Роздрукувати сторінку
Главная \ Методичні вказівки \ Методичні вказівки \ 2344 Лабораторная работа №6 на темуПрограммирование внешних устройств

Лабораторная работа №6 на темуПрограммирование внешних устройств

« Назад

2344 Лабораторная работа №6 на темуПрограммирование внешних устройств

Лабораторная работа №6 на темуПрограммирование внешних устройств

Цель: изучение способов организации взаимодействия процессора и внешних устройств (ВУ) в составе ЭВМ.

Теоретические сведения

Выше отмечалось, что связь процессора и ВУ может осуществляться в синхронном или асинхронном режиме. Синхронный режим используется для ВУ, всегда готовых к обмену. В нашей модели такими ВУ являются дисплей и тоногенератор – процессор может обращаться к этим ВУ, не анализируя их состояние (правда дисплей блокирует прием данных после ввода 128 символов, формируя флаг ошибки).

Асинхронный обмен предполагает анализ процессором состояния ВУ, которое определяет готовность ВУ выдать или принять данные или факт осуществления некоторого события, контролируемого системой. К таким устройствам в нашей модели можно отнести клавиатуру и блок таймеров.

Анализ состояния ВУ может осуществляться процессором двумя способами:

  • в программно-управляемом режиме;

  • в режиме прерывания.

В первом случае предполагается программное обращение процессора к регистру состояния ВУ с последующим анализом значения соответствующего разряда слова состояния. Такое обращение следует предусмотреть в программе с некоторой периодичностью, независимо от фактического наступления контролируемого события (например, нажатие клавиши).

Во втором случае при возникновении контролируемого события ВУ формирует процессору запрос на прерывание программы, по которому процессор и осуществляет связь с ВУ.

Задание

Свой вариант задания (таблица 6.1) требуется выполнить двумя способами – сначала в режиме программного контроля, далее модифицировать программу таким образом, чтобы события обрабатывались в режиме прерывания программы. Поскольку "фоновая" (основная) задача для этого случая в заданиях отсутствует, роль ее может сыграть "пустой цикл":

M:  NOP

NOP

JMP M

Таблица 6.1 Варианты задания

№

Задание

Используемые ВУ

Пояснения

1

Ввод пятиразрядных чисел в ячейки ОЗУ

Клавиатура

Программа должна обеспечивать ввод последовательности ASCII-кодов десятичных цифр (не длиннее пяти), перекодировку в "8421", упаковку в десятичное число (первый введенный символ – старшая цифра) и размещение в' ячейке ОЗУ. ASCII-коды не-цифр игнорировать

2

Программа ввода символов с клавиатуры с выводом на дисплей

Клавиатура,
дисплей,
таймер

Очистка буфера клавиатуры после ввода 50 символов или каждые 10 с

3

Вывод на дисплей трех текстов, хранящихся в памяти, с задержкой

Дисплей,
таймер

Первый текст выводится сразу при запуске программы, второй – через 15 с, третий – через 20 с после второго

4

Вывод на дисплей одного из трех текстовых сообщений, в зависимости от нажатой клавиши

Клавиатура,
дисплей

<1> – вывод на дисплей первого текстового сообщения, <2> – второго, <3> – третьего, остальные символы – нет реакции

5

Выбирать из потока ASCII-кодов только цифры и выводить их на дисплей

Клавиатура,
дисплей,
тоногенератор

Вывод каждой цифры сопровождается коротким звуковым сигналом

6

Выводить на дисплей каждый введенный с клавиатуры символ, причем цифру выводить "в трех экземплярах"

Клавиатура,
дисплей,
тоногенератор

Вывод каждой цифры сопровождается троекратным звуковым сигналом

7

Селективный ввод символов с клавиатуры

Клавиатура,
дисплей

Все русские буквы, встречающиеся в строке ввода – в верхнюю часть экрана дисплея (строки 1-4), все цифры – в нижнюю часть экрана (строки 5-8), остальные символы не выводить

8

Вывод содержимого заданного участка памяти на дисплей посимвольно с заданным промежутком времени между выводами символов

Дисплей,
таймер

Остаток от деления на 256 трех млад­ших разрядов ячейки памяти рассматривается как ASCII-код символа. Начальный адрес памяти, длина массива вывода и промежуток времени – параметры подпрограммы

9

Программа ввода символов с клавиатуры с выводом на дисплей

Клавиатура,
дисплей

Очистка буфера клавиатуры после ввода 35 символов

10

Выводить на дисплей каждый введенный с клавиатуры символ, причем заглавную русскую букву выводить "в двух экземплярах"

Клавиатура,
дисплей,
таймер

Очистка буфера клавиатуры после ввода 48 символов, очистка экрана каждые 15 с

11

Вывод на дисплей со­держимого группы ячеек памяти в числовой форме (адрес и длина группы – параметры подпрограммы)

Дисплей,
таймер

Содержимое ячейки распаковывается (с учетом знака), каждая цифра преоб­разуется в соответствующий ASCII-код и выдается на дисплей. При переходе к выводу содержимого очередной ячейки формируется задержка 10 с

12

Определить промежуток времени между двумя последовательными на­жатиями клавиш

Клавиатура,
таймер

Результат выдается на OR. (Учитывая инерционность модели, нажатия не следует производить слишком быстро)

Задания повышенной сложности

  1. Разработать программу-тест на скорость ввода символов с клавиатуры. По звуковому сигналу включается клавиатура и таймер на  секунд. Можно начинать ввод символов, причем каждый символ отображается на дисплее, ведется подсчет количества введенных символов (после каждых 50 дается команда на очистку буфера клавиатуры, после 128 – очищается дисплей). Переполнение таймера выключает клавиатуру и включает сигнал завершения ввода (можно тон этого сигнала сопоставить с количеством введенных символов). Параметр  вводится из IR. Результат  – средняя скорость ввода (символ/с) выдается на OR. Учитывая, что модель учебной ЭВМ оперирует только целыми числами, можно выдавать результат в формате 5x60 символов/мин.

  2. Разработать программу-тест на степень запоминания текста. Три различных вариантах текста выводятся последовательно на дисплей на  секунд с промежутками  секунд. Далее эти тексты (то, что запомнилось) вводятся с клавиатуры (в режиме ввода строки) и программно сравниваются с исходными текстами. Выдается количество (процент) ошибок.

  3. Разработать программу-калькулятор. Осуществлять ввод из буфера клавиатуры последовательности цифр, упаковку (задание 1 в таблице 6.1). Разделители – знаки бинарных арифметических операций и "=". Результат переводится в ASCII-коды и выводится на дисплей.

Порядок выполнения работы

  1. Запустить программную модель учебной ЭВМ и подключить к ней определенные в задании внешние устройства (меню Внешние устройства | Менеджер ВУ).

  2. Написать и отладить программу, предусмотренную заданием, с использованием программного анализа флагов готовности ВУ. Продемонстрировать работающую программу преподавателю.

  3. Изменить отлаженную в п. 2 программу таким образом, чтобы процессор реагировал на готовность ВУ с помощью подсистемы прерывания. Продемонстрировать работу измененной программы преподавателю.

Содержание отчета

  1. Титульная страница;

  2. Цель;

  3. Формулировка варианта задания;

  4. Краткие теоретические сведения;

  5. Текст программы с программным анализом флагов готовности ВУ;

  6. Текст программы с обработчиком прерывания;

  7. Вывод.

Контрольные вопросы

  1. При каких условиях устанавливается и сбрасывается флаг готовности клавиатуры Rd?

  2. Возможно ли в блоке таймеров организовать работу всех трех таймеров с разной тактовой частотой?

  3. Как при получении запроса на прерывание от блока таймеров определить номер таймера, достигшего состояния 99 999 (00 000)?

  4. Какой текст окажется на экране дисплея, если после нажатия в окне обозревателя дисплея кнопки Очистить и загрузки по адресу CR (11) константы #10 вывести по адресу DR (10) последовательно пять ASCII-кодов русских букв А, Б, В, Г, Д?

  5. В какой области памяти модели ЭВМ могут располагаться программы – обработчики прерываний?

  6. Какие изменения в работе отлаженной вами второй программы произойдут, если завершить обработчик прерываний командой RET, а не IRET?

З повагою ІЦ "KURSOVIKS"!