Програма миготіння двох символів

4 Лабораторна робота № 4

ОРГАНІЗАЦІЯ ДИНАМІЧНОЇ ІНДИКАЦІЇ НА ІНДИКАТОРНОМУ ТАБЛО МПС

4.1 Мета роботи та об’єкт дослідження

Мета роботи: експериментально дослідити правила виведення різноманітної інформації на семисегментні індикатори та користування командами безпосереднього завантаження, порівняння, переходу та ін.

Робоче завдання: теоретично засвоїти механізм відображення інформації на індикаторах, що працюють в динамічному режимі, апаратну та програмну реалізацію режиму динамічної індикації. Скласти програму виведення чотирьох різноманітних символів на цифровому індикаторному табло в трьох режимах: режим 01 – безперервне, одночасне горіння усіх символів; режим 02 – почергове запалювання символів; режим 03 – миготіння усього символьного рядка. (Код режиму роботи повинен бути записаний за адресою 980Н).Поставити і провести експеримент по перевірці працездатності підпрограми.

Об’єкт дослідження – програмне забезпечення експериментальної установки на базі мікропроцесорного комплекту типу “УМК” з контролером введення/ виведення інформації і індикаторним табло.

4.2 Завдання на підготовку до лабораторної роботи

4.2.1 Загальні відомості

Режим динамічної індикації широко вико­рис­то­вується в багатьох пристроях, починаючи з калькуляторів, електронних годинників і закінчуючи складними інформаційними системами панорамного огляду.

Для реалізації цього режиму необхідна наявність швидкодіючих індикаторів і спеціального пристрою керування. До швидкодіючих індикаторів відносяться світлодіодні, вакуумно-люмінесцентні, газорозрядні та інші індикатори.

У всіх індикаторах інформація відображається у вигляді крапок або сегментів. Засвічуючи відповідні крапки або сегменти можна отримувати необхідне зображення.

В світлодіодному індикаторі у якості сегментів використовуються напівпровідникові кристали, що випромінюють червоне, зелене або жовте світло при проходженні через нього прямого струму.

В світлодіодному індикаторі у якості сегментів використовуються напівпровідникові кристали, що випромінюють червоне, зелене або жовте світло при проходженні через нього прямого струму.

В вакуум-люмінесцентному індикаторі сегменти або крапки виконані у вигляді металізованого напилку на поверхні скла і підключені до від’ємного потенціалу (близько 30 В). Зверху сегменти покриваються люмінофором (спеціальним з’єднанням, яке при бомбуванні його електронами випромінює кванти світла). Змінюючи склад люмінофора можна змінювати колір світіння. Для отримання потоку електронів сегменти вакуумують, попередньо помістивши їх в скляну колбу. В ній також встановлюють джерело електронів (нитку накалювання) та сітки керування потоком.

В газорозрядних індикаторах в скляній колбі при низькому вакуумі створюється тліючий розряд між сегментом та анодом. Напруга підпалювання при цьому становить 70...180 В.

Процес динамічної індикації полягає в почерговому засвічуванні символів на деякий час в заданих індикаторах. Через те, що цей процес відбувається швидко (з частотою близько 300 Гц), користувачу здається, що світяться одночасно усі індикатори. Але якщо виконати миттєву зйомку індикаторного табло, то можна побачити, що в момент зйомки світився тільки один індикатор.

Динамічна індикація дозволяє значно спростити конструкцію індикаторного табло, зменшити кількість виводів, а також зменшити витрати на монтаж. При цьому незначно ускладнюється устаткування для її реалізації.

Найпростіше індикаторне табло складається з 6 індикаторів, в яких усі однойменні сегменти з’єднані паралельно і підключені до виводів керівного пристрою.

Кожний індикатор окрім виводів сегментів має ще один додатковий вивід – вивід дозволу на засвічування.

Підрахуємо, що дає динамічна індикація. Індикаторне табло складається з 6 індикаторів. Кожний індикатор має 8 контактів для сегментів та 1 контакт дозволу на засвічування. Якщо ці індикатори з’єднати за звичайною схемою (на кожний сегмент по контакту), то кількість контактів буде 6 · 8 = 48, якщо ж індикатори з’єднати за динамічною схемою (паралельне підключення сегментів індикаторів + дозвіл на засвічування), то кількість контактів буде 8 + 6 = 14. Тобто кількість контактів зменшується приблизно в 3,5 рази.

Динамічний режим може бути організовано апаратним або програмним шляхами. Програма повинна реалізовувати почергове виведення на шини сегментів та індикаторів відповідних кодів.

Блок схема програми наведена на рисунку 4.1.

Для визначення кодів необхідно користуватися схемою рисунку 2.2 (Л/Р № 2).

Для виконання завдання даної лабораторної роботи необхідно розглянути роботу команд LDA <адреса>, CPI <байт>, J<умова> <адреса>.

Команда LDA <адреса> призначена для завантаження інформації із будь-якої комірки ОЗП (ПЗП) в акумулятор. Довжина команди дорівнює 3 байтам. В першому байти записується код команди, в другому та третьому – молодший та старший байти адреси комірки пам’яті, з якої необхідно завантажити інформацію.

Команди CPI <байт> і CMP Rпризначені для порівняння двох байтів інформації. Перша команда порівнює вміст акумулятора з вмістом байту, вказаному за командою. В другій – порівнюється вміст акумулятора з вмістом регістру R. Порівняння відбувається шляхом віднімання від байту акумулятора другого байту. Після виконання однієї з цих команд, в залежності від отриманого результату, відбувається встановлення регістру стану.

Регістр стану – спеціальний регістр МП, який складається з п’яти бітів, кожен з який змінює своє значення в залежності від отриманого результату після виконання команд типу порівняння, додавання та віднімання. Кожен біт має своє позначення: S, Z, AC, P, CY.

S-біт (біт знаку) приймає значення 1, якщо результат команди від’ємний, і 0 – якщо додатній.

Z-біт (біт нуля) приймає значення 1, якщо результат операції дорівнює нулю, і 0 – якщо не дорівнює.

AС-біт (біт додаткового перенесення) приймає значення 1 при переповненні регістру, та 0 при відсутності переповнення.

Р-біт (біт парності) приймає значення 1 якщо результат команди містить парне число одиниць, та 0 – якщо не парне.

СY-біт (біт перенесення) приймає значення 1 при наявності перенесення із старшого розряду, та 0 при відсутності перенесення.

Наприклад: Нехай в акумуляторі записано число 30Н. При виконанні команди CPI 26Н МП виконує операцію віднімання: 30Н – 26Н = 0AН

(00001010). Результат операції додатній (S-біт = 0), не дорівнює нулю (Z-біт = 0), нема переповнення регістру (AC-біт = 0), результат парний (Р-біт = 1), є перенесення із старшого розряду (CY-біт = 1).

В залежності від значень бітів стану в регістрі стану, в програмі можна задавати переходи на будь-які комірки ОЗП (ПЗП). Для цього використовуються команди умовних переходів та команди умовних переходів на підпрограми (ПП): J{умова} <адреса переходу> та С{умова} <адреса ПП>. Ці команди виконують перехід за вказаними адресами, якщо умова виконується. Якщо ж умова не виконується – програма виконується далі.

Умови переходів:

NZ – результат не нуль; Z – результат нуль;

NC – нема переповнення; С – є переповнення;

РО – результат непарний; РЕ – результат парний;

Р – результат додатній; М – результат від’ємний.

Приклади:

JNZ 0950Н – по цій команді відбувається перехід на комірку з адресою 950Н при умові, що результат виконання попередньої команди не дорівнює нулю.

CZ 0A00Н – по цій команді відбувається перехід на підпрограму, яка починається з адреси 0А00Н, при умові, що результат виконання попередньої команди дорівнює нулю.

4.2.2 Устаткування, прилади та матеріали

Лабораторна установка (рис. 1.1) складається з МПС “УМК”, що включає мікропроцесор, блок пам’яті і пристрій введення-виведення, який підключено до клавіатури і індикаторів.

4.2.3 Заходи безпеки

При виконанні досліджень треба виконувати загальні правила з техніки безпеки, що викладені у вступі

4.2.4 Контрольні запитання та завдання

1. Що таке програми динамічної індикації і навіщо вони створюються?

2. Покажіть за блок-схемою (рис. 4.1) роботу програми у 1 режимі.

3. Покажіть за блок-схемою (рис. 4.1) роботу програми у 2 режимі.

4. Покажіть за блок-схемою (рис. 4.1) роботу програми у 3 режимі.

5. Наведіть порядок формування бітів регістру стану.

6. Наведіть умови переходів.

7. Виконайте команду CPI А6Н (в акумуляторі записано число 49).

8. Розставте біти регістру стану після виконання команди ADI 57 (в акумуляторі записано число B9).

4.3 Програма проведення експерименту

Ознайомитися з блок-схемою програми, що розробляється (рис. 4.1). Ознайомитися з командами переходів.

Закодувати підпрограму затримки на мові машинних кодів використовуючи опис команд мікропроцесора. Текст підпрограми записати в таблицю 4.1 та ОЗП МПС, починаючи з адреси 900Н.

Визначити шістнадцяткові коди чотирьох вказаних викладачем символів та індикаторів, в яких ті повинні засвітитися (табл. 4.1).

Таблиця 4.1