8085-mikroprosessoriarkkitehtuuri: työskentely ja sen sovellukset

Ensimmäinen integroidun piirin keksintö oli vuonna 1959, ja se muistutti mikroprosessoreiden historiaa. Ja ensimmäinen keksitty mikroprosessori oli Intel 4004 vuonna 1971. Sitä kutsutaan jopa keskusyksiköksi (CPU), jossa yhdelle sirulle on integroitu useita tietokoneiden oheislaitteiden komponentteja. Tämä sisältää rekistereitä, ohjausväylän, kellon, ALU: n, ohjausosan ja muistiyksikön. Monien sukupolvien ohi mikroprosessorin nykyinen sukupolvi pystyi suorittamaan suuria laskennallisia tehtäviä, jotka käyttävät myös 64-bittisiä prosessoreita. Tämä on lyhyt arvio mikroprosessoreista, ja yksi tyyppi, josta aiomme keskustella tänään, on 8085-mikroprosessoriarkkitehtuuri.

Mikä on 8085-mikroprosessori?

Yleensä 8085 on 8-bittinen mikroprosessori, ja Intel-tiimi lanseerasi sen vuonna 1976 NMOS-tekniikan avulla. Tämä prosessori on mikroprosessorin päivitetty versio. Kokoonpanot 8085 mikroprosessori sisältää pääasiassa dataväylä-8-bittinen, osoiteväylä-16-bittinen, ohjelmalaskuri -16-bittinen, pinon osoitin-16-bittinen, rekisteröi 8-bittisen + 5 V: n jännitesyötön ja toimii 3,2 MHz: n yhden segmentin CLK: lla. 8085-mikroprosessorin sovellukset liittyvät mikroaaltouuneihin, pesukoneisiin, laitteisiin jne 8085-mikroprosessorin ominaisuudet ovat seuraavat:

• Tämä mikroprosessori on 8-bittinen laite, joka vastaanottaa, käyttää tai tuottaa 8-bittistä tietoa samanaikaisesti.
• Prosessori koostuu 16- ja 8-bittisistä osoite- ja tietolinjoista, joten laitteen kapasiteetti on 2¹⁶mikä on 64 kt muistia.
• Tämä on rakennettu yhdestä NMOS-sirulaitteesta ja siinä on 6200 transistoria
• Yhteensä 246 toimintakoodia ja 80 ohjetta on läsnä
• Koska 8085-mikroprosessorissa on 8-bittiset sisääntulo- / lähtöosarivit, sillä on kyky osoittaa 2⁸= 256 tulo- ja lähtöporttia.
• Tämä mikroprosessori on saatavana DIP-pakkauksessa, jossa on 40 nastaa
• Siirtääkseen valtavia tietoja I / O-muistista ja muistista I / O-prosessori jakaa väylänsä DMA-ohjaimen kanssa.
• Sillä on lähestymistapa, jossa se voi parantaa keskeytysten käsittelymekanismia
• 8085-prosessoria voidaan käyttää myös kolmen sirun mikrotietokoneena IC 8355- ja IC 8155 -piirien tuella.
• Siinä on sisäinen kellogeneraattori
• Se toimii kellosyklillä, jonka käyttöjakso on 50%

8085-mikroprosessoriarkkitehtuuri

8085-mikroprosessorin arkkitehtuuri sisältää pääasiassa ajoitus- ja ohjausyksikön, aritmeettisen ja logiikkayksikön, dekooderi, komentorekisteri, keskeytysohjaus, rekisteriryhmä, sarjaliitännän / lähdön hallinta Tärkein osa mikroprosessorista on keskusyksikkö.

8085 Arkkitehtuuri

8085-mikroprosessorin käyttö

ALU: n päätoiminto on sekä aritmeettinen että looginen, joka sisältää yhteenlaskun, lisäyksen, vähennyksen, vähennyksen, loogiset operaatiot, kuten AND, OR, Ex-OR , täydennys, arviointi, vasen vai oikea. Sekä väliaikaisia ​​rekistereitä että akkuja käytetään tietojen pitämiseen koko operaation ajan, jolloin tulos tallennetaan varastoon. Eri liput järjestetään tai järjestetään uudelleen operaation lopputuloksen perusteella.

Lippurekisterit

Lippurekisterit mikroprosessori 8085 luokitellaan viiteen tyyppiin, nimittäin merkki, nolla, apukuljetus, pariteetti ja kantokyky. Tämäntyyppisille lipuille varatut bittiasemat. Kun merkittävimmän bitin (D7) tulos on yksi, ALU: n toiminnan jälkeen järjestetään merkkilippu. Kun ALU-tuloksen toiminta on nolla, nollaliput asetetaan. Kun tulos ei ole nolla, nollaliput nollataan.

8085 Mikroprosessorilippurekisterit

Aritmeettisessa prosessissa aina kun kantoa tuotetaan pienemmällä napostuksella, asetetaan aputyyppinen kantolippu. Kun tulos on parillinen luku ALU-operaation jälkeen, pariteettilippu asetetaan tai muuten se nollataan. Kun aritmeettinen prosessin lopputulos kantamisessa, sitten kantolippu asetetaan tai muuten se nollataan. Viiden tyyppisen lipun välissä käytetään AC-tyyppistä lippua sisäpuolella, joka on tarkoitettu BCD-aritmeettiseen käyttöön, ja jäljellä olevia neljää lippua käytetään kehittäjän kanssa varmistaakseen prosessin lopputuloksen olosuhteet.

Ohjaus- ja ajoitusyksikkö

Ohjaus- ja ajoitusyksikkö koordinoi kaikki mikroprosessorin kellon toiminnot ja antaa ohjaussignaalit, joita tarvitaan viestintä mikroprosessorin ja oheislaitteiden joukossa.

Dekooderi- ja käyttörekisteri
Koska tilauksesta saadaan muistista sen jälkeen, se sijaitsee käskyrekisterissä ja koodataan ja dekoodataan eri laitekiertoihin.

Rekisteröi taulukko

Ohjelmoitava yleiskäyttöön rekisterit luokitellaan useaan tyyppiin lukuun ottamatta akkua, kuten B, C, D, E, H ja L. Näitä käytetään 8-bittisinä rekistereinä, jotka on muuten kytketty varastamaan 16-bittinen data. Sallitut parit ovat BC, DE ja HL, ja prosessorissa käytetään lyhytaikaisia ​​W & Z-rekistereitä, eikä sitä voida käyttää kehittäjän kanssa.

Erityiskäyttöön tarkoitetut rekisterit

Nämä rekisterit luokitellaan neljään tyyppiin, nimittäin ohjelmalaskuri, pinoosoitin, lisäys- tai vähennysrekisteri, osoitepuskuri tai datapuskuri.

Ohjelmalaskuri

Tämä on ensimmäisen tyyppinen erityiskäyttöinen rekisteri, ja se katsoo, että käskyn suorittaa mikroprosessori. Kun ALU on suorittanut käskyn, mikroprosessori etsii muita suoritettavia ohjeita. Siten tulee vaatia seuraavan suoritettavan käskyosoitteen pitämistä ajan säästämiseksi. Mikroprosessori lisää ohjelmaa, kun käsky suoritetaan, joten ohjelman vastapiste seuraavaan käskymuistiosoitteeseen suoritetaan…

Pinoosoitin vuonna 8085

SP tai pinoosoitin on 16-bittinen rekisteri ja toimii samanlaisena kuin pino, jota jatkuvasti kasvatetaan tai pienennetään kahdella push- ja pop-prosessissa.

Lisä- tai vähennysrekisteri

8-bittistä rekisterisisältöä tai muuten muistipaikkaa voidaan lisätä tai vähentää yhdellä. 16-bittinen rekisteri on hyödyllinen ohjelman lisäämiseen tai vähentämiseen laskurit sekä pinota osoitinrekisterin sisältö yhdellä. Tämä toiminto voidaan suorittaa mille tahansa muistipaikalle tai mille tahansa rekisterille.

Osoite-puskuri ja osoite-data-puskuri

Osoitepuskuri tallentaa kopioidut tiedot muistista suoritusta varten. Muisti- ja I / O-sirut liitetään näihin väyliin, jolloin keskusyksikkö voi korvata ensisijaisen tiedon I / O-siruilla ja muistilla.

Osoiteväylä ja tietoväylä

Tietoväylä on hyödyllinen varastoitavien asiaankuuluvien tietojen siirtämisessä. Se on kaksisuuntainen, mutta osoiteväylä osoittaa sijainnin siitä, mihin se on tallennettava, ja se on yksisuuntainen, hyödyllinen tiedon lähettämiseen sekä osoitteen syöttö- / tulostuslaitteisiin.

Ajoitus- ja ohjausyksikkö

Ajoitus- ja ohjausyksikköä voidaan käyttää toimittamaan signaali 8085-mikroprosessoriarkkitehtuurille tiettyjen prosessien saavuttamiseksi. Ajoitus- ja ohjausyksiköitä käytetään sekä sisäisten että ulkoisten piirien ohjaamiseen. Nämä on luokiteltu neljään tyyppiin, nimittäin ohjausyksiköihin, kuten RD 'ALE, VALMIS, WR', tilayksiköihin, kuten S0, S1 ja IO / M ', DM: ään, kuten HLDA, ja HOLD-yksiköihin, RESET-yksiköihin, kuten RST-IN ja RST-OUT .

Pin-kaavio

Tämä 8085 on 40-napainen mikroprosessori, jossa ne on luokiteltu seitsemään ryhmään. Alla olevan 8085 mikroprosessorin tappi-kaavion avulla toiminnot ja tarkoitus voidaan tunnistaa helposti.

8085-nastakaavio

Tietoväylä

Tapit 12 - 17 ovat dataväylänastoja, jotka ovat AD₀- TO₇, tämä sisältää vähäisen huomattavan 8-bittisen data- ja osoiteväylän.

Osoiteväylä

Tapit 21 - 28 ovat dataväylänastoja, jotka ovat A₈- TO_viisitoista, tämä sisältää merkittävimmän 8-bittisen data- ja osoiteväylän.

Tila ja ohjaussignaalit

Operaation käyttäytymisen selvittämiseksi nämä signaalit otetaan pääasiassa huomioon. 8085-laitteissa on 3 ohjaus- ja tilasignaalia.

RD - Tätä signaalia käytetään READ-toiminnan säätämiseen. Kun tappi siirtyy matalalle, se tarkoittaa, että valittu muisti on luettu.

WR - Tätä signaalia käytetään WRITE-toiminnan säätämiseen. Kun tappi siirtyy matalalle, se tarkoittaa, että tietoväyläinformaatio kirjoitetaan valittuun muistipaikkaan.

MUTTA - ALE vastaa Address Latch Enable -signaalia. ALE-signaali on korkea koneen ensimmäisen kellojakson aikana, mikä antaa osoitteen viimeisille 8 bitille mahdollisuuden lukita muistiin tai ulkoiseen salpaan.

OLEN - Tämä on tilasignaali, joka tunnistaa, annetaanko osoite I / O: lle vai muistilaitteille.

VALMIS - Tätä tapia käytetään määrittämään, pystyykö oheislaite siirtämään tietoja vai ei. Kun tämä tappi on korkea, se siirtää dataa ja jos tämä on matala, mikroprosessorilaitteen on odotettava, kunnes tappi menee korkeaan tilaan.

S₀ja S₁ nastat - Nämä nastat ovat tilasignaaleja, jotka määrittelevät alla olevat toiminnot, ja ne ovat:

Kellosignaalit

CLK - Tämä on lähtösignaali, joka on nasta 37. Tätä käytetään myös muissa digitaalisissa integroiduissa piireissä. Kellosignaalin taajuus on samanlainen kuin prosessorin taajuus.

X1 ja X2 - Nämä ovat tulosignaaleja nastoissa 1 ja 2. Näillä nastoilla on yhteydet ulkoiseen oskillaattoriin, joka käyttää laitteen sisäistä piirijärjestelmää. Näitä nastoja käytetään mikroprosessorin toiminnalle tarvittavan kellon luomiseen.

Nollaa signaalit

Nollausnastoja on kaksi, jotka ovat Nollaa ja Nollaa nastoissa 3 ja 36.

NOLLAA - Tämä tappi tarkoittaa ohjelmalaskurin nollaamista. Lisäksi tämä tappi nollaa HLDA-varvastossut ja IE-nastat. Ohjausyksikkö on nollaus tilassa, kunnes RESET ei käynnisty.

NOLLAA UUDELLEEN - Tämä tappi tarkoittaa, että keskusyksikkö on nollaustilassa.

Sarja sisään- / ulostulosignaalit

SID - Tämä on sarjasisääntulotietolinjan signaali. Tällä päivämäärällä olevat tiedot otetaan 7^thbitti ACC: stä, kun RIM-toiminto suoritetaan.

SOD - Tämä on sarjalähtödatalinjan signaali. ACC: n 7^thbitti on lähtö SOD-tietorivillä, kun SIIM-toiminto suoritetaan.

Ulkoisesti aloitetut ja keskeyttävät signaalit

HLDA - Tämä on HOLD-kuittauksen signaali, joka tarkoittaa vastaanotettua HOLD-pyynnön signaalia. Kun pyyntö poistetaan, tappi menee matalaan tilaan. Tämä on ulostulotappi.

PITÄÄ - Tämä tappi osoittaa, että toisen laitteen on käytettävä dataa ja osoiteväyliä. Tämä on tulotappi.

INTA - Tämä tappi on keskeytysvahvistus, jonka mikroprosessorilaite ohjaa INTR-nastan vastaanottamisen jälkeen. Tämä on ulostulotappi.

SISÄÄN - Tämä on keskeytyspyynnön signaali. Sillä on vähäinen prioriteetti verrattuna muihin keskeytyssignaaleihin.

TRAP, RST 5,5, 6,5, 7,5 - Nämä kaikki ovat tulon keskeytysnastoja. Kun jokin keskeytystapista tunnistetaan, seuraava signaali on toiminut vakion sijainnista muistissa alla olevan taulukon perusteella:

Näiden keskeytyssignaalien prioriteettiluettelo on

TRAP - Korkein

RST 7,5 - korkea

RST 6,5 - keskitaso

RST 5,5 - matala

INTR - alin

Virtalähteen signaalit ovat Vcc ja Vss jotka ovat + 5 V ja maadoitetut nastat.

8085 Mikroprosessorin keskeytys

8085-mikroprosessorin ajoituskaavio

Aikakaavio on sopivin tapa ymmärtää mikroprosessorin toiminta ja suorituskyky selkeästi. Ajoituskaavion avulla on helppo tietää järjestelmän toiminnot, jokaisen käskyn ja suorituksen yksityiskohtaiset toiminnot ja muut. Ajoituskaavio on graafinen esitys ohjeista, jotka vastaavat aikaa. Tämä tarkoittaa kellojaksoa, ajanjaksoa, tietoväylää, toimintatyyppiä, kuten RD / WR / tila, ja kellojaksoa.

8085-mikroprosessoriarkkitehtuurissa tarkastelemme tässä I / O RD: n, I / O WR: n, memory RD: n, memory WR: n ja opcode-haun ajoituskaavioita.

Opcode Hae

Ajoituskaavio on:

Opcode Hae 8085-mikroprosessorista

I / O-luku

Ajoituskaavio on:

Syötetty luku

I / O-kirjoitus

Ajoituskaavio on:

Syötä kirjoitus

Muisti luettu

Ajoituskaavio on:

Muisti luettu

Muistikirjoitus

Ajoituskaavio on:

Muisti Kirjoita 8085-mikroprosessorilla

Kaikissa näissä ajoituskaavioissa yleisesti käytetyt termit ovat:

RD - Kun se on korkea, tämä tarkoittaa, että mikroprosessori ei lue tietoja, tai kun se on alhainen, tämä tarkoittaa, että mikroprosessori lukee tietoja.

WR - Kun se on korkea, tämä tarkoittaa, että mikroprosessori ei kirjoita tietoja tai kun se on alhainen, se tarkoittaa, että mikroprosessori kirjoittaa tietoja.

OLEN - Kun se on korkea, se tarkoittaa, että laite suorittaa I / O-toiminnon, tai kun se on alhainen, tämä tarkoittaa, että mikroprosessori suorittaa muistitoiminnon.

MUTTA - Tämä signaali tarkoittaa voimassa olevan osoitteen saatavuutta. Kun signaali on korkea, se toimii osoiteväylänä tai kun se on matala, se toimii tietoväylänä.

S0 ja S1 - Osoittaa käynnissä olevaa konekiertoa.

Harkitse seuraavaa taulukkoa:

8085 Mikroprosessorin ohjesarja

ohjesarja 8085 mikroprosessoriarkkitehtuuri ei ole muuta kuin käskykoodit, joita käytetään tarkan tehtävän saavuttamiseen, ja käskysarjat luokitellaan erityyppisiin nimittäin ohjaus-, loogiset, haarautumis-, aritmeettiset ja tiedonsiirto-ohjeet.

8085: n osoitustilat

Osoitemoodit 8085 mikroprosessoria voidaan määritellä näiden tilojen tarjoamista komennoista, joita käytetään merkitsemään tietoa eri muodoissa muuttamatta sisältöä. Nämä luokitellaan viiteen ryhmään, nimittäin välittömät, rekisteröidyt, suorat, epäsuorat ja implisiittiset osoitetilat.

Välitön osoitetila

Tässä lähdeoperandi on tieto. Kun tiedot ovat 8-bittisiä, käsky on 2 tavua. Tai jos muutoin tiedot ovat 16-bittisiä, käsky on 3 tavua.

Harkitse seuraavia esimerkkejä:

MVI B 60 - Se tarkoittaa 60H-päivämäärän siirtämistä nopeasti B-rekisteriin

JMP-osoite - Se tarkoittaa operandiosoitteen nopeaa hyppäämistä

Rekisteröi osoitetila

Tällöin käytettävä informaatio on läsnä rekistereissä ja operandit ovat rekistereitä. Joten toiminta tapahtuu mikroprosessorin useissa rekistereissä.

Harkitse seuraavia esimerkkejä:

INR B - Se merkitsee rekisterin B sisällön lisäämistä yhdellä bitillä

MOV A, B - Se tarkoittaa sisällön siirtämistä rekisteristä B kohtaan A

LISÄÄ B - Se tarkoittaa, että rekisteri A ja rekisteri B lisätään ja kasautuu lähtö A: han

JMP-osoite - Se tarkoittaa operandiosoitteen nopeaa hyppäämistä

Suora osoitetila

Tässä käytettävä informaatio on muistipaikassa, ja operandia pidetään suoraan muistipaikkana.

Harkitse seuraavia esimerkkejä:

LDA 2100 - Se tarkoittaa muistin sijaintisisällön lataamista varaajaan A

IN 35 - Se tarkoittaa tietojen lukemista satamasta, jolla on osoite 35

Epäsuora osoitetila

Tässä operoitava informaatio on muistipaikassa, ja operandia pidetään epäsuorasti rekisteriparina.

Harkitse seuraavia esimerkkejä:

LDAX B - Se tarkoittaa B-C-rekisterin sisällön siirtämistä akkuun
LXIH 9570 - Se tarkoittaa välittömän H-L-parin lataamista sijainnin 9570 osoitteen kanssa

Implisiittinen osoitetila

Tässä operandi on piilotettu ja operoitava tieto on itse tiedoissa.

Esimerkkejä ovat:

RRC - Pyörivän varaajan A oikea asento yhdellä bitillä

RLC - Pyörivän varaajan A vasen asento yhdellä bitillä

Sovellukset

Mikroprosessorilaitteiden kehityksen myötä monien ihmisten elämässä tapahtui valtava siirtymä ja vaihto useilla toimialoilla ja kaikilla aloilla. Koska laitteen kustannustehokkuus, minimaalinen paino ja minimitehon käyttö, nämä mikroprosessorit ovat nykyään valtavasti käytössä. Harkitse tänään 8085-mikroprosessoriarkkitehtuurin sovellukset .

Koska 8085-mikroprosessoriarkkitehtuuri sisältyy opasjoukkoon, jossa on useita perusohjeita, kuten Jump, Add, Sub, Move ja muut. Tämän ohjesarjan avulla ohjeet koostetaan ohjelmointikielellä, jonka käyttölaite ymmärtää ja joka suorittaa lukuisia toimintoja, kuten lisäys, jakaminen, kertolasku, siirtämiseen siirtäminen ja monet. Vielä monimutkaisempi voidaan tehdä myös näiden mikroprosessorien kautta.

Suunnittelusovellukset

Mikroprosessoria käyttävät sovellukset ovat liikenteenhallintalaitteissa, järjestelmäpalvelimissa, lääketieteellisissä laitteissa, prosessointijärjestelmissä, hisseissä, valtavissa koneissa, suojausjärjestelmissä, tutkinta-alueella ja harvoissa lukitusjärjestelmissä niillä on automaattinen sisään- ja uloskäynti.

Lääketieteellinen alue

Mikroprosessoreiden eniten käyttöä lääketieteellisessä teollisuudessa käytetään insuliinipumpussa, jossa mikroprosessori säätelee tätä laitetta. Siinä on useita toimintoja, kuten laskelmien tallennus, biosensoreilta saatujen tietojen käsittely ja tulosten tutkiminen.

Viestintä

• Viestintäalalla puhelintoiminta on myös tärkeintä ja parantavaa. Täällä mikroprosessoreita tullaan käyttämään digitaalisissa puhelinjärjestelmissä, modeemeissa, datakaapeleissa, puhelinkeskuksissa ja monissa muissa.
• Mikroprosessorin käyttö satelliittijärjestelmässä, TV on mahdollistanut myös puhelinneuvottelut.
• Jopa lentoyhtiöiden ja rautateiden rekisteröintijärjestelmissä käytetään mikroprosessoreita. LAN- ja WAN-verkot pystysuoran datan viestinnän luomiseksi tietokonejärjestelmissä.

Elektroniikka

Tietokoneen aivot ovat mikroprosessoreiden tekniikkaa. Nämä toteutetaan erityyppisissä järjestelmissä, kuten mikrotietokoneissa supertietokoneiden valikoimaan. Pelialalla monet pelikäyttöohjeet on kehitetty käyttämällä mikroprosessoria.

Televisiot, Ipad, virtuaaliset ohjaimet käsittävät jopa nämä mikroprosessorit monimutkaisten ohjeiden ja toimintojen suorittamiseksi.

Näin ollen kyse on 8085-mikroprosessoriarkkitehtuurista. Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä 8085-mikroprosessorin ominaisuudet onko se 8-bittinen mikroprosessori, joka on suljettu 40-napaisella, käyttää + 5 V: n syöttöjännitettä toimintaan. Se koostuu 16-bittisestä pinon osoittimesta ja ohjelmalaskurista, 74-käskysarjoista ja monista muista. Tässä on kysymys sinulle, mikä on 8085-mikroprosessorisimulaattori ?