Mikroprozessoren

ULME
Mikroprozessoren
µP-AG Siemens Mai 2011
Vom Transistor
zum
einfachen programmgesteuerten Rechner
(zusammengestellt von Ulrich Mettler 05/2011)
Quellen: Klaus Beuth, Elektronik4 Digitaltechnik, Vogel-Buchverlag Würzburg
Diverse Internetseiten
Der Transistor
Erfindung im Jahre 1956 von
Shockley, Bardeen und Brattain (USA)
Der Transistor
Kleiner Basisstrom
steuert
großen Kollektorstrom
Anwendungen:
- Verstärker
- elektronischer
Schalter
Der Transistor
Kleiner Basisstrom
steuert
großen Kollektorstrom
Anwendungen:
- Verstärker
- elektronischer
Schalter
Der Transistor
Symbol
C
B
E
Inverse ODER-Schaltung
(NOR)
Inverse UND-Schaltung
(NAND)
L
S1
L
S1
S2
B
ODER
S2
UND
B
UND-Gatter
Wahrheitstabelle
ODER-Gatter
Wahrheitstabelle
Bezeichnung
UND
ODER
Norm
A
B
&
A
B
>1
Z
NICHT
1
A
ÄQUIVALENZ
Z
A
B
=
ANTIVALENZ
A
B
=1
NAND
A
B
NOR
VERSTÄRKER
Logik-Gatter
Z
A
B
A
Z
Z
&
Z
>1
Z
Z
Integrierte Schaltungen ICs
Halb-Addierer
Schaltung mit 3 UND- und 1 ODER-Gatter
Wahrheitstabelle
Symbol
ALU
Arithmetisch-logische Einheit 4 Bit
ALU
ALU 8 Bit mit 8 4aus1-Multiplexern
ALU
Arithmetisch-logische Einheit 8 Bit, Symbol
ALU
ALU 8 Bit mit Umkodierung und Übertragsunterdrückung
AKKU
Akkumulator = ALU + Registerspeicher
AKKU
Befehlsliste eines Akkumulators
AKKU
Akkumulator 8 Bit Symbol
AKKU
Akkumulator 8 Bit mit Datenspeicher
Programmbefehle
Befehl
U3 U2 U1 U0
A3 A2 A1 A0
1
0
1
1
0
Operationsteil
1
1
1
Adressteil
Eine festgelegte Befehlsfolge wird Programm genannt.
Programmgesteuerter einfacher Rechner
Programmgesteuerter einfacher Rechner
Befehlsvorrat
Mikroprozessor SAB 8080A, Siemens
Gehäuseanschlüsse
Mikroprozessor SAB 8080A, Siemens
Vereinfachter Innenaufbau
Programmierung
Aufgabe
a) Erstelle ein Assemblerprogramm für den programmgesteuerten einfachen Rechner,
welches folgende Aufgaben erfüllt.
-
Akku löschen.
Zahl 15 in den Akku laden und in Speicherzelle 13 ablegen.
Zahl 8 laden und von der Zahl 15 subtrahieren.
Ergebnis in Speicherzelle 5 ablegen.
Subtraktion der Zahl 12 von der Summe der Speicherzellen 13 und 5.
Ergebnis nach Speicherstelle 7.
UND-Verknüpfung der Speicherstelle 7 mit der Zahl 13 nach Speicherstelle 13.
ODER- Verknüpfung der Speicherstelle 13 mit der Zahl 5 nach Speicherstelle 9.
Programm anhalten.
b) Gib den Inhalt aller benutzten Speicherstellen nach Programmende an
Daten im Speicher
ULME 08/06
Assembler
MOV AX,7Ch
ADD AX,2
INC AX
Assembler
Binärcode
Umwandler (Compiler)
InterpreterSprachen
HTML, Java
Programmiersprachen
Pascal, Delphi, C++,
Repeat
write(´Pascal ist schön´);
until Eingabe = Abbruch;
Betriebssystem = Programmsammlung
CPU
Binärcode
0101101110
386 25MHz 486 66MHz
Pentium 200MHz – 500MHz
Athlon 1,2 GHz
Intel Polaris 6,26 GHz
Interpreter
Compiler
Compilierte Anwendungsprogramme
MSDOS, Windows 98/XP/Vista
Win2007, Mac OS, UNIX, LINUX
DOS-Befehle
Grafische Oberfläche
CLS
DIR
FORMAT
Mausklick auf
Icons, Buttons,
Pulldownmenüs, etc.
Systemebene
Word, Excel, Acces,
Explorer, Paintshop,
Derive, Profilab ...
Lern-, Spielesoftware
Anwendungsebene
Vielen Dank für die
ungewöhnlich
intensive
Aufmerksamkeit
ULME 2011