基于使用PERSEUS-3計算機自制機器語言編程

2007年，我開發(fā)了一種名為PERSEUS-3的計算機，以克服1980年自制的機器語言計算機遭受的挫折。其功能如下。

（1）可以在沒有PC的情況下用機器語言編程。

（2）可以手動執(zhí)行單條指令，并在此時顯示執(zhí)行地址。

（3）我自己的微型翻譯語言已開發(fā)到這臺計算機上。

（4）最初，我使用PC作為操作字符終端，后來我開發(fā)了一個自制終端并使用了它。

（5）后來，此計算機的概念成為我的＃6502獨立計算機項目的PERSEUS-7計算機的基礎。

1.硬件配置 圖1顯示了硬件配置。CPU執(zhí)行指令時，CPU會訪問存儲設備和外圍設備。編程時，CPU通過直接內存訪問（DMA）電路與總線分開，并且面板上的開關和LED直接連接到內存設備。

2. CPU 我之所以選擇摩托羅拉的MC6802作為該計算機的CPU，是因為我在1980年對該計算機進行了機器語言開發(fā)經驗，并且易于制作DMA電路。MC6802具有與流行的MC6800相同的指令，但是在暫停狀態(tài)下，地址總線不會變?yōu)楦咦钁B(tài)，而是繼續(xù)輸出下一個可執(zhí)行地址。這對于常規(guī)的DMA電路設計是不方便的，但是它適合在LED上顯示運行地址。

3.記憶 存儲設備是一個16 k位SRAM（HM6116LP-3）和一個64 k位SRAM（6264A-10L）?？偞鎯θ萘繛?0 k字節(jié)。這兩款設備均由3.6 V，70 mA h NiMH電池備份。電池充滿a電。HM6116的2 k字節(jié)區(qū)域（包括系統(tǒng)向量地址）具有寫掩碼開關。解釋器已安裝到該區(qū)域。使寫保護開關可寫，然后輸入程序。然后將寫保護開關設置為可禁用狀態(tài)，然后您將運行該程序。這樣，如果程序失控，程序將不會中斷。

4.面板開關和LED 在這臺計算機上，使用面板上的開關輸入程序。通過三態(tài)緩沖器（74HC244）將十六個地址開關連接到地址總線。八個數(shù)據(jù)開關也通過三態(tài)緩沖器（74HC244）連接到數(shù)據(jù)總線。DMA電路控制3狀態(tài)緩沖器。在串行接口中，發(fā)送/接收信號上有LED，因此您可以直接識別通信狀態(tài)。并行接口的一個位還配備了一個開關和一個LED，可讓您輕松了解接口的操作。

5.按照指令一一調試 當面板上的RUN / HALT開關置于停止側時，CPU的HALT輸入信號變?yōu)榈碗娖剑珻PU停止運行。地址LED指向已停止指令的下一個執(zhí)行地址。存儲器地址總線和數(shù)據(jù)總線通過DMA電路連接到開關。數(shù)據(jù)顯示LED顯示地址開關指向的地址的存儲數(shù)據(jù)值。現(xiàn)在，當按下寫開關時，數(shù)據(jù)開關的值將被寫入存儲器，并且LED顯示屏將變?yōu)閷懼怠?按下步驟開關，CPU將執(zhí)行一條指令并停止。在地址LED顯示屏上可以看到程序的正確進度。當開關設置為RUN側時，CPU將從停止位置開始連續(xù)執(zhí)行。

6.周邊設備 該計算機具有一個RS-232C串行接口和一個8位并行輸入/輸出接口。作為串行接口，使用了異步通信接口適配器（ACIA）MC6850（HD6350 Hitachi）。并行接口配置有標準邏輯74LS374、74HCT374。該計算機還具有模擬輸入/輸出接口。使用8位A / D轉換器（AD7820）作為模擬輸入，使用8位D / A轉換器（AD558JN）作為模擬輸出。動態(tài)范圍為0v至2.5V。這是模擬信號處理的實驗。

7.建立 筆記本計算機使用30厘米x 30厘米x 9厘米的鋼制外殼，但面板由鋁制成。該外殼用于制作自制的音頻放大器。使用變壓器和穩(wěn)壓器IC 7805的5V，1A電源安裝在機柜的背面。交流電源輸入為100V。通用板上的接線是繞線。

8.微小的口譯語言 我制作了名為Computation Interpreter -1（CI-1）的微小的16位整數(shù)解釋器語言。RS232C串行終端可以對該解釋器進行編程和輸出。變量是‘A’到‘Z’的26個變量。運算符只是四個算術運算。數(shù)學表達式的表示法是反向波蘭表示法（RPN）。提供了條件決策語句和跳轉語句。我還提供了直接訪問參數(shù)指定的內存空間的函數(shù)。這使我可以描述一個數(shù)組。該語言還包括行編輯器。如果某行沒有行號，則直接執(zhí)行。如果一行具有行號，則會將其添加到程序中。解釋器是用機器語言編寫的，并在此計算機上進行手工組裝和調試。程序大小為1.7 k字節(jié)。

9.結果 我能夠制造一臺6802機器語言計算機和一個微型解釋器。1980年，當我自己建造一臺這樣的計算機時，調試程序很困難，因為沒有地址LED。相比之下，這臺計算機PERSEUS-3具有LED指示程序的手動進度，并使調試機器語言變得實用。 該計算機PERSEUS-3成為仿真器，用于在2015年開發(fā)用于老式無線電數(shù)字顯示器的嵌入式后續(xù)計算機PERSEUS-4，并在2018年開發(fā)用于RS232C串行終端的嵌入式計算機PERSEUS-5
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