Arhitectura microprocesorului 8085: funcționare și aplicațiile sale

Prima invenție a circuitului integrat a fost în anul 1959 și aceasta a comemorat istoria microprocesoarelor. Și primul microprocesor care a fost inventat a fost Intel 4004 în anul 1971. Este chiar denumit ca o unitate centrală de procesare (CPU) în care mai multe componente periferice ale computerului sunt integrate pe un singur cip. Aceasta include registre, o magistrală de control, ceas, ALU, o secțiune de control și o unitate de memorie. Trecând de-a lungul multor generații, generația actuală a microprocesorului a reușit să îndeplinească sarcini de calcul ridicate care folosesc și procesoare pe 64 de biți. Aceasta este o scurtă evaluare a microprocesoarelor și singurul tip despre care vom discuta astăzi este Arhitectura microprocesorului 8085.

Ce este microprocesorul 8085?

În general, 8085 este un 8-bit microprocesor, și a fost lansat de echipa Intel în anul 1976 cu ajutorul tehnologiei NMOS. Acest procesor este versiunea actualizată a microprocesorului. Configurațiile de Microprocesor 8085 includ în principal magistrala de date pe 8 biți, magistrala de adrese pe 16 biți, contor de programe -16 biți, stivă pointer-16 biți, înregistrează 8 biți, + 5V tensiune de alimentare, și funcționează la 3,2 MHz singur segment CLK. Aplicațiile microprocesorului 8085 sunt implicate în cuptoare cu microunde, mașini de spălat, dispozitive etc. caracteristicile microprocesorului 8085 sunt ca mai jos:

• Acest microprocesor este un dispozitiv pe 8 biți care primește, operează sau transmite informații pe 8 biți într-o abordare simultană.
• Procesorul este format din adrese și linii de date pe 16 biți și 8 biți, astfel încât capacitatea dispozitivului este de 2¹⁶care este 64KB de memorie.
• Acesta este construit dintr-un singur dispozitiv cu cip NMOS și are 6200 de tranzistoare
• Sunt prezente în total 246 de coduri operaționale și 80 de instrucțiuni
• Deoarece microprocesorul 8085 are linii de adresă de intrare / ieșire pe 8 biți, are capacitatea de a adresa 2⁸= 256 porturi de intrare și ieșire.
• Acest microprocesor este disponibil într-un pachet DIP de 40 de pini
• Pentru a transfera informații imense din I / O în memorie și din memorie în I / O, procesorul își partajează magistrala cu controlerul DMA.
• Are o abordare în care poate îmbunătăți mecanismul de gestionare a întreruperilor
• Un procesor 8085 poate fi operat chiar și ca un microcomputer cu trei cipuri folosind suportul circuitelor IC 8355 și IC 8155.
• Are un generator de ceas intern
• Funcționează pe un ciclu de ceas cu un ciclu de funcționare de 50%

Arhitectura microprocesorului 8085

Arhitectura microprocesorului 8085 include în principal unitatea de sincronizare și control, unitatea aritmetică și logică, decodor, registru de instrucțiuni, control de întrerupere, un set de registre, control de intrare / ieșire serial. Cea mai importantă parte a microprocesorului este unitatea centrală de procesare.

8085 Arhitectură

Operațiuni ale microprocesorului 8085

Operația principală a ALU este aritmetică și logică, care include adunarea, creșterea, scăderea, scăderea, operații logice precum AND, OR, Ex-OR , complement, evaluare, schimbare la stânga sau schimbare la dreapta. Atât registrele temporare, cât și acumulatorii sunt utilizați pentru păstrarea informațiilor pe parcursul operațiunilor, apoi rezultatul va fi stocat în acumulator. Diferitele steaguri sunt aranjate sau rearanjate pe baza rezultatului operațiunii.

Registrele steagurilor

Steagul înregistrează microprocesor 8085 sunt clasificate în cinci tipuri și anume semn, zero, transport auxiliar, paritate și transport. Pozițiile de biți puse deoparte pentru aceste tipuri de steaguri. După funcționarea unei ALU, când rezultatul celui mai semnificativ bit (D7) este unul, atunci semnalizatorul de semn va fi aranjat. Când funcționarea rezultatului ALU este zero, atunci vor fi setate steagurile zero. Când rezultatul nu este zero, atunci semnalizatoarele zero vor fi resetate.

8085 Registrele steagului microprocesorului

Într-un proces aritmetic, ori de câte ori este produs un carry cu ciugulitul mai mic, atunci va fi setat un flag de transport auxiliar de tip auxiliar. După o operație ALU, când rezultatul are un număr par, atunci va fi setat semnalizatorul de paritate sau altfel va fi resetat. Atunci când rezultatul unui proces aritmetic într-un report, atunci indicatorul de transport va fi setat sau altfel va fi resetat. Între cele cinci tipuri de stegulețe, steagul de tip AC este utilizat în interior destinat aritmeticii BCD, precum și cele patru steaguri rămase sunt utilizate împreună cu dezvoltatorul pentru a vă asigura că sunt condițiile rezultatului unui proces.

Unitate de control și sincronizare

Unitatea de control și sincronizare se coordonează cu toate acțiunile microprocesorului de ceas și dă semnalele de control necesare pentru comunicare printre microprocesor precum și periferice.

Decodor și registru de instrucțiuni
Deoarece o comandă este obținută din memorie, este localizată în registrul de instrucțiuni și codificată și decodificată în diferite cicluri de dispozitiv.

Înregistrați matricea

Scopul general programabil registrele sunt clasificate în mai multe tipuri în afară de acumulator, cum ar fi B, C, D, E, H și L. Acestea sunt utilizate ca registre pe 8 biți, altfel cuplate pentru a stoca l6 biți de date. Cuplurile permise sunt BC, DE & HL, iar registrele W & Z pe termen scurt sunt utilizate în procesor și nu pot fi utilizate împreună cu dezvoltatorul.

Registre cu scop special

Aceste registre sunt clasificate în patru tipuri și anume contor de programe, pointer de stivă, registru de creștere sau descreștere, tampon de adrese sau tampon de date.

Program de numărare

Acesta este primul tip de registru special și consideră că instrucțiunea este efectuată de microprocesor. Când ALU a finalizat executarea instrucțiunii, atunci microprocesorul caută alte instrucțiuni care trebuie efectuate. Astfel, va exista cerința de a păstra următoarea adresă de instrucțiuni care trebuie efectuată pentru a economisi timp. Microprocesorul crește programul atunci când se execută o instrucțiune, prin urmare, va fi efectuată contrapoziția programului la următoarea adresă de memorie de instrucțiuni ...

Stack Pointer în 8085

Indicatorul SP sau stack este un registru pe 16 biți și funcționează similar cu un stack, care este crescut sau micșorat constant cu două pe parcursul proceselor push și pop.

Registrul de creștere sau descreștere

Conținutul registrului de 8 biți sau o poziție a memoriei poate fi mărită sau micșorată cu una. Registrul de 16 biți este util pentru incrementarea sau descreșterea programului ghisee precum și stiva pointerul înregistrează conținutul cu unul. Această operație poate fi efectuată pe orice poziție de memorie sau orice fel de registru.

Adresă-tampon și adresă-date-tampon

Tamponul de adrese stochează informațiile copiate din memorie pentru execuție. Cipurile de memorie și I / O sunt asociate cu aceste autobuze, atunci CPU-ul poate înlocui datele preferate cu cipuri I / O și memorie.

Adresă și magistrală de date

Autobuzul de date este util în transportarea informațiilor aferente care urmează să fie stocate. Este bidirecțională, dar magistrala de adrese indică poziția unde trebuie stocată și este unidirecțională, utilă pentru transmiterea informațiilor, precum și a dispozitivelor de intrare / ieșire a adresei.

Unitate de sincronizare și control

Unitatea de sincronizare și control poate fi utilizată pentru a furniza semnalul către arhitectura microprocesorului 8085 pentru realizarea proceselor particulare. Unitățile de sincronizare și control sunt utilizate pentru a controla circuitele interne și externe. Acestea sunt clasificate în patru tipuri și anume unități de control precum RD 'ALE, READY, WR', unități de stare precum S0, S1 și IO / M ', DM ca HLDA și unitate HOLD, unități RESET precum RST-IN și RST-OUT .

Diagrama Pin

Acest 8085 este un microprocesor cu 40 de pini în care acestea sunt clasificate în șapte grupuri. Cu diagrama de pin a microprocesorului 8085 de mai jos, funcționalitatea și scopul pot fi cunoscute cu ușurință.

8085 Pin Diagrama

Autobuz de date

Pinii de la 12 la 17 sunt pinii magistralei de date care sunt AD₀- LA₇, acesta transportă magistrala de date și adrese de 8 biți minimă.

Adresă autobuz

Pinii de la 21 la 28 sunt pinii magistralei de date care sunt A₈- LA_{cincisprezece}, acesta transportă cea mai considerabilă magistrală de date și adrese pe 8 biți.

Stare și semnale de control

Pentru a afla comportamentul operației, aceste semnale sunt luate în considerare în principal. În dispozitivele 8085 există câte 3 semnale de control și stare.

RD - Acesta este semnalul utilizat pentru reglarea funcționării CITIȚII. Când pinul se deplasează în jos, înseamnă că memoria aleasă este citită.

WR - Acesta este semnalul utilizat pentru reglarea funcționării WRITE. Când pinul se deplasează în jos, înseamnă că informațiile despre magistrala de date sunt scrise în locația de memorie aleasă.

DAR - ALE corespunde semnalului de activare a blocării adresei. Semnalul ALE este ridicat în momentul ciclului inițial al mașinii și acest lucru permite ultimilor 8 biți ai adresei să fie blocați cu memoria sau cu blocarea externă.

SUNT - Acesta este semnalul de stare care recunoaște dacă adresa trebuie alocată pentru I / O sau pentru dispozitivele de memorie.

GATA - Acest pin este folosit pentru a specifica dacă perifericul este capabil să transfere informații sau nu. Când acest pin este mare, transferă date și dacă acesta este scăzut, dispozitivul cu microprocesor trebuie să aștepte până când pinul trece la o stare înaltă.

S₀și S₁ pini - Acești pini sunt semnalele de stare care definesc operațiile de mai jos și acestea sunt:

Semnale de ceas

CLK - Acesta este semnalul de ieșire care este pinul 37. Acesta este utilizat chiar și în alte circuite integrate digitale. Frecvența semnalului de ceas este similară cu frecvența procesorului.

X1 și X2 - Acestea sunt semnalele de intrare la pinii 1 și 2. Acești pini au conexiuni cu oscilatorul extern care acționează sistemul de circuite interne al dispozitivului. Acești pini sunt utilizați pentru generarea ceasului care este necesară pentru funcționalitatea microprocesorului.

Resetați semnale

Există doi pini de resetare care sunt Reset In și Reset Out la pinii 3 și 36.

RESETAȚI ÎN - Acest pin înseamnă resetarea contorului programului la zero. De asemenea, acest pin resetează flip-flop-urile HLDA și pinii IE. Unitatea de procesare a controlului va fi într-o stare de resetare până când RESET nu este declanșat.

RESETARE - Acest pin înseamnă că CPU-ul este în stare de resetare.

Semnale de intrare / ieșire în serie

SID - Acesta este semnalul liniei de date de intrare serială. Informațiile care se află pe această linie de date sunt luate în 7^abit din ACC atunci când funcționalitatea RIM este realizată.

GAZON - Acesta este semnalul liniei de date de ieșire serială. ACC’s 7^abit este ieșirea pe linia de date SOD atunci când se realizează funcționalitatea SIIM.

Semnale inițiate extern și întrerupe

HLDA - Acesta este semnalul pentru confirmare HOLD care semnifică semnalul primit de cerere HOLD. Când solicitarea este eliminată, știftul trece la o stare scăzută. Acesta este pinul de ieșire.

HOLD - Acest pin indică faptul că celălalt dispozitiv trebuie să utilizeze autobuze de date și adrese. Acesta este pinul de intrare.

INTA - Acest pin este confirmarea de întrerupere care este direcționată de dispozitivul microprocesor după primirea pinului INTR. Acesta este pinul de ieșire.

INTR - Acesta este semnalul de cerere de întrerupere. Are o prioritate minimă în comparație cu alte semnale de întrerupere.

TRAP, RST 5.5, 6.5, 7.5 - Toate acestea sunt pinii de întrerupere de intrare. Când oricare dintre pinii de întrerupere este recunoscut, atunci următorul semnal a funcționat din poziția constantă din memorie pe baza tabelului de mai jos:

Lista de priorități a acestor semnale de întrerupere este

TRAP - Cel mai înalt

RST 7.5 - ridicat

RST 6.5 - Mediu

RST 5.5 - Scăzut

INTR – Lowest

Semnalele de alimentare sunt Vcc și Vss care sunt + 5V și pini de masă.

8085 Întrerupere microprocesor

Diagrama de sincronizare a microprocesorului 8085

Pentru a înțelege în mod clar funcționarea și performanța microprocesorului, diagrama de sincronizare este cea mai potrivită abordare. Folosind diagrama de sincronizare, este ușor să cunoașteți funcționalitatea sistemului, funcționalitatea detaliată a fiecărei instrucțiuni și a execuției și altele. Diagrama de sincronizare este reprezentarea grafică a instrucțiunilor, sunt pași corespunzători timpului. Aceasta înseamnă ciclul de ceas, perioada de timp, magistrala de date, tipul de funcționare precum RD / WR / Status și ciclul de ceas.

În arhitectura microprocesorului 8085, aici vom analiza diagramele de sincronizare a I / O RD, I / O WR, memory RD, memory WR și opcode fetch.

Opcode Fetch

Diagrama de sincronizare este:

Opcode Fetch în 8085 Microprocesor

Citire I / O

Diagrama de sincronizare este:

Citire intrare

Scriu I / O

Diagrama de sincronizare este:

Intrare Scrie

Memorie citită

Diagrama de sincronizare este:

Memorie citită

Memorie Scrie

Diagrama de sincronizare este:

Memorie Scriere în 8085 Microprocesor

Pentru toate aceste diagrame de sincronizare, termenii utilizați în mod obișnuit sunt:

RD - Când este ridicat, acest lucru înseamnă că microprocesorul nu citește date sau când este scăzut, acest lucru înseamnă că microprocesorul citește date.

WR - Când este ridicat, acest lucru înseamnă că microprocesorul nu scrie date, sau când este scăzut, acest lucru înseamnă că microprocesorul scrie date.

SUNT - Când este ridicat, acest lucru înseamnă că dispozitivul efectuează operații de I / O sau când este redus, înseamnă că microprocesorul efectuează operații de memorie.

DAR - Acest semnal implică disponibilitatea validă a adresei. Când semnalul este ridicat, funcționează ca o magistrală de adrese sau, atunci când este scăzut, funcționează ca o magistrală de date.

S0 și S1 - Semnifică tipul de ciclu de mașină care este în desfășurare.

Luați în considerare tabelul de mai jos:

Set de instrucțiuni pentru microprocesor 8085

set de instrucțiuni 8085 arhitectura microprocesorului nu este altceva decât coduri de instrucțiuni folosite pentru a realiza o sarcină exactă, iar seturile de instrucțiuni sunt clasificate în diferite tipuri și anume instrucțiuni de control, logice, ramificate, aritmetice și de transfer de date.

Moduri de adresare 8085

Modurile de adresare ale 8085 microprocesoare poate fi definit ca comenzile oferite de aceste moduri, care sunt utilizate pentru a denota informațiile în diferite forme fără a modifica conținutul. Acestea sunt clasificate în cinci grupuri și anume moduri de adresare imediată, registru, direct, indirect și implicit.

Mod de adresare imediată

Aici, operandul sursă este informația. Când informațiile sunt de 8 biți, atunci instrucțiunile sunt de 2 octeți. Sau atunci când informațiile sunt de 16 biți, atunci instrucțiunea este de 3 octeți.

Luați în considerare exemplele de mai jos:

MVI B 60 - Implică mutarea rapidă a datei 60H în registrul B.

Adresa JMP - Aceasta implică săritura rapidă a adresei operandului

Înregistrați modul de adresare

Aici, informațiile care trebuie operate sunt prezente în registre și operanzii sunt registrele. Deci, operația are loc în mai multe registre ale microprocesorului.

Luați în considerare exemplele de mai jos:

INR B - Aceasta implică creșterea conținutului registrului B cu un bit

MOV A, B - Implică mutarea conținutului din registrul B în A

ADĂUGARE B - Aceasta implică faptul că registrul A și registrul B sunt adăugate și acumulează ieșirea în A

Adresa JMP - Aceasta implică săritura rapidă a adresei operandului

Mod de adresare directă

Aici, informațiile care trebuie operate sunt prezente în locația memoriei, iar operandul este considerat direct ca locația memoriei.

Luați în considerare exemplele de mai jos:

LDA 2100 - Aceasta implică încărcarea conținutului locației de memorie în acumulatorul A

IN 35 - Implică citirea informațiilor din portul care are adresa 35

Mod de adresare indirectă

Aici, informațiile care trebuie operate sunt prezente în locația memoriei, iar operandul este considerat indirect ca perechea de registre.

Luați în considerare exemplele de mai jos:

LDAX B - implică mutarea conținutului registrului B-C în acumulator
LXIH 9570 - Implică încărcarea imediată a perechii H-L cu adresa locației 9570

Mod de adresare implicită

Aici, operandul este ascuns și informațiile care trebuie operate sunt prezente în datele în sine.

Exemple sunt:

RRC - Implică acumulatorul rotativ A în poziția corectă cu un bit

RLC - Implică acumulatorul rotativ A în poziția stângă cu un bit

Aplicații

Odată cu dezvoltarea dispozitivelor cu microprocesor, a avut loc o tranziție și o schimbare imensă în viața multor oameni din mai multe industrii și domenii. Întrucât datorită rentabilității dispozitivului, a greutății minime și a utilizării puterii minime, aceste microprocesoare sunt utilizate în zilele noastre. Astăzi, să luăm în considerare aplicații ale arhitecturii microprocesorului 8085 .

Deoarece arhitectura microprocesorului 8085 este inclusă în setul de instrucțiuni, care are mai multe instrucțiuni de bază, cum ar fi Jump, Add, Sub, Move și altele. Cu acest set de instrucțiuni, instrucțiunile sunt compuse într-un limbaj de programare care este ușor de înțeles de dispozitivul operațional și îndeplinește numeroase funcționalități cum ar fi adunarea, divizarea, multiplicarea, deplasarea la transport și multe altele. Chiar și mai complicat se poate face și prin intermediul acestor microprocesoare.

Aplicații inginerești

Aplicațiile pe care le utilizează microprocesorul sunt în dispozitivul de gestionare a traficului, servere de sistem, echipamente medicale, sisteme de procesare, ascensoare, mașini uriașe, sisteme de protecție, domeniu de investigație, iar în câteva sisteme de blocare acestea au intrări și ieșiri automate.

Domeniul medical

Cea mai importantă utilizare a microprocesoarelor în industria medicală este în pompa de insulină unde microprocesorul reglează acest dispozitiv. Funcționează funcționalități multiple, cum ar fi stocarea calculelor, prelucrarea informațiilor primite de la biosenzori și examinarea rezultatelor.

Comunicare

• În domeniul comunicațiilor, industria telefonică este cea mai crucială și îmbunătățitoare. Aici, microprocesoarele intră în utilizare în sistemele telefonice digitale, modemuri, cabluri de date și centrale telefonice și multe altele.
• Aplicarea microprocesorului în sistemul de televiziune prin satelit a permis și posibilitatea de teleconferință.
• Chiar și în sistemele de înregistrare a companiilor aeriene și feroviare, se folosesc microprocesoare. LAN și WAN pentru stabilirea comunicării datelor verticale pe sistemele informatice.

Electronică

Creierul computerului este tehnologia microprocesoarelor. Acestea sunt implementate în diferite tipuri de sisteme, cum ar fi în microcomputere, pentru gama de supercalculatoare. În industria jocurilor, numeroase instrucțiuni pentru jocuri sunt dezvoltate prin utilizarea unui microprocesor.

Televizoarele, Ipad-ul, comenzile virtuale cuprind chiar și aceste microprocesoare pentru a efectua instrucțiuni și funcționalități complicate.

Astfel, este vorba despre arhitectura microprocesorului 8085. Din informațiile de mai sus, în cele din urmă, putem concluziona că Caracteristicile microprocesorului 8085 dacă este un microprocesor de 8 biți, inclus cu 40 de pini, folosește tensiune de alimentare de + 5V pentru operație. Se compune din indicatorul de stivă pe 16 biți și contorul de programe, și seturi de 74 de instrucțiuni și multe altele. Iată o întrebare pentru dvs., care este Simulator de microprocesor 8085 ?