A 8085 mikroprocesszoros architektúra: Működés és alkalmazásai

Az integrált áramkör első találmánya 1959-ben volt, és ez emlékeztetett a mikroprocesszorok történetére. Az első mikroprocesszor, amelyet feltaláltak, az Intel 4004 volt, 1971-ben. Még központi feldolgozó egységnek (CPU) is nevezik, ahol több számítógépes perifériás alkatrész van integrálva egy chipbe. Ide tartoznak a regiszterek, a vezérlő busz, az óra, az ALU, a vezérlő szakasz és a memória egység. Sok generáción átjutva a mikroprocesszor jelenlegi generációja magas számítási feladatokat tudott végrehajtani, amelyek szintén 64 bites processzorokat használnak. Ez a mikroprocesszorok rövid értékelése, és az egyik típus, amelyet ma megvitatunk, a 8085 mikroprocesszoros architektúra.

Mi az a 8085 mikroprocesszor?

Általában a 8085 egy 8 bites mikroprocesszor, és az Intel csapata 1976-ban indította útjára az NMOS technológia segítségével. Ez a processzor a mikroprocesszor frissített verziója. A konfigurációk 8085 mikroprocesszor főként a 8 bites adat buszt, a 16 bites buszt tartalmazza, program számláló -16 bites, veremmutató-16 bites, regisztrálja a 8 bites, + 5 V feszültségellátást, és 3,2 MHz egyszegmensű CLK-n működik. A 8085 mikroprocesszor alkalmazásai mikrohullámú sütőkben, mosógépekben, kütyükben stb a 8085 mikroprocesszor jellemzői az alábbiak:

• Ez a mikroprocesszor egy 8 bites eszköz, amely 8 bites információkat fogad, működtet vagy továbbít egyidejű megközelítéssel.
• A processzor 16 bites és 8 bites cím- és adatsorokból áll, így az eszköz kapacitása 2^16.ami 64KB memória.
• Ez egyetlen NMOS chip eszközből épül fel, és 6200 tranzisztorral rendelkezik
• Összesen 246 működési kód és 80 utasítás van jelen
• Mivel a 8085 mikroprocesszor 8 bites bemeneti / kimeneti címsorokkal rendelkezik, képes a 2. címzésére^8.= 256 bemeneti és kimeneti port.
• Ez a mikroprocesszor 40 érintkezős DIP csomagban kapható
• Annak érdekében, hogy hatalmas információkat továbbítson az I / O-ból a memóriába és a memóriából az I / O-ba, a processzor megosztja buszát a DMA vezérlővel.
• Olyan megközelítéssel rendelkezik, ahol javíthatja a megszakításkezelő mechanizmust
• Egy 8085 processzor akár három chipes mikrokomputerként is működtethető az IC 8355 és IC 8155 áramkörök támogatásával.
• Belső óragenerátorral rendelkezik
• 50% -os működési ciklusú órajelen működik

A 8085-ös mikroprocesszoros építészet

A 8085 mikroprocesszor felépítése főként az időzítő és vezérlő egységet, az aritmetikai és logikai egységet tartalmazza, dekóder, utasítás regiszter, megszakítás vezérlés, regiszter tömb, soros bemenet / kimenet vezérlés. A mikroprocesszor legfontosabb része a központi processzor.

8085 Építészet

A 8085 mikroprocesszor működése

Az ALU fő művelete számtani és logikai, amely magában foglalja az összeadást, növekményt, kivonást, csökkentést, logikai műveletek, például AND, OR, Ex-OR , kiegészítés, értékelés, balra vagy jobbra. Mind az ideiglenes nyilvántartásokat, mind az akkumulátorokat felhasználják az információk tárolására a műveletek során, majd az eredményeket az akkumulátorban tárolják. A különböző zászlók elrendezése vagy átrendezése a művelet eredménye alapján történik.

Zászló nyilvántartások

A zászló regiszterei mikroprocesszor 8085 öt típusba sorolhatók, nevezetesen előjel, nulla, segédhordozás, paritás és átvitel. Az ilyen típusú zászlókra félretett bitek helyzete. Az ALU működése után, amikor a legjelentősebb bit (D7) eredménye egy, akkor a jelző zászló elrendeződik. Ha az ALU kimenetének működése nulla, akkor a nulla zászlókat állítjuk be. Ha az eredmény nem nulla, akkor a nulla zászlók visszaállnak.

8085 mikroprocesszoros zászló nyilvántartások

Számtani eljárás során, amikor egy hordozást a kisebb rágcsálással állítanak elő, akkor egy kiegészítő típusú hordozási zászlót állítanak be. ALU művelet után, amikor az eredménynek páros száma van, akkor a paritásjelzőt állítják be, vagy pedig visszaállítják. Amikor egy számtani folyamat eredménye egy hordozásban, akkor a hordozó jelző be lesz állítva, vagy pedig visszaáll. Az öt zászlótípus között az AC típusú zászlót használják a BCD számtani céljára, valamint a fennmaradó négy zászlót együtt használják a fejlesztővel, hogy megbizonyosodjanak egy folyamat kimenetelének feltételeiről.

Vezérlő és időzítő egység

A vezérlő és időzítő egység koordinálódik a mikroprocesszor minden órai műveletével, és megadja azokat a vezérlőjeleket, amelyek szükségesek a kommunikáció a mikroprocesszor, valamint a perifériák között.

Dekóder és utasításregiszter
Mivel a memóriából egy megrendelést kapnak, majd az utasításregiszterben található, és különböző eszközciklusokba van kódolva és dekódolva.

Regisztrálja a tömböt

Programozható általános célú a nyilvántartásokat több típusba sorolják Az akkumulátoron kívül, mint például B, C, D, E, H és L. Ezeket 8 bites regiszterekként használják, amelyek egyébként összekapcsolták az 16 bites adatok tárolását. Az engedélyezett párok a BC, DE és HL, és a rövid távú W & Z regisztereket használják a processzorban, és nem használhatók a fejlesztővel.

Speciális célú nyilvántartások

Ezeket a regisztereket négy típusba sorolják, nevezetesen programszámláló, veremmutató, növekmény vagy csökkentés regiszter, címpuffer vagy adatpuffer.

Program számláló

Ez az első típusú speciális célú regisztráció, és úgy véli, hogy az utasítást a mikroprocesszor hajtja végre. Amikor az ALU befejezte az utasítás végrehajtását, akkor a mikroprocesszor más végrehajtandó utasításokat keres. Így követelmény lesz a következő végrehajtandó utasításcím megtartása az idő megőrzése érdekében. A mikroprocesszor megnöveli a programot, amikor egy utasítás végrehajtásra kerül, ezért a program a következő utasítás memória címével ellentétes helyzetben lesz végrehajtva.

Veremjelző 8085-ben

Az SP vagy veremmutató egy 16 bites regiszter, és hasonlóan működik a veremhez, amelyet folyamatosan növelnek vagy csökkentenek kettővel az egész push és pop folyamat során.

Növekmény vagy csökkentés regisztráció

A 8 bites regiszter tartalma, vagy pedig egy memória pozíciója eggyel növelhető vagy csökkenthető. A 16 bites regiszter hasznos a program növeléséhez vagy csökkentéséhez pultok valamint verem mutató regiszter tartalmát egy. Ez a művelet bármilyen memóriahelyen vagy bármilyen regiszteren elvégezhető.

Cím-puffer és Cím-Adat-puffer

A címpuffer tárolja a memóriából a másolt információkat a végrehajtáshoz. A memória és az I / O chipek ezekhez a buszokhoz vannak társítva, akkor a CPU helyettesítheti az előnyben részesített adatokat I / O chipekkel és a memóriával.

Címbusz és Adatbusz

Az adatbusz hasznos a tárolni kívánt kapcsolódó információk hordozásában. Kétirányú, de a címbusz jelzi a tárolási helyét, és egyirányú, hasznos az információ továbbításához, valamint a cím beviteli / kimeneti eszközökhöz.

Időzítő és vezérlő egység

Az időzítő és vezérlő egység felhasználható a 8085 mikroprocesszoros architektúra jelének továbbítására az adott folyamatok elérése érdekében. Az időzítő és vezérlő egységek a belső és a külső áramkörök vezérlésére szolgálnak. Ezeket négy típusba sorolják, nevezetesen olyan vezérlő egységekbe, mint az RD 'ALE, READY, WR', az állapot egységekbe, mint az S0, S1 és IO / M ', a DM-be, mint a HLDA, és a HOLD egységbe, a RESET egységekbe, mint az RST-IN és az RST-OUT .

Pin diagram

Ez a 8085 egy 40 tűs mikroprocesszor, ahol ezeket hét csoportba sorolják. Az alábbi 8085 mikroprocesszoros csapdiagramm segítségével a funkció és a cél könnyen megismerhető.

8085 tűs diagram

Adatbusz

A 12 és 17 közötti csapok az AD busz csapok₀- NAK NEK₇, ez hordozza a minimálisan jelentős 8 bites adat- és címbuszt.

Címbusz

A 21 és 28 közötti csapok az adat busz csapok, amelyek A_8.- NAK NEK_tizenöt, ez hordozza a legjelentősebb 8 bites adat- és címbuszt.

Állapot és a vezérlőjelek

A művelet viselkedésének megismerése érdekében elsősorban ezeket a jeleket veszik figyelembe. A 8085 készülékekben egyenként 3 vezérlő és állapotjel van.

RD - Ezt a jelet használják a READ működés szabályozására. Amikor a tű alacsonyan mozog, ez azt jelenti, hogy a kiválasztott memória beolvasásra került.

WR - Ezt a jelet használják a WRITE működés szabályozására. Amikor a tű alacsonyan mozog, azt jelzi, hogy az adatbusz információt a kiválasztott memóriahelyre írja.

DE - Az ALE megfelel az Address Latch Enable jelnek. Az ALE jel magas a gép kezdeti óraciklusának idején, és ez lehetővé teszi a cím utolsó 8 bitjének rögzítését a memóriával vagy a külső retesszel.

I / M - Ez az állapotjel érzékeli, hogy az I / O vagy a memóriaeszközök számára kiosztandó címet kell-e megadni.

KÉSZ - Ezt a csapot használjuk annak meghatározására, hogy a periféria képes-e információt továbbítani vagy sem. Amikor ez a tű magas, adatokat továbbít, és ha ez alacsony, akkor a mikroprocesszoros készüléknek meg kell várnia, amíg a tű magas állapotba kerül.

S₀és S₁ csapok - Ezek a csapok az állapotjelek, amelyek meghatározzák az alábbi műveleteket, és ezek:

Órajelek

CLK - Ez a kimeneti jel, amely a 37 tű. Ezt még más digitális integrált áramkörökben is hasznosítják. Az órajel frekvenciája hasonló a processzor frekvenciájához.

X1 és X2 - Ezek a bemeneti jelek az 1. és 2. érintkezőnél. Ezek a csatlakozók kapcsolódnak a külső oszcillátorhoz, amely működteti a készülék belső áramköri rendszerét. Ezeket a tűket használják a mikroprocesszor működéséhez szükséges óra előállítására.

Jelek visszaállítása

Két nullázócsap van, amelyek Reset In és Reset Out a 3 és 36 csapokon.

RESET IN - Ez a tű azt jelenti, hogy a program számlálóját nullára állítják. Ez a pin visszaállítja a HLDA papucsokat és az IE csapokat is. A vezérlőegység nullázott állapotban lesz, amíg a RESET nem vált ki.

VISSZAÁLLÍTÁS - Ez a tű azt jelzi, hogy a CPU reset állapotban van.

Soros bemeneti / kimeneti jelek

SID - Ez a soros bemeneti adatvonal jel. Az ezen az adatvonalon található információkat a 7^thaz ACC bitje, amikor a RIM funkcionalitás végrehajtásra kerül.

GYEP - Ez a soros kimeneti adatvonal jel. Az ACC 7^thbit a SOD adatsor kimenete, amikor a SIIM funkciót végrehajtják.

Külsőleg kezdeményezett és megszakító jelek

HLDA - Ez a HOLD nyugtázás jele, amely a HOLD kérés fogadott jelét jelzi. A kérelem eltávolításakor a tű alacsony állapotba kerül. Ez a kimeneti tű.

TART - Ez a tű azt jelzi, hogy a másik eszköznek szüksége van adatok és cím buszok használatára. Ez a bemeneti tű.

INTA - Ez a csap a megszakítás nyugtázása, amelyet a mikroprocesszoros eszköz irányít az INTR csap fogadása után. Ez a kimeneti tű.

BAN BEN - Ez a megszakítási kérés jele. Minimális prioritása van, összehasonlítva más megszakítási jelekkel.

TRAP, RST 5,5, 6,5, 7,5 - Ezek mind a bemenet megszakítási csapjai. Ha bármelyik megszakító csap felismerésre kerül, akkor a következő jel a memória állandó helyzetéből működött az alábbi táblázat alapján:

Ezen megszakítási jelek prioritási listája:

TRAP - Legmagasabb

RST 7.5 - Magas

RST 6,5 - közepes

RST 5.5 - alacsony

INTR - legalacsonyabb

A tápegység jelei vannak Vcc és Vss amelyek + 5V és földelt csapok.

8085 Mikroprocesszor megszakítása

A 8085 mikroprocesszor időzítési diagramja

A mikroprocesszor működésének és teljesítményének egyértelmű megértéséhez az időzítési diagram a legmegfelelőbb megközelítés. Az időzítési diagram segítségével könnyen megismerhető a rendszer működése, az egyes utasítások és a végrehajtás részletes funkcionalitása és mások. Az időzítési diagram az utasítások grafikus ábrázolása, az időnek megfelelő lépések. Ez az óra ciklust, az időtartamot, az adat buszt, a művelettípust, például RD / WR / Állapot, és az óra ciklust jelöli.

A 8085 mikroprocesszoros architektúrában itt megvizsgáljuk az I / O RD, az I / O WR, az RD memória, a WR memória és az opcode lehívás időzítési diagramjait.

Opcode letöltés

Az időzítési ábra:

Opcode Fetch in 8085 mikroprocesszor

I / O olvasás

Az időzítési ábra:

Input Read

I / O írás

Az időzítési ábra:

Input Write

Memória olvasás

Az időzítési ábra:

Memória olvasás

Memóriaírás

Az időzítési ábra:

Memóriaírás 8085 mikroprocesszorban

Mindezen időzítési diagramok esetében a leggyakrabban használt kifejezések:

RD - Ha magas, ez azt jelenti, hogy a mikroprocesszor nem olvas adatokat, vagy ha alacsony, akkor ez azt jelenti, hogy a mikroprocesszor adatokat olvas.

WR - Ha magas, ez azt jelenti, hogy a mikroprocesszor nem ír adatokat, vagy ha alacsony, akkor ez azt jelenti, hogy a mikroprocesszor adatokat ír.

I / M - Ha magas, ez azt jelenti, hogy az eszköz I / O műveletet hajt végre, vagy ha alacsony, akkor ez azt jelenti, hogy a mikroprocesszor memória műveletet hajt végre.

DE - Ez a jel érvényes cím rendelkezésre állást jelent. Ha a jel magas, akkor címsínként, vagy ha alacsony, akkor adatbuszként teljesít.

S0 és S1 - Jelzi azt a fajta gépi ciklust, amely folyamatban van.

Vegye figyelembe az alábbi táblázatot:

8085 Mikroprocesszoros utasításkészlet

A 8085 utasításkészlet A mikroprocesszoros architektúra nem más, mint a pontos feladat eléréséhez használt utasításkódok, és az utasításkészletek különféle típusokba sorolhatók, nevezetesen vezérlő, logikai, elágazó, számtani és adatátviteli utasításokba.

8085 címzési módjai

A címzési módok 8085 mikroprocesszor ezeknek a módoknak a parancsaiként definiálhatók, amelyeket felhasználnak az információk különböző formákban történő megjelölésére a tartalom megváltoztatása nélkül. Ezeket öt csoportba sorolják, nevezetesen azonnali, regisztrációs, közvetlen, közvetett és implicit címzési módokat.

Azonnali címzési mód

Itt a forrás operandus az információ. Ha az információ 8 bites, akkor az utasítás 2 bájt. Vagy ha az információ 16 bites, akkor az utasítás 3 bájtos.

Tekintsük az alábbi példákat:

MVI B 60 - Ez azt jelenti, hogy a 60H dátumot gyorsan áthelyezik a B regiszterbe

JMP cím - Ez magában foglalja az operandus cím gyors ugrását

Regisztrálja a címzési módot

Itt a működtetni kívánt információ megtalálható a regiszterekben, az operandusok pedig a regiszterek. Tehát a művelet a mikroprocesszor több regiszterén belül zajlik.

Tekintsük az alábbi példákat:

INR B - Ez azt jelenti, hogy a B regiszter tartalmát egy bittel növeljük

MOV A, B - Ez a tartalmak B regiszterből A-ba történő áthelyezését jelenti

B ADD - Ez azt jelenti, hogy az A és a B regiszter hozzáadódik, és a kimenetet A-ban halmozza fel

JMP cím - Ez magában foglalja az operandus cím gyors ugrását

Közvetlen címzési mód

Itt a működtetni kívánt információ a memória helyén található, és az operandus közvetlenül a memória helyének tekintendő.

Tekintsük az alábbi példákat:

LDA 2100 - Ez azt jelenti, hogy a memória helyét tartalom tölti be az A akkumulátorba

IN 35 - Ez magában foglalja az információk kiolvasását a 35-ös címmel rendelkező kikötőből

Közvetett címzési mód

Itt a működtetni kívánt információ a memória helyén van, és az operandus közvetetten a regiszter párnak tekintendő.

Tekintsük az alábbi példákat:

LDAX B - A B-C regiszter tartalmának mozgatását jelenti az akkumulátorba
LXIH 9570 - Ez azt jelenti, hogy azonnal be kell tölteni a H-L párokat a 9570 hely címével

Implicit címzési mód

Itt az operandus rejtve van, és a működtetendő információ magában az adatban van.

Példák:

RRC - Az A forgó akkumulátort egy bittel a megfelelő helyzetbe helyezi

RLC - Az A forgó akkumulátort balra helyezi egy bit

Alkalmazások

A mikroprocesszoros eszközök kifejlesztésével hatalmas átmenet és átállás történt sok ember életében, különböző iparágakban és területeken. Mivel az eszköz költséghatékonysága, minimális súlya és minimális teljesítménye miatt ezek a mikroprocesszorok manapság hatalmas használatban vannak. Ma vegyük fontolóra a a 8085 mikroprocesszoros architektúra alkalmazásai .

Mivel a 8085 mikroprocesszoros architektúrát az oktatókészlet tartalmazza, amely több alapvető utasítással rendelkezik, például Ugrás, Hozzáadás, Al, Mozgatás és mások. Ezzel az oktatókészlettel az utasításokat egy olyan programozási nyelven állítják össze, amely érthető az operációs eszköz számára, és számos funkciót lát el, mint pl. Összeadás, osztás, szorzás, hordozáshoz mozgatás és sok más. Még bonyolultabb is elvégezhető ezeken a mikroprocesszorokon keresztül.

Mérnöki alkalmazások

A mikroprocesszort használó alkalmazások forgalomirányító eszközökben, rendszerkiszolgálókon, orvosi berendezésekben, feldolgozó rendszerekben, felvonókban, hatalmas gépekben, védelmi rendszerekben, vizsgálati területeken vannak, és néhány zárrendszerben vannak automatikus be- és kilépések.

Orvosi tartomány

Az orvosi iparban a mikroprocesszorokat elsősorban az inzulinpumpa használja, ahol a mikroprocesszor szabályozza ezt az eszközt. Számos olyan funkciót működtet, mint a számítások tárolása, a bioszenzoroktól kapott információk feldolgozása és az eredmények vizsgálata.

Kommunikáció

• A kommunikációs területen a telefonos ipar a legfontosabb és fokozóbb. Itt a mikroprocesszorokat használják a digitális telefonos rendszerekben, modemekben, adatkábelekben, telefonközpontokban és még sok másban.
• A mikroprocesszor alkalmazása a műholdas rendszerben, a TV lehetővé tette a telekonferencia lehetőségét is.
• Még a légitársaságok és a vasúti regisztrációs rendszerek esetében is mikroprocesszorokat használnak. LAN és WAN hálózatok a vertikális adatok kommunikációjának létrehozására a számítógépes rendszerek között.

Elektronika

A számítógép agya a mikroprocesszorok technológiája. Ezeket a különféle típusú rendszerekben valósítják meg, például a mikroszámítógépekben a szuperszámítógépek köréig. A szerencsejáték-iparban számos játék útmutatót fejlesztenek ki egy mikroprocesszor használatával.

A televíziók, az Ipad, a virtuális vezérlők még ezeket a mikroprocesszorokat is tartalmazzák, hogy bonyolult utasításokat és funkciókat hajtsanak végre.

Így mindez a 8085 mikroprocesszoros architektúráról szól. Végül a fenti információk alapján arra következtethetünk 8085 mikroprocesszor jellemzői ez egy 8 bites mikroprocesszor, 40 tűs zárt, + 5V tápfeszültséget használ a működéshez. Ez áll a 16 bites veremmutatóból és programszámlálóból, valamint 74 utasítási halmazból és még sok másból. Itt van egy kérdés az Ön számára, mi az 8085 mikroprocesszor szimulátor ?