マイクロプロセッサ回路

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資料紹介

＜　マイクロプロセッサ回路　その１　＞
１．目的
　　　マイクロプロセッサ回路の構成とその動作を理解する。
２．予備知識
２．１　マイクロプロセッサ回路の構成
　　　マイクロプロセッサ回路は入出力部、中央処理部、記憶部から構成されている。記憶部に書き込まれたプログラムにしたがって、入力部から読み込んだ情報を中央処理部で処理したのち、出力部に出力する。このときに中央処理部では演算、比較、判定、一次記憶などを行う。
２．２　CPUのピン機能
　　　中央処理部はCPU(Central Processing Unit)と呼ばれるICからなる。今回使用するCPUは東芝製8ビットCPU-TMPZ84CO13Aであるが、Z80と互換可能であるので、一般によく知られたZ80と考えてよい。ピン機能は大きく分けて6種類あり、それぞれアドレスバス、データバス、システムコントロール、CPUコントロール、CPUバスコントロール、その他(電源、クロック)と呼ばれる。
２．３　CPUの基本動作
CPUの動作は、基本的にフェッチサイクル、メモリサイクル、I/Oサイクルに分類される。
３．実習順序
３．1 参考文献(３)第一章をよく読んで今回使用するマイクロプロセッサ回路を知る。
３．2 参考文献(３)第二章を参照しながら、誕生日の曜日計算、電子オルゴールプログラムを走らせる。このとき、各キーの働きを理解する。
４．課題
４．1　かえるの歌を演奏するプログラムを作って走らせる。
入力した音符、休符とその機械語を以下に示す。
表1. かえるの歌のプログラム
ド 39 ミ 59 ド 39 ド 39 レ 49 ファ 61 休符 F9 レ 49 ミ 59 ソ 71 ド 39 ミ 59 ファ 61 ラ 81 休符 F9 ファ 61 ミ 59 ソ 71 ド 39 ミ 59 レ 49 ファ 61 休符 F9 レ 49 ド 39 ミ 59 ド 39 ド 39 休符 F9 休符 F9 休符 F9 休符 F9
１
４．2　　各自オリジナル曲を演奏するプログラムを作る。
　　　入力した音符、休符とその機械語を以下に示す。
表2. オリジナル曲のプログラム
ド　３B シ９B レ４B ラ８B ミ５B ソ７B ファ６B ファ６B ソ７B ミ５B ラ８B レ４B シ　　　　９B ド　　　　３B 休符　　　　FB 　　　　
＜　マイクロプロセッサ回路　その２　＞
　１．目的
　　　マイクロプロセッサ回路の動作プログラムの理解とその仕組みを理解する。
　２．予備知識
２．１　主なレジスタの構成
TMPZ84CO13AのCPU内部は、大きく分けて命令解析部(命令デコーダ)、演算部(ALU)、レジスタ群(A,B,C,D…)、データバス制御部、アドレスバス制御部、制御信号
発生部からなる。さらにそのレジスタ群は、主レジスタ、補助レジスタ、専用レジスタの3種類に分類される。主レジスタは演算のために必要なデータを一時的に記憶する。補助レジスタは主レジスタの内容を高速に退避させるときに使用する。専用レジスタは、割り込みページアドレスレジスタ(I)、メモリリフレッシュレジスタ(R)、インデックスレジスタ(IX、IY)、スタックポインタ(SP)、プログラムカウンタ(PC)からなる。
２．２　キーとLED表示
24個のキーのうち13個は2つの機能を持っている。REG、INC、DECのダブルファンクションキーは、そのまま押せばこの機能が、SHIFTキーにつづけて押せば上段の機能が働く。7セグメント