Microcomputadores

Prof : Tatiana Marín R.

Sistema basado en microprocesador de 8 bits.

Fase de Búsqueda

Es común a todas las instrucciones.Se inicia en el contador de programa PC, que contiene la dirección de memoria donde se encuentra el código binario de la instrucción.

Esta dirección se coloca en el registro de direcciones de la CPU y de ahí a la memoria a través del bus de direcciones.

Una vez decodificada la dirección en la memoria , su contenido se traslada al bus de datos hacia el registro de Instrucciones de la Unidad de Control

Fase de Búsqueda

Fase de Ejecución

En esta fase se decodifica la instrucción dentro de la unidad de control. Se busca su código de micro-instrucciones en la memoria interna de la CPU y se activan las señales correspondientes del secuenciador para ejecutar la operación completa.

Durante la fase de ejecución los buses externos del sistema no son utilizados por la CPU. Pueden ser empleados por otros dispositivos externos para transferir datos.

Fase de Ejecución

Programa

Las instrucciones que constituyen el programa se almacenan en memoria en paquetes de 8 bits (Bytes).Normalmente con la estructura siguiente:

Byte 1 : es el código de operación Byte 2 y siguientes :dan la información

necesaria para acceder al dato sobre el que se va a trabajar la instrucción.

Almacenamiento en memoria

Ciclo de Instrucción

Durante un ciclo de instrucción dos tipos de palabras son procesadas. Estas son “palabras de instrucción” y “palabras de datos “.

Durante un ciclo de máquina las siguientes operaciones tienen lugar con respecto a una palabra de instrucción.

Palabra de instrucción

1.- Al comienzo de un ciclo ,el contenido del registro PC es puesto en el registro MA.

2.- El contenido del registro MA es transferido a la memoria y decodificado para determinar la palabra apropiada.

3.-La instrucción es leída desde memoria vía el bus de datos de memoria al registro MD ( registro B)

4.-La instrucción es puesta en el registro IR (registro de instrucción) de la CPU

Palabra de instrucción

5.-La instrucción es decodificada por el decodificador de instrucciones.

6.- La instrucción es ejecutada. 7.-El registro PC es incrementado o

“reseteado” de acuerdo a la instrucción que está siendo ejecutada.

Flujo de una palabra de instrucción

Palabra de Datos

La ejecución de una instrucción frecuentemente requiere una operación sobre datos.

La data es ingresada ya sea a memoria o a un dispositivo I/O.

En muchos microcomputadores la data de entrada debe ingresar a la CPU por medio de un registro Acumulador.

Palabra de Datos

El acumulador también funciona como el destino de toda la data operada por la ALU.

Después que las operaciones se completan, las palabras de datos son sacadas la memoria o a un dispositivos I/O vía el bus I/O.

Todas las operaciones sobra las palabras de datos tienen lugar durante un ciclo EXE.

Flujo de una palabra de datos

Fases de la programación

Las ventajas de los sistemas con microprocesador dada su previa programación ,son las siguientes :

Economía de diseño (con respecto a sist. Cableados) Facilidad para aceptar cambios en las

especificaciones iniciales ( estos alteran solo el programa de instrucciones)

Mayor fiabilidad, al reducir número de componentes. Posibilidad de utilizar módulos estándar en el

hardware( tarjetas de aplicación general),para resolver la implementación del sistema.

Fases de la programación

1 Fase : Definición del Proyecto .Es de sumo interés conocer con detalle todos los aspectos del proyecto,así como los dispositivos que ha de gobernar.

2 Fase : Diagrama de Flujo .Se trata de un gráfico, realizado con ciertos símbolos establecidos, que representan las operaciones elementales que de forma ordenada habrán de irse resolviendo mediante instrucciones.

Fases de la programación

3 Fase : Resolución del Diagrama de Flujo con Instrucciones. Se trata de realizar las operaciones elementales en el diagrama a base de las instrucciones disponibles en el lenguaje que se vaya a emplear. En esta fase existe una parte final de verificación y corrección del programa realizado.

4 Fase : Compilación . Se trata de la traducción del programa fuente para la obtención de programa objeto en código de máquina.

Fases de la programación

5 fase : Ejecución y Evaluación. La seguridad del correcto programa obtenido se alcanzará ejecutándolo y analizando los resultados, empleando un microprocesador igual al que se empleará en el hardware,el cual también puede ser simulado.

Diagramas de Flujo

Es un diagrama gráfico que ordena la secuencia de las operaciones a ejecutar por la máquina, para resolver una determinada aplicación.

Las operaciones del diagrama de flujo deben ser resueltas con el repertorio de instrucciones compatibles con el lenguaje utilizado.

Símbolos más usuales de los Diagramas de Flujo.

De operación : rectángulo. Indican la realización de una operación determinada, por ejemplo, sumar ,cargar el acumulador ,etc.

Símbolos más usuales de los Diagramas de Flujo. De toma de decisión :rombo. Permiten la

rotura de la secuencia ordenada de operaciones cuando se cumple una condición. Un ejemplo puede ser la consulta de un valor de un registro o del acumulador, según sea el mismo, el programa continua por un camino o por otro.

Símbolos más usuales de los Diagramas de Flujo.

De terminal : rectángulo curvilíneo. Empleado el principio y al final del programa.

De línea de flujo : línea con flecha. Indica el camino operativo del programa.

Programa de temporización o retardo

Diagrama de Flujo y Programa que implementa un contador de 0 a 15 y repite el ciclo.

Lenguaje de Máquina de contador cíclico ( 0-15 )

Ejemplo de Aplicación- Contador de engranajes