Microcomputadores

Prof: Tatiana Marín R.

Lenguaje máquina = lenguaje binario

Instrucción Lenguaje máquina (binario) OP ( hex) Nemónico

Restar 1111 0000 F0 SUB

Sumar 0000 1111 0F ADD

Cargar el acumulador 1111 1111 FF LDA

Almacenar el acumulador 0000 0000 00 STA

Operación AND 1010 0111 A7 AND

Operación OR 0101 0111 5A ORA

Fin 1000 1000 88 END

Programación en 3 lenguajes

Instrucciones Nemónico OP Binario

Cargar el acumulador con 19 LDA 19 FF 1111 1111

    19 0001 1001

Operación AND con A2 AND A2 A7 1010 0111

    A2 1010 0010

Almacenar AC en 23 STA 23 00 0000 0000

    23 0010 0011

Fin END 88 1000 1000

Tipos de Lenguaje

Programa fuente

LDA 19AND A2STA 23

END

Programa Ensamblador

Programa objeto

1111 11110001 10011010 01111010 00100000 00000010 00111000 1000

AlSistema

Programa fuente Programa traductor

Lenguaje máquina

Tipos de Instrucciones

Aritméticas : incluyen todas aquellas con las que se puede realizar operaciones aritméticas,suelen ser sólo dos : suma y resta.

Logicas : efectúan operaciones lógicas tales como : AND ,OP, EOR, NAND, etc.

De transferencia : Sirven para trasladar datos,entre diferentes registros de trabajo,ó entre estos y la memoria y los módulos I/O.

Tipos de Instrucciones

De salto : permite que la ejecución del programa salte a una dirección especificada, alterando el contenido del PC. Estas instucciones pueden ser :

- condicionales : si el salto se efectúa previo una condición determinada.

- incondicionales : cuando se realiza siempre el salto.

Tipos de Instrucciones

De llamada a subrutina : Una subrutina es una parte del programa que realiza una determinada función de carácter repetitivo. Cada vez que el programa precisa de dicha función llama a la subrutina,la ejecuta y una vez completada regresa al punto de partida.Al final de la subrutina existirá la instrucción RET ,con la que se saca del Stack la dirección de retorno al programa principal.

Existe un grupo de instrucciones para llamar subrutinas ; CALL dirección – forma incondicional, o bién , CC dirección – forma condicional que indica su dirección de inicio y es llamada solo si el flag de carry C está en 1.

Tipos de Instrucciones

De empleo del STACK POINTER : instrucciones que guardan el contenido de registros o datos de forma temporal en la zona de memoria que direcciona el Stack para luego sacarlos cuando se precise :

PUSH guarda en la memoria de Stack POP recupera del Sack

Tipos de Instrucciones De Entrada y Salida: instrucciones

para transferir datos con los perifericos del sistema.

IN puerta –carga en el acumulador el dato que exista en la puerta indicada.

OUT puerta –coloca en una determinada puerta el contenido del acumulador.

Modos de Direccionamiento

Direccionamiento Directo : Detrás del código OP de la instrucción se indica la dirección donde se encuentra el operando. Operando se encuentra en página cero en donde se pueden controlar 256 localizaciones.(0000-00FF)

Ej: ADD A 5F nemónico 9B 5F máquina Suma el A con el contenido de la dir. 5F A --- A + M(5F)

Modos de Direccionamiento Dir. Directo Extendido :

direccionamiento directo con campo de dirección de 2 bytes. (página y dirección)

Ej : ADD A 01 4E BB 01 4E

01 byte orden bajo “ posición “ 4E byte orden alto “ posición “

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Relativo : dirección

del operando es especificada en relación al PC.

Dirección especificada + valor presente del PC = dir. del operando.

Suma a los 8 bits LSB del PC

Ej : instrucción de bifurcación BRA 03 20 03 dirección : PC + 03

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Indexado : similar al

relativo pero basado en el Registro Indice especificado previamente.

Válido para programas que incluyen tablas o arreglos de números. Primer elemento en el registro indice y el resto son direccionados en relación al primero. El resultado de la suma se guarda en un registro temporal de 16 bits para no alterar el contenido del registro indice.

Ej : ADD A 23 AB 23 dirección: X (reg.indice) +

23

Modos de Direccionamiento

Direccionamiento Inmediato : operando definido inmediatamente después del código de operación.

Ej. : LDA A $09 nemónico 86 09 máquina

A---09

Modos de Direccionamiento

Direccionamiento Inherente o Implicito en la instrucción.

Ej : Complemento 1 del Acumulador

Modos de Direccionamiento Direccionamiento Indirecto : provee la

dirección en la cual se encuentra la dirección del operando.

Permite direccionar grandes bloques de memoria por instrucciones de una sola palabra.

Hay microprocesadores que admiten hasta 13 modos de direccionamiento diferentes, los mencionados son los más importantes y hay modos derivados de los anteriores.

Ejecución de las instrucciones

La Unidad de Control provee pulsos de temporización apropiados para el desarrollo de la instrucción.

La unidad de control habilita puertos AND C (C--B) entonces B está en el bus. Luego un pulso de entrada al registro C para ingresar el contenido del bus.

Ejecución de las instrucciones

El bus puede llevar información de un registro a la vez. Fig.14

Transferencia de datos entre dos registros bajo la dirección de la unidad de control

Ejecución de las instrucciones

Los pulsos son producidos en sincronismo con pulsos de reloj.

Ejecución de las instrucciones

La mayoría de los microprocesadores tiene un conjunto fijo de instrucciones, unos pocos tienen unidad de control microprogramables los que permiten cambiar el conjunto de instrucciones, estos contienen ROM.

Unidad de E/S

Permiten la comunicación del microp. con el mundo exterior.

Los dispositivos de E/S se denominan periféricos.

Todos los periféricos necesitan de una interface para interactuar con los buses del sistema microp.

Métodos para manejar los dispositivos de I/O

Mediante Instrucciones específicas de I/O, que se emplean en el programa de control para acceder al periférico.

Mediante Acceso Directo a Memoria (DMA).La cpu pone HiZ los buses de direcciones y de datos.Un dispositivo controlador DMA toma el control de los buses y pasa los datos directamente entre el dispositivo I/O y la memoria.

Métodos para manejar los dispositivos de I/O Mediante Técnicas de

Interrupción. El periférico activa las líneas de interrupción de la CPU, que detienen el programa en ejecución y trasladan el contador de programa PC a la dirección de inicio de otro programa, creado especialmente para atender el periférico que solicita la interrupción. Suele denominarse rutina de servicio.

Métodos para manejar los dispositivos de I/O Mediante el tratamiento de I/O como

Elemento de Memoria. Permite el empleo de las mismas instrucciones para acceso a memoria y a I/O. Una zona del mapa de memoria es reservada para los dispositivos I/O (memoria mapeada). Estas posiciones se llaman puerts I/O. Escribir o leer en estos puertos equivale a hacerlo en el periférico

Ejecución de las instrucciones

El computador opera con un clock. Un número de ciclos de reloj son

necesarios para realizar las tareas específicas de una instrucción.

Ciclo de Instrucción : Ejecuta la instrucción . 1 o más ciclos de máquina

Ejecución de las instrucciones

Ciclo de máquina .Se divide en :1.- Ciclo FETCH (búsqueda) - MAR entrega la dirección de una

instrucción en memoria - MDR ( B-registro de datos) la

instrucción es decodificada y la instrucción es leída.

Ejecución de las instrucciones

2.- Ciclo EXEcute ( ejecución ) La instrucción es decodificada y

la operación es realizada.

Ciclo típico de máquina