Inhaltsverzeichnis

Vorwort

8

Kap. 1: Grundlagen

10

1.1 1.2 1.3

10 11 12

Analogie zwischen der Spieluhr und einem Prozessor Unterschiede zwischen Mikroprozessor und Spieluhr Die Programmierung eines Mikroprozessors

Kap. 2: Grundlagen der Programmierung

13

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.5.1 2.5.2 2.6 2.7

13 17 19 21 23 23 24 27 27 28

Struktogramme Elementare Struktogramme „Gekochte" Struktogramme Formale Regeln der Programmbeschreibung Das Telefonprogramm Nah-oder Ferngespräch Die Gebührenberechnung Logische Fehler Bedienerfehler Zusammenfassung

Kap. 3: Zahlensysteme

29

3.1 3.2 3.3 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3:8.1 3.8.2 3.9 3.9.1 3.9.2

29 30 30 32 33 34 35 35 36 36 37 38 39 39

Das Dezimalsystem Das Binärsystem Vergleich von Binär- und Dezimalsystem Umrechnung zwischen den Systemen Hexadezimale Zahlen Umwandlung zwischen Hexadezimal- und Binärzahlen Umwandlung Hexadezimal -» Dezimal Umwandlung Dezimal -» Hexadezimal Rechnen mit binären und hexadezimalen Zahlen Die Addition binärer Zahlen Die Addition von Hexadezimalzahlen Das Zweierkomplement Die Subtraktion von Binärzahlen Die Subtraktion von Hexadezimalzahlen

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3.9.3 Berechnung des Zweierkomplementes 3.9.4 Umwandlung von Zweierkomplementen in Dezimalzahlen 3.10 Darstellung von Buchstaben und sonstigen Zeichen Zusammenfassung

40 41 41 44

Kap. 4: Logische Verknüpfungen

46

4.1 4.2 4.3

47 48 49 49

Das logische „und" Das logische „oder" Das logische „exclusive oder" Zusammenfassung

Kap. 5: Einfache Digitaltechnik

51

5.1 5.2 5.3

51 55 59 61

Übertragung logischer Verknüpfungen in Spannungen Decoder Latches (Halteglieder) Zusammenfassung

Kap. 6: Ein minimales Mikroprozessorsystem

62

6.1 6.2 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.4 6.4.1 6.5 6.6 6.6.1 6.6.2 6.6.3 6.6.4 6.7 6.8

63 63 63 64 66 68 68 69 70 72 74 74 74 76 76 77 77

Der Takt Die Stromversorgung Der Arbeitsspeicher Modell einer Byte-Speicherstelle Modell eines 8-Byte-Speichers Der Speicherbaustein 6264 Der „nur-lese"-Speicher (ROM) Das Eprom 2764 Die CPU Das Minimalsystem mit Adreßbus Der Kontrollbus Die Steuerleitung R/-W der CPU Steuerleitungen -RD und -WR am RAM Weitere Signale im Kontrollbus Schnittstellenbausteine Der Datenbus des Minimalsystems Zusammenfassung

Kap. 7: Die Programmierung der CPU

79

7.1 7.2

79 80

Der interne Aufbau der CPU Startphase

7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.8.1

Maschinenprogramme Grundsätzliche Syntax eines Assemblerbefehles Der Quelltext des Programmes LED-Test, Version 1 Das Assemblerlisting LED-Test, Version 1 Der Funktionsablauf von LED-Test, Version 1 Programm LED-Test, Version 2 Programmversion 2 in .Zeitlupe" Zusammenfassung

Kap. 8: Stack und Statuswort

80 82 83 84 85 86 87 93

94

8.1 Das Statuswort 8.2 Speichertest 8.2.1 Programm Speichertest, Aufgaben des Programmes 8.2.2 Programm Speichertest, Struktogramm 8.2.3 Programm Speichertest, neue Befehle 8.2.4 Programm Speichertest, Quelltext 8.2.5 Das user-Byte im Programm Speichertest 8.2.6 Hinweise zum Programm Speichertest 8.3 Der „Stack" 8.3.1 Das Blinkprogramm, Version 1 8.3.2 Register auf dem Stack sichern 8.3.3 Blinkprogramm, Version 2 Zusammenfassung

94 95 95 96 97 98 100 101 103 104 106 108 110

Kap. 9: Speicher-Adressierungsarten

112

9.1 9.2 9.2.1 9.3 9.3.1 9.3.2 9.4 9.5 9.6

112 112 115 117 117 118 119 121 121 123

Übersicht: Speicheradressierung beim 68000 Registerindirekte Adressierung Ein Beispiel für die indexierte Adressierung Absolute Adressierung Absolute Adressierung, kurz Absolute Adressierung, lang Programmzählerrelative Adressierung Hinweise zu den Adressierungsarten Unterschiede zwischen 68008 und 68000 Zusammenfassung

Kap. 10: Schieben und Rotieren

124

10.1 Swap-und Rotate-Befehle 10.2 Schiebe-Befehle 10.2.1 Anwendung der Schiebe-Befehle Zusammenfassung

124 125 126 127

Kap. 11: Arithmetik

128

11.1 11.1.1 11.1.2 11.1.3 11.2 11.3

128 128 129 130 131 132 134

Addition und Subtraktion Addition ohne Übertrag Addition mit Übertrag Subtraktion BCD-Zahlen Multiplikation und Division Zusammenfassung

Kap. 12: Exceptions (Ausnahmebehandlung)

135

12.1 12.2 12.2.1 12.3

136 139 139 140 142

Vektortabelle Möglichkeiten zum Zugriff auf die Vektortabelle Fehlervektoren Trap-Befehle Zusammenfassung

Kap. 13: Interrupts

144

13.1 13.1.1 13.2 13.2.1 13.3 13.4 13.5 13.5.1 13.5.2 13.5.3

144 144 146 147 147 147 150 151 151 151 152

Skalare Interrupts Auslösung eines Interrupts Vektorielle Interrupts Falscher Interrupt Einschränkung für die CPU 68008 Skalare Interrupts am Minimalsystem Privilegstufen Umschaltung in den user-mode Umschaltung in den supervisor-mode Einzelschritt-Betrieb Zusammenfassung

Kap. 14: Eine praktische Anwendung

153

14.1 14.1.1 14.1.2 14.2 14.3 14.4

153 154 156 157 158 159 162

Der Anschlu ß eines AD-Wandlers Der serielle Wandler AD 7872 Der AD 7872 im Minimalsystem Der Temperaturfühler KTY 10 Das Digitalisier-Programm Bit-Befehle im Digitalisierprogramm Zusammenfassung

Kap. 15: Serielle Datenübertragung

165

15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.5.1 15.5.2

165 167 168 169 170 171 172 176

Die serielle V24-Schnittstelle Einige Definitionen der V24-Schnittstelle Die Anschlußbelegung der seriellen Schnittstelle Der Treiberbaustein MAX232 Das Programm zur seriellen Datenübertragung Struktogramm des Meßwerterfassungs-Programmes Assemblerprogramm zur Meßwert-Erfassung Zusammenfassung

Kap. 16: Bidirektionale Datenübertragung

177

16.1 16.1.1 16.1.2 16.1.3 16.1.4 16.2

177 177 178 178 182 182 183

Die Datenrichtung PC -> Minimalsystem Ein Testprogramm Das Struktogramm des Testprogrammes Das Assemblerprogramm SERTEST Funktionsüberprüfung von SERTEST Übertragung von Programmen Zusammenfassung

Anhänge Anhang A: Anhang B: Anhang C: Anhang D: Anhang E: Anhang F: Anhang G: Anhang H:

Befehlsreferenz Übersicht der Adressierungsarten Taktzyklen der Befehle Pinbelegung der Prozessoren Bauteileliste des Minimalsystems Schaltungsvorschlag für ein Netzteil Bezugsquellenverzeichnis Literaturhinweise

184 225 226 230 235 236 237 238

Register

239

Verzeichnis der Abbildungen

243