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Robotron Z 1013 Handbuch

Teil 1 mikrorechnerbausatz
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2020/12/20 20:08
Handbuch Teil 1
R O B O T R O N
Mikrorechnerbausatz Z 1 0 1 3
Handbuch Teil 1

Inhaltsverzeichnis

2.3.3.Darstellung von Informationen im Speicher
2.4.
2.4.3.Arithmetische Operationen
3.3.Speichereinheiten
3.4. Ein-/Ausgabe-Baugruppen 3.4.1. Parallel Ein-/Ausgabe-Baustein U855-Pio 3.4.1.1. Beschreibung
der Steuersignale 3.4.1.2. Programmierung 3.4.2. Tastaturanschluss 3.4.3. Magnetbandanschluss
3.4.4. Bildschirmsteuerung 3.5. Stromversorgung 3.6. Bussystem 4. Der Befehlssatz des
Mikroprozessors U880 4.1. Befehlsschluessel 4.1.1. 1-Byte Befehle 4.1.2. 2-Byte Befehle 4.1.3. 3-Byte
Befehle 4.1.4. 4-Byte Befehle 4.2. Adressierung 4.2.1. Registeradressierung 4.2.2.
Direktwertadressierung 4.2.3. Registerindirektadressierung 4.2.4. Indexierte Adressierung 4.3.
Maschinenbefehle und ihre Bedeutung 4.3.1. Ladebefehle 4.3.2. Byte- und Doppelbyte-Zaehl-Befehle
4.3.3. Arithmetische Befehle 4.3.4. Vergleichsbefehle 4.3.5. Logische Befehle 4.3.6. Spezielle
arithmetische Hilfsoperationen 4.3.7. Befehle zur Bitmanipulation 4.3.8. Verschiebebefehle 4.3.9.
Sprungbefehle 4.3.10. Kelleroperationen 4.3.11. Unterprogrammoperationen 4.3.12. Ein- und
Ausgabebefehle 4.3.13. Gruppenoperationen fuer Lade-, Vergleichs- und Ein-/ Ausgabe-Befehle
4.3.14. Austauschbefehle 4.3.15. CPU-Steuerbefehle 4.3.16. Bedeutung der Flags 4.4.
Homecomputer DDR - https://hc-ddr.hucki.net/wiki/
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Handbuch Teil 1

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Verwandte Anleitungen für Robotron Z 1013

Inhaltszusammenfassung für Robotron Z 1013

  • Seite 1: Inhaltsverzeichnis

    2020/12/20 20:08 1/30 Handbuch Teil 1 Handbuch Teil 1 R O B O T R O N Mikrorechnerbausatz Z 1 0 1 3 Handbuch Teil 1 Inhaltsverzeichnis 2.Grundbegiffe der Mikrorechentechnik 2.1.Hardware oder Software 2.2.Bestandteile eines Mikrorechners 2.2.1.Zentrale Verarbeitungseinheit 2.2.2.Speicher 2.2.2.1.Programmspeicher (Nur-Lese-Speicher) 2.2.2.2.Datenspeicher (Schreib-Lese-Speicher) 2.2.3.Ein-/Ausgabe-Einheiten 2.2.4.Verbindung der Funktionseinheiten...

  • Seite 2: Grundbegiffe Der Mikrorechentechnik

    Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 Unterbrechungsorganisation Bestandteile des Handbuches: Handbuch Teil I Handbuch Teil II Anlagenteil 2. Grundbegriffe der Mikrorechentechnik 2.1. Hardware oder Software? Dieses Kapitel ist vor allem fuer den Leser gedacht, der in der Mikrorechentechnik nicht bewandert ist.

  • Seite 3: Bestandteile Eines Mikrorechners

    2020/12/20 20:08 3/30 Handbuch Teil 1 Bedeutung. Eine Aenderung der Aufgabenstellung fuehrt meist nur zu einer Aenderung der Anweisungen fuer den Mikroprozessor. Diese Aenderung ist schnell realisierbar. Mit dem Mikroprozessor lassen sich ohne technische Veraenderungen vielerlei Aufgabenstellungen besen, es ist meist nur erforderlich, andere Anwei- sungen zu erarbeiten.

  • Seite 4: Speicher

    Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 2.2.2. Speicher In der Mikrorechentechnik haben sich zur Speicherung von Informationen Halbleiterspeicher weitgehend durchgesetzt. Es sind integrierte Schaltungen in unterschiedlichen Gehaeusegroessen, je nach Kapazitaet des Speichers. Speicher werden zu verschiedenen Zwecken benoetigt, z. B. um der CPU die abzuarbeitenden Befehle zur Verfuegung zu stellen.

  • Seite 5: Ein/Ausgabe-Einheiten

    2020/12/20 20:08 5/30 Handbuch Teil 1 Typen unterschieden: statische und dynamische RAM's. In den statischen RAM's werden Transistorkombinationen zur Aufbewahrung der Informationen verwendet. Eine solche Transistorkombination kann zwei verschiedene Zustaende annehmen und behaelt eine somit eingetragene Information bis zum Abschalten oder Ueberschreiben mit einer neuen Information.

  • Seite 6: Programmabarbeitung

    Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 Demzufolge bezeichnet man die Datenleitungen als DATENBUS, die Adressleitungen werden als ADRESSBUS und die Systemleitungen als STEUERBUS bezeichnet. Gelegentlich steht der Begiff „SYSTEMBUS“ auch fuer alle Leitungen innerhalb des Mikrorechnersystems. Durch Verwendung eines einheitlichen Systembusses ist es moeglich, beliebige Funktionseinheiten einem bestehenden System hinzuzufuegen, d.

  • Seite 7: Die Darstellung Von Informationen Im Speicher

    2020/12/20 20:08 7/30 Handbuch Teil 1 Aus diesem Grund muss ein Programm ab dieser Stelle beginnen. Um ein solches Programm ab Null nach dem Einschalten zur Verfuegung zu stellen, ist ein nicht fluechtiger Speicher, z. B. ein EPROM notwendig. Befindet sich in diesem Speicherbereich kein Programmspeicher, so findet die CPU zufaellige Bitkombinationen, die als Befehl aufgefasst und abgearbeitet werden.

  • Seite 8: Grundbegiffe Der Software

    Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 handelt es sich um einen Nur-Lese-Speicher. In einem Kanten koennen auch mehrere Informationen enthalten sein. Analog dazu sind die Speicher im Mikrorechner aufzufassen. Eine Funktionseinheit „Speicher“ besteht aus einer bestimmten Anzahl adressierbarer Plaetze, wobei jeder Platz zwei verschiedene Zustaende annehmen kann.
  • Seite 9 2020/12/20 20:08 9/30 Handbuch Teil 1 Diese Zahlenbildung kann mit folgender Gleichung beschrieben werden: Z = d * x + d * x +...+ d * x + d * x wobei bedeuten: Z = Zahlenwert d = Ziffern innerhalb des Wertebereichs im Zahlensystem x = Basis des Zahlensystems n = ganzzahliger Exponent Im Dezimalsystem kann d die Ziffern 0 …...
  • Seite 10 Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 3 : 2 = 1----------- | | | | | -------| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 1 : 2 = 1--------- | | | | | | | | | | | | | V V V V V V V Binaer:...
  • Seite 11 2020/12/20 20:08 11/30 Handbuch Teil 1 „1“ dargestellt. Insbesondere bei grossen Programmen ergibt sich damit ein sehr grosser Schreibaufwand, um diese Dualzahlen zu notieren. Deshalb hat sich ein anderes Zahlensysten, das sogenannte Hexadezimalsystem fuer die Darstellung von Zahlen und Programmen bei Mikrorechnern durchgesetzt.

  • Seite 12: Logische Operationen

    Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 Umrechnung Dezimal- in Dualzahl, z. B. Dez. Hex. 45 346 2 834 Rest 2 ----------- 2 834 2 --------- | 1 ------- | | B ----- | | | | | | | V V V V Hex.-Zahl: B 1 2 2 =======...
  • Seite 13 2020/12/20 20:08 13/30 Handbuch Teil 1 deren Ergebnisse zu erfassen. Die Wertetabelle der Konjunktion besitzt danach folgendes Aussehen (gleiche Bitposition vorausgesetzt): 1. Zahl | 2. Zahl | Ergebnis ----------------------------------------- Besonders bei komplizierten Verknuepfungen stellt die Wertetabelle ein sehr einfaches Hilfsmittel dar. NICHT-UND-Verknuepfung (NAND) Diese Verknuepfung stellt eine Konjunktion mit anschliessender Negation dar.
  • Seite 14 Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 In der jeweiligen Bitposition der Ergebnisse wird eine „1“ eingetragen, wenn sich in dieser Bitposition die beiden Dualzahlen unterscheiden. 1. Zahl 2. Zahl Ergebnis ------------------------------------ Sind beide Dualzahlen gleich, wird das Ergebnis auf Null gesetzt. Das wird besonders verwendet, um einen bestimmten Zwischenspeicher, z.
  • Seite 15 2020/12/20 20:08 15/30 Handbuch Teil 1 Werden zwei Zahlen addiert, deren Ergebnis den Zahlenbereich ueberschreitet, kommt es zum Üeberlauf, d. h. das ermittelte Ergebnis ist falsch. An der Addition der Zahlen 69 und 73 soll das im Rechenschema gezeigt werden. 0 1 0 0 0 1 0 1 Zahlenbereich: 0 1 0 0 1 0 0 1...
  • Seite 16 Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 ZWEIERKOMPLEMENT: Eine Ergebnisdarstellung wie im vorangegangenen Subtraktionsbeispiel wird Zweierkomplement genannt. Jede Zahl kann in ihr Zweierkomplement ueberfuehrt werden, wenn diese Zahl zuerst in ihr Komplement umgewandelt (negiert) wird und anschliessend zur niederwertigsten Bitposition eine „1“ addiert wird. -17: 1 1 1 0 1 1 1 1 Negation:...

  • Seite 17: Hardware Des Z1013

    Ergebnissen zu rechnen. 3. Hardware des Z1013 Am konkreten Beispiel des MRB Z1013 soll in diesem Kapitel die Arbeitsweise eines Mikrorechners erlaeutert werden. Grundlage dafuer bilden Stromlaufplaene des Z 1013, die Sie in der, Anlage 16 finden. 3.1. Blockschaltbild...

  • Seite 18: Beschreibung Der Steuersignale

    Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 3.2.1. Beschreibung der Steuersignale Um den ordnungsgemaessen Betrieb der CPU zu gewaehrleisten, sind bestimmte Steuersignale notwendig. Andere Signale werden von der CPU gebildet und kennzeichnen bestimmte Zustaende waehrend der Abarbeitung von Befehlen. Im folgenden werden alle Steuersignale der CPU und des Systembusses beschrieben.
  • Seite 19 2020/12/20 20:08 19/30 Handbuch Teil 1 aufgefrischt werden sollen. Das Adressbit 7 kann durch den Programmierer gesetzt oder rueckgesetzt werden und ist Bestandteil der Refresh-Information. Auf dem hoeherwertigen Teil des Adressbusses wird der Inhalt des I-Registers ausgesandt. /HALT (A) Wird von der CPU ausgesandt, wenn der soeben gelesene Befehl den Operationskode 76H hatte.

  • Seite 20: Takterzeugung

    Frequenz von 8 MHz. Der Takt wird dem Binaerteiler A3 zugefuehrt, an dessen Ausgaengen die Taktfrequenzen von 4 MHz, 2 MHz und 1 MHz anliegen. Der Z 1013.01 arbeitet standardmaessig mit 1 MHz Systemtakt, der Z 1013.12 mit 2 MHz.

  • Seite 21: Resetlogik

    2020/12/20 20:08 21/30 Handbuch Teil 1 Lage Systemtakt E1.1 1 MHz E1.2 2 MHz Mittels des Widerstandes R52 erfolgt noch die erforderliche Pegelanpassung zur Speisung der CPU (A7) und des E/A-Schaltkreises A45. Dieser Takt realisiert die Synchronitaet aller Zeitablaeufe. 3.2.3 RESET-Logik Um einen definierten Anfangszustand der CPU zu erreichen, ist die RESET-Steuerung erforderlich.

  • Seite 22: Diese Adressbits Werden Intern Zur Auswahl Des Speicherplatzes Ausgewertet

    Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 wobei jeweils 4 Bit gleichzeitig angesprochen werden. Erst zwei dieser Schaltkreise besitzen deshalb eine Kapazitaet von 1 KByte, wobei 10 Adressleitungen (A0 bis A9) ausreichen. Mit Hilfe dieser 11 bzw. 10 Adressbits wird jeweils nur ein Byte ausgewaehlt. Die verbleibenden Adressleitungen werden nun dazu verwendet, um einen oder mehrere Speichereschaltkreise auszuwaehlen, damit nur eine Information, und zwar die richtige, bearbeitet werden kann.

  • Seite 23: Zusammenarbeit Mit Der Cpu

    2020/12/20 20:08 23/30 Handbuch Teil 1 Die Erzeugung des Signals /RAS ist durch das Speicheranforderungssignal /MREQ gegeben. Das negierte Signal MREQ gibt ein FlipFlop (A17) frei. Mit der naechsten steigenden Flanke des Systemtaktes wird das FlipFlop umgeschalten steuert den Adressleitungsumschalter A28/41 (Multiplexer) und gibt ein zweites Flip-Flop frei, das mit der absteigenden Flanke des Systemtaktes das Signal CAS erzeugt und, sofern ein Zugriff...
  • Seite 24 Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 Im MRB Z1013 kommt ein Baustein U 855 zum Einsatz. Ein Teil davon wird von den E/A-Baugruppen des Z1013 selbst genutzt (s. 3.4.2., 3.4.3.). Ueber den anderen Teil koennen Sie frei verfuegen. Dazu muessen Sie allerdings die Anschluss- und Funktionsweise einer PIO kennen. Das soll Inhalt dieses Abschnittes sein.

  • Seite 25: Programmierung

    2020/12/20 20:08 25/30 Handbuch Teil 1 Daten in die PIO uebernommen werden koennen. Der Uebergang des Signals /STB aus dem aktiven Zustand in den H-Pegel kann zur Bildung des Interruptsignals verwendet werden. ARDY (A), BRDY (A) Diese Steuerleitungen teilen dem angeschlossenen Geraet mit, dass bei der Ausgabe Daten bereitstehen, waehrend bei der Eingabe dieses Signale dem Geraet die Bereitschaft zur Datenuebernahme signalisiert.
  • Seite 26 Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 - Steuerwort: 01H Tor B (Systemport) - Daten: - Steuerwort: 03H Im Z1013 sind diese Adressen nicht eindeutig, da die Adressbits A7, A6, A5 auch 111 sein koennten. Da diese nicht ausgewertet werden, spielt das aber keine Rolle. Die Arbeitsweise der PIO wird durch die Steuerworte festgelegt, die im folgenden erlaeutert werden sollen.
  • Seite 27 2020/12/20 20:08 27/30 Handbuch Teil 1 Interruptvektor Bit: 7 Belegung: 0 Kennzeichen niederwertiger Teil des Interruptvektors (s. 4.4.) Interruptsteuerwert Bit: Belegung: Kennzeichen , naechstes Steuerwort ist kein Maskenwort , naechstes Steuerwort wird als Maskenwort erkannt , Interrupt bei H -> L Flanke , Interrupt bei L ->...
  • Seite 28 Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 A47 (Speicher fuer Spaltennummer) und A46 (1 aus 8 Spaltenleitungen) gebildet wird, angeschlossen. Die Adresse dieses Tores ist 08H. Die Spatennummer steht im niederwertigen Halbbyte des Datenbusses binaer verschluesselt. Bei einer Ausgabe werden diese vier Bit entschluesselt und legt so eine Spalte auf „L“-Potential.

  • Seite 29: Stromversorgung

    2020/12/20 20:08 29/30 Handbuch Teil 1 Aus dem Bildaufbau wissen wir bereits, dass eine Zeile aus 32 (=2 hoch 5) Zeichen besteht. Um diese abzuzaehlen, werden die 5 niederwertigen Adressen des Bildwiederholspeichers (BWS) A30/31 genutzt. Die hoeherwertigen Adresseingaenge zaehlen die Zeichenzeilen eines Bildes. Da die Zaehlkaskade immer zyklisch durchzaehlt, wird auch der BWS zyklisch ausgelesen.
  • Seite 30 Last update: 2010/07/20 z1013:handbuecher:handbuch_1 https://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/z1013/handbuecher/handbuch_1?rev=1279705137 22:00 erfolgt, wird eine angemessene Kuehlung benoetigt. Die Spannung 5N wird mittels einer Z-Diode D4 stabilisiert. Diese einfache Widerstands/Z-Dioden- Kombination ist bei dem geringen Leistungsbedarf ausreichend. Um die Spannung 12P zu erzeugen, wird eine verdoppelte und anschliessend mit einer Widerstands/Z- Dioden-Kombination stabilisierte Spannung der Basis eines Transistors V2 zugefuehrt.

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