Architektúra mikroprocesora 8085: práca a jej aplikácie

Prvý vynález integrovaného obvodu bol v roku 1959 a tým sa pripomínala história mikroprocesorov. A prvý vynájdený mikroprocesor bol Intel 4004 v roku 1971. Hovorí sa mu dokonca ako centrálna procesorová jednotka (CPU), kde je na jednom čipe integrovaných viac počítačových periférnych komponentov. Patria sem registre, riadiaca zbernica, hodiny, ALU, riadiaca časť a pamäťová jednotka. Prechádzajúca mnohými generáciami bola súčasná generácia mikroprocesora schopná vykonávať náročné výpočtové úlohy, ktoré využívajú aj 64-bitové procesory. Toto je krátke zhodnotenie mikroprocesorov a jedným z typov, o ktorých dnes budeme diskutovať, je mikroprocesorová architektúra 8085.

Čo je mikroprocesor 8085?

Všeobecne je 8085 8-bitový mikroprocesor, a bol spustený tímom Intel v roku 1976 pomocou technológie NMOS. Tento procesor je aktualizovanou verziou mikroprocesora. Konfigurácie Mikroprocesor 8085 zahŕňajú hlavne dátovú zbernicu - 8 bitov, adresnú zbernicu - 16 bitov, počítadlo programov -16-bitový, ukazovateľ zásobníka-16 bitov, registruje 8-bitové napájanie +5 V a pracuje na 3,2 MHz CLK s jedným segmentom. Aplikácie mikroprocesora 8085 sa používajú v mikrovlnných rúrach, práčkach, prístrojoch atď vlastnosti mikroprocesora 8085 sú uvedené nižšie:

• Tento mikroprocesor je 8-bitové zariadenie, ktoré prijíma, prevádzkuje alebo vydáva 8-bitové informácie simultánne.
• Procesor sa skladá zo 16-bitových a 8-bitových adresných a dátových liniek, takže kapacita zariadenia je 2¹⁶čo je 64 kB pamäte.
• Je skonštruovaný z jediného čipového zariadenia NMOS a má 6200 tranzistorov
• K dispozícii je celkom 246 prevádzkových kódov a 80 pokynov
• Pretože mikroprocesor 8085 má 8-bitové riadky vstupných / výstupných adries, má schopnosť adresovať 2⁸= 256 vstupných a výstupných portov.
• Tento mikroprocesor je k dispozícii v DIP balení po 40 pinoch
• Za účelom prenosu obrovských informácií z I / O do pamäte a z pamäte na I / O zdieľa procesor svoju zbernicu s DMA radičom.
• Má prístup, v ktorom môže vylepšiť mechanizmus spracovania prerušenia
• Procesor 8085 môže byť dokonca prevádzkovaný ako trojčipový mikropočítač využívajúci podporu obvodov IC 8355 a IC 8155.
• Má interný generátor hodín
• Funguje na hodinovom cykle s pracovným cyklom 50%.

Mikroprocesorová architektúra 8085

Architektúra mikroprocesora 8085 obsahuje hlavne časovaciu a riadiacu jednotku, aritmetickú a logickú jednotku, dekodér, register inštrukcií, riadenie prerušenia, pole registra, riadenie sériového vstupu / výstupu. Najdôležitejšou súčasťou mikroprocesora je centrálna procesorová jednotka.

8085 Architektúra

Činnosť mikroprocesora 8085

Hlavná operácia ALU je aritmetická aj logická, ktorá zahrnuje sčítanie, zvyšovanie, odčítanie, znižovanie, logické operácie ako AND, OR, Ex-OR , doplnok, hodnotenie, radenie doľava alebo doprava. Dočasné registre aj akumulátory sa používajú na uchovávanie informácií v priebehu operácií, potom sa výsledok uloží do akumulátora. Jednotlivé vlajky sú usporiadané alebo usporiadané podľa výsledku operácie.

Vlajkové registre

Vlajkové registre mikroprocesor 8085 sa klasifikujú do piatich typov, a to znamienko, nula, pomocné nosenie, parita a nosenie. Pozície bitov vyhradené pre tieto typy príznakov. Po operácii ALU, keď je výsledkom najvýznamnejšieho bitu (D7) jeden, bude usporiadaný znakový príznak. Keď je operácia výsledku ALU nulová, nastavia sa nulové príznaky. Ak výsledok nie je nula, nulové príznaky sa vynulujú.

Registre vlajok mikroprocesora 8085

V aritmetickom procese, kedykoľvek sa vytvorí prenos s menšou zhlukom, nastaví sa príznak prenosu pomocného typu. Keď má operácia ALU párne číslo, potom sa nastaví príznak parity, alebo sa resetuje. Keď dôjde k výsledku aritmetického procesu v carry, potom sa nastaví príznak carry alebo sa resetuje. Medzi piatimi typmi vlajok sa na vnútornej strane používa príznak typu AC určený pre aritmetiku BCD, rovnako ako zvyšné štyri príznaky sa používajú u vývojára na zabezpečenie podmienok výsledku procesu.

Riadiaca a časovacia jednotka

Riadiaca a časovacia jednotka koordinuje všetky činnosti mikroprocesora s hodinami a dáva riadiace signály, ktoré sú potrebné pre komunikácia medzi mikroprocesorom aj perifériami.

Dekodér a register pokynov
Ako príkaz je získaný z pamäte, potom je umiestnený v registri inštrukcií a kódovaný a dekódovaný do rôznych cyklov zariadenia.

Zaregistrujte pole

Programovateľný univerzálny účel registre sú rozdelené do niekoľkých typov Okrem akumulátora, ako sú B, C, D, E, H a L. Tieto sa používajú ako 8-bitové registre, inak spojené na ukladanie 16 bitov dát. Povolené páry sú BC, DE a HL a krátkodobé registre W & Z sa používajú v procesore a nemožno ich s vývojárom použiť.

Špeciálne registre

Tieto registre sú rozdelené do štyroch typov, a to programové počítadlo, ukazovateľ zásobníka, register prírastku alebo zníženia, vyrovnávacia pamäť adresy alebo dátová vyrovnávacia pamäť.

Počítadlo programov

Toto je prvý typ špeciálneho registra a domnieva sa, že inštrukciu vykonáva mikroprocesor. Keď ALU dokončí vykonávanie inštrukcie, potom mikroprocesor vyhľadá ďalšie inštrukcie, ktoré je potrebné vykonať. Bude teda existovať požiadavka na zadržanie ďalšej adresy pokynu, ktorá sa má vykonať, aby sa ušetrila doba. Mikroprocesor zvyšuje program, keď sa vykonáva inštrukcia, takže sa má vykonať protipoloha programu k adrese pamäte nasledujúcej inštrukcie ...

Stack Pointer in 8085

Ukazovateľ SP alebo zásobník je 16-bitový register a funguje podobne ako zásobník, ktorý sa neustále zvyšuje alebo znižuje pomocou dvoch v rámci procesov push a pop.

Prírastok alebo úbytok registra

8-bitový obsah registra alebo inú pozíciu v pamäti je možné zväčšiť alebo zmenšiť pomocou jedného. 16-bitový register je užitočný na zvýšenie alebo zníženie programu pulty rovnako ako ukazovateľ zásobníka zaregistrovať obsah s jedným. Túto operáciu je možné vykonať na ľubovoľnej pozícii pamäte alebo na akomkoľvek druhu registra.

Adresa-vyrovnávacia pamäť a adresa-vyrovnávacia pamäť dát

Vyrovnávacia pamäť adresy ukladá skopírované informácie z pamäte na vykonanie. Pamäťové a I / O čipy sú spojené s týmito zbernicami, potom môže procesor nahradiť preferované údaje I / O čipmi a pamäťou.

Adresa a dátová zbernica

Dátová zbernica je užitočná na prenášanie súvisiacich informácií, ktoré sa majú skladovať. Je obojsmerný, ale adresná zbernica označuje polohu, kde musí byť uložená, a je jednosmerná, užitočná na prenos informácií aj na vstupné / výstupné zariadenia s adresou.

Jednotka časovania a riadenia

Časovú a riadiacu jednotku je možné použiť na dodanie signálu do architektúry mikroprocesora 8085 na dosiahnutie konkrétnych procesov. Časovacie a riadiace jednotky sa používajú na riadenie vnútorných aj vonkajších obvodov. Tieto sú rozdelené do štyroch typov, a to riadiace jednotky ako RD 'ALE, READY, WR', stavové jednotky ako S0, S1 a IO / M ', DM ako HLDA a jednotka HOLD, jednotky RESET ako RST-IN a RST-OUT .

Schéma pripnutia

Táto 8085 je 40-pinový mikroprocesor, kde sú kategorizované do siedmich skupín. Pomocou nižšie uvedeného diagramu pinov mikroprocesora 8085 je možné ľahko poznať funkčnosť a účel.

8085 pinový diagram

Dátová zbernica

Kolíky od 12 do 17 sú kolíky dátovej zbernice, ktoré sú AD₀- DO₇, toto nesie minimálnu značnú 8-bitovú dátovú a adresnú zbernicu.

Adresa Bus

Kolíky od 21 do 28 sú kolíky dátovej zbernice, ktoré sú A.₈- DO_pätnásť, nesie najvýznamnejšiu 8-bitovú dátovú a adresnú zbernicu.

Stav a kontrolné signály

Na zistenie správania operácie sa tieto signály hlavne berú do úvahy. V zariadeniach 8085 sú po 3 kontrolné a stavové signály.

RD - Toto je signál používaný na reguláciu činnosti READ. Keď sa špendlík posunie na nízku úroveň, znamená to, že je načítaná zvolená pamäť.

WR - Toto je signál používaný na reguláciu činnosti WRITE. Keď sa kolík posunie na nízku úroveň, znamená to, že informácie o dátovej zbernici sa zapíšu na zvolené miesto v pamäti.

ALE - ALE zodpovedá signálu Povoliť blokovanie adresy. Signál ALE je v čase počiatočného hodinového cyklu stroja vysoký, čo umožňuje zablokovať posledných 8 bitov adresy pomocou pamäte alebo externej západky.

I / M - Toto je stavový signál, ktorý rozpoznáva, či sa má adresa prideliť pre I / O alebo pre pamäťové zariadenia.

PRIPRAVENÝ - Tento pin sa používa na určenie, či je periféria schopná prenášať informácie alebo nie. Keď je tento pin vysoký, prenáša dáta a ak je nízky, mikroprocesorové zariadenie musí počkať, kým sa pin prepne do vysokého stavu.

S₀a S₁ piny - Tieto piny sú stavové signály, ktoré definujú nasledujúce operácie, a to sú:

Signály hodín

CLK - Toto je výstupný signál, ktorý je na kolíku 37. Používa sa to aj v iných digitálnych integrovaných obvodoch. Frekvencia hodinového signálu je podobná frekvencii procesora.

X1 a X2 - Toto sú vstupné signály na pinoch 1 a 2. Tieto piny sú prepojené s externým oscilátorom, ktorý prevádzkuje systém vnútorných obvodov zariadenia. Tieto piny sa používajú na generovanie hodín potrebných pre funkčnosť mikroprocesora.

Obnoviť signály

Na pinoch 3 a 36 sú dva resetovacie piny, ktoré sú Reset In a Reset Out.

RESETOVAŤ V - Tento pin znamená vynulovanie počítadla programu na nulu. Tento pin tiež resetuje klopné obvody HLDA a IE piny. Riadiaca procesorová jednotka bude v stave resetovania, kým sa nespustí RESET.

RESETOVAŤ - Tento pin znamená, že CPU je v stave resetovania.

Sériové vstupné / výstupné signály

SID - Toto je signál sériovej vstupnej dátovej linky. Informácie, ktoré sa nachádzajú na tomto dateline, sa berú do 7^thbit ACC, keď sa vykonáva funkčnosť RIM.

SOD - Toto je signál sériového výstupného dátového vedenia. ACC číslo 7^thbit je výstup na dátovej linke SOD, keď sa vykonáva funkčnosť SIIM.

Externe iniciované a prerušuje signály

HLDA - Toto je signál pre potvrdenie HOLD, ktorý označuje prijatý signál požiadavky HOLD. Keď je požiadavka odstránená, špendlík sa prepne do nízkeho stavu. Toto je výstupný pin.

PODRŽTE - Tento pin naznačuje, že druhé zariadenie potrebuje využívať dátové a adresné zbernice. Toto je vstupný pin.

INTA - Tento pin je potvrdením o prerušení, ktoré smeruje mikroprocesorové zariadenie po prijatí kolíka INTR. Toto je výstupný pin.

IN - Toto je signál žiadosti o prerušenie. V porovnaní s ostatnými signálmi prerušenia má minimálnu prioritu.

TRAP, RST 5,5, 6,5, 7,5 - Toto všetko sú kolíky prerušenia vstupu. Keď je niektorý z prerušovacích pinov rozpoznaný, nasledujúci signál fungoval z konštantnej polohy v pamäti na základe nasledujúcej tabuľky:

Zoznam priorít týchto signálov prerušenia je

TRAP - najvyšší

RST 7,5 - vysoký

RST 6,5 - stredná

RST 5,5 - nízka

INTR - najnižší

Signály napájacieho zdroja sú Vcc a Vss ktoré sú + 5V a uzemnené kolíky.

Prerušenie mikroprocesora 8085

Schéma časovania mikroprocesora 8085

Na jasné pochopenie činnosti a výkonu mikroprocesora je najvhodnejším postupom časový diagram. Pomocou časovacieho diagramu je ľahké poznať funkčnosť systému, podrobnú funkčnosť každej inštrukcie a vykonania a ďalšie. Časový diagram je grafickým zobrazením pokynov, ktoré zodpovedajú času. To znamená hodinový cyklus, časové obdobie, dátovú zbernicu, typ operácie ako RD / WR / Status a taktovací cyklus.

V architektúre mikroprocesora 8085 sa tu pozrieme na časovacie diagramy I / O RD, I / O WR, pamäte RD, pamäte WR a načítania operačného kódu.

Načítanie operačného kódu

Časový diagram je:

Načítanie operačného kódu v mikroprocesore 8085

Čítanie I / O

Časový diagram je:

Čítanie vstupu

I / O zápis

Časový diagram je:

Vstupný zápis

Čítanie pamäte

Časový diagram je:

Čítanie pamäte

Zápis do pamäte

Časový diagram je:

Pamäť zapisovaná do mikroprocesora 8085

Pre všetky tieto časové diagramy sú bežne používané výrazy:

RD - Keď je vysoká, znamená to, že mikroprocesor nečíta žiadne dáta, alebo keď je nízka, znamená to, že mikroprocesor číta dáta.

WR - Ak je vysoká, znamená to, že mikroprocesor nezapisuje žiadne údaje, alebo ak je nízka, znamená to, že mikroprocesor zapisuje údaje.

I / M - Keď je vysoká, znamená to, že zariadenie vykonáva I / O operáciu, alebo keď je nízka, znamená to, že mikroprocesor vykonáva operáciu pamäte.

ALE - Tento signál znamená dostupnosť platnej adresy. Keď je signál vysoký, funguje ako adresná zbernica alebo keď je nízky, funguje ako dátová zbernica.

S0 a S1 - Označuje druh prebiehajúceho strojového cyklu.

Zvážte nasledujúcu tabuľku:

8085 Mikroprocesorová inštrukčná sada

The inštrukčná sada 8085 mikroprocesorová architektúra nie je nič iné ako kódy inštrukcií použitých na dosiahnutie presnej úlohy a sady inštrukcií sú kategorizované do rôznych typov, a to riadiace, logické, vetviace, aritmetické a inštrukcie na prenos dát.

Režimy adresovania 8085

Režimy adresovania 8085 mikroprocesorov možno definovať ako príkazy ponúkané v týchto režimoch, ktoré sa používajú na označovanie informácií v rôznych formách bez zmeny obsahu. Tieto boli rozdelené do piatich skupín, a to okamžité, registračné, priame, nepriame a implicitné režimy adresovania.

Režim okamžitého adresovania

Tu je zdrojovým operandom informácia. Keď sú informácie 8-bitové, potom má inštrukcia 2 bajty. Alebo inak, keď je informácia 16-bitová, potom má inštrukcia 3 bajty.

Zvážte nasledujúce príklady:

MVI B 60 - To znamená rýchle presunutie dátumu 60H do registra B.

Adresa JMP - Znamená to rýchle skákanie adresy operandu

Registrovať režim adresovania

Tu sú informácie, ktoré sa musia prevádzkovať, prítomné v registroch a operandmi sú registre. Operácia teda prebieha vo vnútri viacerých registrov mikroprocesora.

Zvážte nasledujúce príklady:

INR B - Znamená to zvýšenie obsahu registra B o jeden bit

MOV A, B - Znamená to presun obsahu z registra B do A

PRIDAŤ B - Znamená to, že register A a register B sa pridajú a akumulujú výstup v A

Adresa JMP - Znamená to rýchle skákanie adresy operandu

Režim priameho adresovania

Tu sú informácie, ktoré je potrebné obsluhovať, prítomné v pamäťovom mieste a operand sa priamo považuje za pamäťové miesto.

Zvážte nasledujúce príklady:

LDA 2100 - Znamená to načítanie obsahu pamäťového miesta do akumulátora A

IN 35 - Znamená to načítanie informácií z prístavu, ktorý má adresu 35

Režim nepriameho adresovania

Tu sú informácie, ktoré je potrebné obsluhovať, prítomné v pamäťovom mieste a operand sa nepriamo považuje za dvojicu registrov.

Zvážte nasledujúce príklady:

LDAX B - implikuje presun obsahu B-C registra do akumulátora
LXIH 9570 - Znamená to načítanie okamžitého páru H-L s adresou miesta 9570

Režim implicitného adresovania

Tu je operand skrytý a informácie, ktoré je potrebné obsluhovať, sú obsiahnuté v samotných dátach.

Príklady sú:

RRC - Znamená to, že rotujúci akumulátor A je v správnej polohe o jeden bit

RLC - Implikuje rotujúci akumulátor A do ľavej polohy o jeden bit

Aplikácie

S vývojom mikroprocesorových zariadení nastal v živote mnohých ľudí obrovský prechod a zmena v mnohých odvetviach a doménach. Z dôvodu nákladovej efektívnosti zariadenia, minimálnej hmotnosti a minimálneho výkonu sú tieto mikroprocesory v dnešnej dobe veľmi využívané. Dnes zvážime: aplikácie architektúry mikroprocesora 8085 .

Pretože architektúra mikroprocesora 8085 je súčasťou inštruktážnej sady, ktorá obsahuje niekoľko základných pokynov, ako sú Jump, Add, Sub, Move a ďalšie. S touto inštruktážnou sadou sú inštrukcie zostavené v programovacom jazyku, ktorý je zrozumiteľný operačnému zariadeniu, a ktoré vykonávajú množstvo funkcií, ako sú sčítanie, delenie, násobenie, presun na prenášanie a mnoho ďalších. Pomocou týchto mikroprocesorov sa dá dosiahnuť ešte komplikovanejšie.

Inžinierske aplikácie

Aplikácie, ktoré používajú mikroprocesor, sú v zariadeniach na riadenie prenosu, systémových serveroch, zdravotníckych zariadeniach, procesných systémoch, výťahoch, obrovských strojových zariadeniach, ochranných systémoch, doméne vyšetrovania a v niekoľkých zámkových systémoch majú automatický vstup a východ.

Lekárska doména

Najpoužívanejšie mikroprocesory v lekárskom priemysle sú inzulínové pumpy, kde mikroprocesor reguluje toto zariadenie. Funguje s rôznymi funkciami, ako je ukladanie výpočtov, spracovanie informácií získaných z biosenzorov a skúmanie výsledkov.

Komunikácia

• V komunikačnej oblasti je najdôležitejším a vylepšujúcim prvkom telefónny priemysel. Tu sa mikroprocesory využívajú v digitálnych telefónnych systémoch, modemoch, dátových kábloch a v telefónnych ústredniach a v mnohých ďalších.
• Vďaka aplikácii mikroprocesora v satelitnom systéme umožnila televízia tiež možnosť telekonferencie.
• Aj v leteckých a železničných registračných systémoch sa používajú mikroprocesory. LAN a WAN na nadviazanie komunikácie vertikálnych údajov medzi počítačovými systémami.

Elektronika

Mozog počítača je technológia mikroprocesorov. Tieto sa implementujú do rôznych typov systémov, ako sú mikropočítače, až po rad superpočítačov. V hernom priemysle sa pomocou mikroprocesora vyvíja množstvo herných pokynov.

Televízory, Ipad a virtuálne ovládacie prvky dokonca obsahujú tieto mikroprocesory na vykonávanie komplikovaných pokynov a funkcií.

Toto je teda všetko o 8085 mikroprocesorovej architektúre. Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť, že 8085 funkcií mikroprocesora je to 8-bitový mikroprocesor, uzavretý so 40 pinmi, používa na svoju činnosť napájacie napätie + 5V. Skladá sa z 16-bitového ukazovateľa zásobníka a počítadla programov, zo 74 inštrukčných sád a mnohých ďalších. Tu je otázka pre vás, čo je to 8085 simulátor mikroprocesora ?