Микропроцесорната архитектура 8085: Работа и нейните приложения

Първото изобретение на интегралната схема е през 1959 г. и това отбелязва историята на микропроцесорите. И първият микропроцесор, който е изобретен, е Intel 4004 през 1971 г. Той дори се нарича централен процесор (CPU), където множество компютърни периферни компоненти са интегрирани в един чип. Това включва регистри, контролна шина, часовник, ALU, контролна секция и блок памет. Преминавайки много поколения, сегашното поколение на микропроцесора успя да изпълнява високи изчислителни задачи, които също използват 64-битови процесори. Това е кратка оценка на микропроцесорите и един вид, който ще обсъдим днес, е микропроцесорната архитектура 8085.

Какво представлява микропроцесорът 8085?

Като цяло 8085 е 8-битов микропроцесор, и беше стартиран от екипа на Intel през 1976 г. с помощта на технологията NMOS. Този процесор е актуализираната версия на микропроцесора. Конфигурациите на 8085 микропроцесор включват главно шина за данни-8-битова, адресна шина-16 бита, брояч на програми -16-битов, стек указател-16 бит, регистрира 8-битово, + 5V захранващо напрежение и работи при 3.2 MHz CLK на един сегмент. Приложенията на микропроцесора 8085 участват в микровълнови печки, перални машини, приспособления и др характеристики на микропроцесора 8085 са както по-долу:

• Този микропроцесор е 8-битово устройство, което приема, работи или извежда 8-битова информация едновременно.
• Процесорът се състои от 16-битови и 8-битови адреси и линии за данни и така капацитетът на устройството е 2^16.което е 64KB памет.
• Той е изграден от едно NMOS чип устройство и има 6200 транзистора
• Налице са общо 246 оперативни кода и 80 инструкции
• Тъй като микропроцесорът 8085 има 8-битови входни / изходни адресни линии, той има способността да адресира 2⁸= 256 входни и изходни порта.
• Този микропроцесор се предлага в DIP пакет от 40 пина
• За да прехвърли огромна информация от I / O към паметта и от паметта към I / O, процесорът споделя своята шина с DMA контролера.
• Той има подход, при който може да подобри механизма за обработка на прекъсванията
• Процесорът 8085 може дори да работи като микрочипър с три чипа, използвайки поддръжката на схеми IC 8355 и IC 8155.
• Има вътрешен генератор на часовник
• Той функционира на тактов цикъл с работен цикъл 50%

Микропроцесорна архитектура 8085

Архитектурата на микропроцесора 8085 включва основно блок за синхронизация и управление, аритметичен и логически блок, декодер, регистър с инструкции, контрол на прекъсванията, масив от регистър, сериен контрол на входа / изхода. Най-важната част на микропроцесора е централният процесор.

8085 Архитектура

Операции на микропроцесора 8085

Основната операция на ALU е както аритметична, така и логическа, което включва събиране, нарастване, изваждане, намаляване, логически операции като AND, OR, Ex-OR , допълнение, оценка, лява смяна или дясна смяна. Както временните регистри, така и акумулаторите се използват за задържане на информацията по време на операциите, след което резултатът ще се съхранява в акумулатора. Различните флагове са подредени или пренаредени въз основа на резултата от операцията.

Регистрационни знамена

Регистрите на знамето на микропроцесор 8085 са класифицирани в пет вида, а именно знак, нула, спомагателно пренасяне, паритет и пренасяне. Позициите на бита, заделени за този тип флагове. След операцията на ALU, когато резултатът от най-значимия бит (D7) е един, тогава флагът на знака ще бъде подреден. Когато работата на резултата от ALU е нула, тогава ще бъдат зададени нулевите флагове. Когато резултатът не е нула, тогава нулевите флагове ще бъдат нулирани.

8085 Микропроцесорни регистрационни знамена

В аритметичен процес, всеки път, когато се произвежда пренасяне с по-малкото хапване, тогава ще бъде зададен флаг за спомагателен тип пренасяне. След ALU операция, когато резултатът има четно число, флагът за паритет ще бъде зададен, или в противен случай той ще бъде нулиран. Когато резултатът от аритметичен процес в пренасяне, тогава флагът за пренасяне ще бъде зададен или ще бъде нулиран. Между петте типа флагове, флагът тип AC се използва от вътрешната страна, предназначен за BCD аритметика, както и останалите четири флага се използват с разработчика, за да се гарантират условията на резултата от процеса.

Блок за управление и синхронизация

Блокът за управление и синхронизация се координира с всички действия на микропроцесора от часовника и дава контролните сигнали, необходими за комуникация сред микропроцесора, както и периферните устройства.

Декодер и регистър с инструкции
Тъй като се получава поръчка от паметта, след това тя се намира в регистъра с инструкции и се кодира и декодира в различни цикли на устройството.

Регистрирайте масив

Програмируемо с общо предназначение регистрите се класифицират в няколко вида освен акумулатора като B, C, D, E, H, & L. Те се използват като 8-битови регистри, иначе свързани в съхранение на 16 бита данни. Разрешените двойки са BC, DE & HL, а краткосрочните W & Z регистри се използват в процесора и той не може да се използва с разработчика.

Регистри със специално предназначение

Тези регистри се класифицират в четири типа, а именно брояч на програми, указател на стека, регистър за увеличаване или намаляване, адресен буфер или буфер за данни.

Брояч на програми

Това е първият тип регистър със специално предназначение и счита, че инструкцията се изпълнява от микропроцесора. Когато ALU завърши изпълнението на инструкцията, тогава микропроцесорът търси други инструкции, които трябва да бъдат изпълнени. По този начин ще има изискване за задържане на следващия адрес с инструкции, който да се изпълни, за да се спести време. Микропроцесорът увеличава програмата, когато се изпълнява инструкция, поради което ще бъде изпълнено противоположното положение на програмата към следващия адрес в паметта на инструкциите ...

Показалец на стека през 8085 г.

Показалецът SP или стек е 16-битов регистър и функционира подобно на стека, който непрекъснато се увеличава или намалява с две по време на push и pop процесите.

Регистър за увеличаване или намаляване

Съдържанието на 8-битовия регистър или иначе позиция на паметта може да бъде увеличена или намалена с едно. 16-битовият регистър е полезен за увеличаване или намаляване на програмата броячи както и съдържание на регистър на указателя на стека с такъв. Тази операция може да се извърши на всяка позиция в паметта или всякакъв вид регистър.

Адрес-буфер и адрес-буфер за данни

Адресният буфер съхранява копираната информация от паметта за изпълнение. Паметта и I / O чиповете са свързани с тези шини, след което CPU може да замени предпочитаните данни от I / O чипове и паметта.

Адресна шина и шина за данни

Шината за данни е полезна при носенето на свързаната информация, която трябва да се запаси. Той е двупосочен, но адресната шина показва позицията къде трябва да се съхранява и е еднопосочна, полезна за предаване на информацията, както и устройства за въвеждане / извеждане на адреси.

Уред за синхронизация и управление

Устройството за синхронизация и управление може да се използва за подаване на сигнал към микропроцесорната архитектура 8085 за постигане на конкретните процеси. Блоковете за синхронизация и управление се използват за управление на вътрешните, както и на външните вериги. Те са класифицирани в четири типа, а именно контролни блокове като RD 'ALE, READY, WR', състояния като S0, S1 и IO / M ', DM като HLDA и HOLD единица, RESET единици като RST-IN и RST-OUT .

Pin диаграма

Този 8085 е 40-пинов микропроцесор, където те са категоризирани в седем групи. С долната диаграма на микропроцесора на микропроцесори 8085 функционалността и предназначението могат да бъдат известни лесно.

8085 ПИН диаграма

Шина за данни

Пиновете от 12 до 17 са щифтовете за шина за данни, които са AD₀- ДА СЕ₇, това носи минималната значителна 8-битова шина за данни и адреси.

Адресна шина

Пиновете от 21 до 28 са щифтовете на шината за данни, които са A₈- ДА СЕ_{петнадесет}, това носи най-значителната 8-битова шина за данни и адреси.

Състояние и контролни сигнали

За да се установи поведението на операцията, тези сигнали се разглеждат главно. В устройствата 8085 има по 3 сигнала за управление и състояние.

RD - Това е сигналът, използван за регулиране на операцията READ. Когато щифтът се премести в ниско, това означава, че избраната памет се чете.

WR - Това е сигналът, използван за регулиране на операцията WRITE. Когато щифтът се премести в ниско, това означава, че информацията за шината за данни се записва в избраното място на паметта.

НО - ALE съответства на сигнала за разрешаване на адресно заключване. Сигналът ALE е висок по време на първоначалния тактов цикъл на машината и това позволява на последните 8 бита от адреса да се фиксират с паметта или външното заключване.

АЗ СЪМ - Това е сигналът за състояние, който разпознава дали адресът трябва да бъде разпределен за I / O или за устройства с памет.

ГОТОВ - Този щифт се използва за определяне дали периферното устройство може да прехвърля информация или не. Когато този пин е висок, той прехвърля данни и ако този е нисък, микропроцесорното устройство трябва да изчака, докато пинът премине в високо състояние.

С₀и S₁ щифтове - тези щифтове са сигналите за състояние, които определят следните операции и това са:

Сигнали на часовника

CLK - Това е изходният сигнал, който е пин 37. Той се използва дори в други цифрови интегрални схеми. Честотата на тактовия сигнал е подобна на честотата на процесора.

X1 и X2 - Това са входните сигнали на щифтове 1 и 2. Тези щифтове имат връзки с външния генератор, който управлява системата с вътрешни схеми на устройството. Тези щифтове се използват за генериране на часовника, който е необходим за функционалността на микропроцесора.

Нулиране на сигналите

Има два щифта за нулиране, които са Reset In и Reset Out на щифтове 3 и 36.

НУЛИРАНЕ В - Този щифт означава нулиране на програмния брояч. Също така този щифт нулира HLDA джапанките и IE щифтовете. Устройството за обработка на управление ще бъде в състояние на нулиране, докато RESET не се задейства.

НУЛИРАНЕ - Този щифт означава, че процесорът е в състояние за нулиране.

Серийни входни / изходни сигнали

SID - Това е серийният входен линеен сигнал. Информацията, която е на тази дата, е взета в 7^тибит от ACC, когато се изпълнява функционалността RIM.

СОД - Това е серийният изходен линеен сигнал. ACC’s 7^тибит е изходът на линията за данни SOD, когато се изпълнява функцията SIIM.

Външно инициирани и прекъсва сигнали

HLDA - Това е сигналът за потвърждение HOLD, който означава получения сигнал за HOLD заявка. Когато заявката бъде премахната, щифтът преминава в ниско състояние. Това е изходният щифт.

ДЪРЖАЙТЕ - Този щифт показва, че другото устройство има нужда да използва шини за данни и адреси. Това е входният щифт.

ИНТА - Този щифт е потвърждение за прекъсване, което се насочва от микропроцесорното устройство след получаване на пина INTR. Това е изходният щифт.

IN - Това е сигналът за заявка за прекъсване. Той има минимален приоритет в сравнение с други сигнали за прекъсване.

ТРАП, RST 5,5, 6,5, 7,5 - Всичко това са входните щифтове за прекъсване. Когато някой от прекъсващите щифтове бъде разпознат, тогава следващият сигнал е функционирал от постоянната позиция в паметта въз основа на таблицата по-долу:

Списъкът с приоритети на тези сигнали за прекъсване е

КАПАН - Най-висок

RST 7.5 - Висока

RST 6.5 - Среден

RST 5.5 - Ниско

INTR - най-ниска

Сигналите за захранване са Vcc и Vss които са + 5V и заземени щифтове.

8085 Микропроцесорно прекъсване

Диаграма на времето на микропроцесор 8085

За да се разбере ясно работата и работата на микропроцесора, времевата диаграма е най-подходящият подход. Използвайки времевата диаграма, е лесно да се знае функционалността на системата, подробната функционалност на всяка инструкция и изпълнение и други. Диаграмата за време е графичното изображение на инструкциите, стъпки, съответстващи на времето. Това означава цикъла на часовника, периода от време, шината за данни, типа операция като RD / WR / Статус и цикъла на часовника.

В микропроцесорната архитектура 8085 тук ще разгледаме времевите диаграми на I / O RD, I / O WR, RD памет, WR памет и извличане на opcode.

Извличане на Opcode

Времевата диаграма е:

Извличане на Opcode в микропроцесор 8085

I / O четене

Времевата диаграма е:

Четене на входа

I / O запис

Времевата диаграма е:

Въвеждане на запис

Четене на паметта

Времевата диаграма е:

Четене на паметта

Запис в паметта

Времевата диаграма е:

Запис в паметта в микропроцесор 8085

За всички тези времеви диаграми често използваните термини са:

RD - Когато е висока, това означава, че микропроцесорът не чете данни, или когато е ниска, това означава, че микропроцесорът чете данни.

WR - Когато е висока, това означава, че микропроцесорът не записва данни, или когато е ниска, това означава, че микропроцесорът записва данни.

АЗ СЪМ - Когато е висока, това означава, че устройството извършва операция I / O, или когато е ниска, това означава, че микропроцесорът извършва операция с памет.

НО - Този сигнал предполага наличие на валиден адрес. Когато сигналът е висок, той се представя като адресна шина, или когато е нисък, се представя като шина за данни.

S0 и S1 - Показва вида на машинния цикъл, който е в ход.

Помислете за таблицата по-долу:

Комплект инструкции за микропроцесор 8085

The набор от инструкции 8085 микропроцесорната архитектура не е нищо друго, освен кодове с инструкции, използвани за постигане на точна задача, а наборите от инструкции са категоризирани в различни типове, а именно инструкции за управление, логическо, разклоняване, аритметика и пренос на данни.

Адресиране на режими от 8085

Режимите за адресиране на 8085 микропроцесори могат да бъдат дефинирани като команди, предлагани от тези режими, които се използват за обозначаване на информацията в различни форми, без да се променя съдържанието. Те се класифицират в пет групи, а именно режими на незабавен, регистър, директен, индиректен и подразбиращ се адрес.

Режим на незабавно адресиране

Тук изходният операнд е информацията. Когато информацията е 8-битова, тогава инструкцията е от 2 байта. Или ако информацията е от 16 бита, тогава инструкцията е от 3 байта.

Обмислете следните примери:

MVI B 60 - Това предполага бързо преместване на датата 60H в регистъра B

JMP адрес - Това означава бързо прескачане на адреса на операнда

Регистрирайте режим на адресиране

Тук информацията, която трябва да се използва, присъства в регистрите, а операндите са регистрите. И така, операцията се извършва в множество регистри на микропроцесора.

Обмислете следните примери:

INR B - Това предполага увеличаване на съдържанието на регистър B с един бит

MOV A, B - Това предполага преместване на съдържание от регистър B в A

ADD B - Това означава, че регистър A и регистър B се добавят и натрупват изхода в A

JMP адрес - Това означава бързо прескачане на адреса на операнда

Режим на директно адресиране

Тук информацията, която трябва да се управлява, присъства в местоположението на паметта и операндът се разглежда директно като място на паметта.

Обмислете следните примери:

LDA 2100 - Това предполага зареждане на съдържанието на местоположението на паметта в акумулатор А

IN 35 - Това предполага четене на информацията от порта, който има адрес 35

Режим на непряко адресиране

Тук информацията, която трябва да се управлява, присъства в мястото на паметта и операндът непряко се разглежда като двойка регистър.

Обмислете следните примери:

LDAX B - Това предполага преместване на съдържанието на B-C регистъра в акумулатора
LXIH 9570 - Това предполага зареждане на непосредствена двойка H-L с адреса на местоположението 9570

Режим на неявно адресиране

Тук операндът е скрит и информацията, която трябва да се използва, присъства в самите данни.

Примери за това са:

RRC - Означава въртящ се акумулатор А в правилната позиция с един бит

RLC - Подсказва въртящ се акумулатор А в ляво положение с един бит

Приложения

С развитието на микропроцесорните устройства настъпи огромен преход и промяна в живота на много хора в различни индустрии и области. Тъй като поради икономическата ефективност на устройството, минималното тегло и използването на минимум мощност, тези микропроцесори се използват в наши дни. Днес нека разгледаме приложения на микропроцесорната архитектура 8085 .

Тъй като микропроцесорната архитектура 8085 е включена в комплекта с инструкции, който има множество основни инструкции като Jump, Add, Sub, Move и други. С този набор от инструкции инструкциите са съставени на език за програмиране, който е разбираем за операционното устройство и изпълнява множество функционалности като събиране, разделяне, умножение, преместване за носене и много други. Още по-сложно може да се направи и чрез тези микропроцесори.

Инженерни приложения

Приложенията, които използват микропроцесор, са в устройство за управление на трафика, системни сървъри, медицинско оборудване, системи за обработка, асансьори, огромни машини, системи за защита, домейн за разследване и в няколко заключващи системи, които имат автоматично влизане и излизане.

Медицински домейн

Най-важното използване на микропроцесорите в медицинската индустрия е в инсулиновата помпа, където микропроцесорът регулира това устройство. Той управлява множество функционалности като съхранение на изчисления, обработка на информация, получена от биосензори, и изследване на резултатите.

Комуникация

• В областта на комуникациите телефонната индустрия също е най-важна и подобряваща се. Тук микропроцесорите влизат в употреба в цифрови телефонни системи, модеми, кабели за данни и в телефонни централи и много други.
• Прилагането на микропроцесора в сателитната система, TV е позволило и възможността за телеконференции.
• Дори в системите за регистрация на авиокомпании и железопътни линии се използват микропроцесори. LAN и WAN за установяване на комуникация на вертикални данни през компютърните системи.

Електроника

Мозъкът на компютъра е технологията на микропроцесорите. Те са внедрени в различните видове системи, като например в микрокомпютрите, в обхвата на суперкомпютрите. В игралната индустрия много на брой инструкции за игри са разработени с помощта на микропроцесор.

Телевизорите, Ipad, виртуалните контроли дори включват тези микропроцесори за изпълнение на сложни инструкции и функционалности.

По този начин става въпрос за 8085 микропроцесорна архитектура. От горната информация накрая можем да заключим, че 8085 микропроцесорни функции ако е 8-битов микропроцесор, затворен с 40 пина, използва + 5V захранващо напрежение за операцията. Състои се от 16-битов указател на стека и брояч на програми, и 74-набора от инструкции и много други. Ето един въпрос към вас, какво е 8085 микропроцесорен симулатор ?