больше девяти или если признак переноса С равен I, то к содержимому старших 4 бит аккумулятора добавляется число 6.

Заметьте, что в предлагаемой программе, как и в предыдущей, рассматриваются числа с длиной больше машинного слова. Поэтому операции с такими числами МП БИС проводят по байтам, начиная с младших байтов.

Рассмотрите программу с именем PRG 4 для слагаемого Х=3045, размещенного побайтно в ячейках памяти 8050 и 8051, и слагаемого Y = 2071 - в ячейки памяти 8052 и 8053. Результат сложения размещается в ячейках, отведенных для второго слагаемого.

После выполнения программы вызовите последовательно ячейки 8053 и 8052 и запишите их содержимое. Это результат решения. Он должен быть равен десятичному числу 5116.

Таблица 1.5 - Программа PRG 4 сложения двух десятичных чисел

Адрес	Код команды	Метка	Мнемоника	Комментарий
8200 8201 8202	21 50 82	PRG 4:	LXI H, X	Загрузить в регистры младшие два разряда числа Х
8203 8204 8205	I I 52 80		LXI D, Y	Загрузить в регистры младшие два разряда числа Y
8206	AF		XRA A	Очистить аккумулятор
8207 8208	0E 02		MVI C, 02	Загрузить счетчик числа байтов
8209	IA	M1:	LDAX D	Загрузить в аккумулятор два разряда числа Y
820A	8E		ADC M	Прибавить к содержимому аккумулятора два разряда числа Х с учетом переноса
820В	27		DAA	Преобразовать результат в десятичный код
820C	12		STAX D	Передать результат в ячейку памяти, адресуемой регистровой парой DE
820D	13		INX D	Указать на адрес следующих двух разрядов числе Y
820E	23		INX H	Указать на адрес следующих двух разрядов числе Х
820F	OD		DCR C	Уменьшить содержимое счетчика числа байтов
8210 8211 8212	C2 09 82		INZ M1	Если не последний (старший) байт, то идти на MI
8213	FF		RST 7	Прервать выполнение программы

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выполним программу получения суммы двух чисел

X=A+B, имеющих одинаковую длину. Листинг программы приведен в таблице 2.1.

A= B=

Результат сложения заносится в область памяти, отведенную под второе слагаемое.

В области памяти записывается по адресам

8250 - 87 (младший байт первого слагаемого)

8251 - 35 (старший байт первого слагаемого)

8252 - 87 (младший байт второго слагаемого)

8253 - 02 (старший байт второго слагаемого)

Таблица 2.1 - Программа сложения массива однобайтных чисел

Адрес	Код команды	Метка	Мнемоника	Комментарий
8200 8201 8202	21 50 82	PRG 1:	LXI H, X	Загрузить в регистры младшие два разряда числа А
8203 8204 8205	11 52 80		LXI D, Y	Загрузить в регистры младшие два разряда числа В
8206	AF		XRA A	Очистить аккумулятор
8207 8208	OE 02		MVI C, 02	Загрузить счетчик числа байтов
8209	1A	M1:	LDAX D	Загрузить в аккумулятор два разряда числа А
820А	8E		ADC M	Прибавить к содержимому акумулятора два разряда числа В с учетом переноса
820В	27		DAA	Преобразовать результат в десятичный код
820C	12		STAX D	Передать результат в ячейку памяти, адресуемой регистровой парой DE
820D	13		INX D	Указать на адрес следующих двух разрядов числа В
820E	23		INX H	Указать на адрес следующих двух разрядов числа А
820F	OD		DCR C	Уменьшить содержимое счетчика числа байтов
8210 8211 8212	C2 09 82		INZ M1	Если не последний (старший) байт, то идти на МI
8213	E7		RST 7	Прервать выполнение программы

2.2 Выполним программу получения разности двух чисел C и D

Листинг программы приведен в таблице 2.2.

Входными параметрами программы будут являться: длина чисел в байтах, записанная в регистре В, адрес младшего байта вычитаемого - в регистровой паре HL, адрес младшего байта уменьшаемого - в регистровой паре DE. Результат вычисления заносится в область памяти, отведенную под вычитаемое. C=, D=. В регистре В записано 2 - длина чисел C и D в байтах. В области памяти записывается по адресам

8250 - Е1 (младший байт уменьшаемого);

8251 - 37 (старший байт уменьшаемого);

8252 - 75 (младший байт вычитаемого);

8253 - 08 (старший байт вычитаемого);

В регистре В записано 2 - длина чисел C и D в байтах.

Таблица 1.4 - Программа PRG 2 вычитание чисел

Адрес	Код команды	Метка	Мнемоника	Комментарий
8200 8201	06 02	PRG 2:	MVI B, 02	Загрузить счетчик длины числа
8202 8203 8204	I I 50 82		LXI D, X	Загрузить в регистры D, E адрес младшего байта уменьшаемого
8205 8206 8207	21 52 C2		LXI M, V	Загрузить в регистры H, L адрес младшего байта вычитаемого
8208	AF		XRA A	Очистить аккумулятор
8209	IA	M1:	LDAX D	Загрузить в аккумулятор уменьшаемое
820A	9E		SBB M	Вычесть из содержимого аккумулятора вычитаемое
820В	77		MOV M, A	Записать разность на место вычитаемого
820C	I3		INX D	Указать на следующий байт уменьшаемого
820D	23		INX H	Указать на следующий байт вычитаемого
820E	05		DCR B	Уменьшить содержимое счетчика длины числа
820F 8210 8211	02 09 82		INZ M1	Если не последний (старший) байт, то идти на MI
8212	Е7		RST 7	Прервать выполнение программы

ВЫВОД

В ходе лабораторной работы рассмотрели особенности выполнения простейших арифметических операций над целыми числами без знака на микропроцессорных установках МИКРОЛАБ КР580ИК80 и ЭЛЕКТРОНИКА -580, познакомились с программированием в машинных кодах и мнемокодах, научились пользоваться средствами управления и клавиатурой устройств.