8085 mikroprotsessori arhitektuur: töö ja selle rakendused

Esimene integraallülituse leiutis oli 1959. aastal ja sellega mälestati mikroprotsessorite ajalugu. Ja esimene leiutatud mikroprotsessor oli Intel 4004 aastal 1971. Seda nimetatakse isegi keskprotsessoriks (CPU), kus ühele kiibile on integreeritud mitu arvuti välisseadme komponenti. See hõlmab registreid, juhtsiini, kella, ALU-d, juhtsektsiooni ja mäluüksust. Paljude põlvkondade möödudes suutis mikroprotsessori praegune põlvkond täita suuri arvutusülesandeid, mis kasutavad ka 64-bitiseid protsessoreid. See on mikroprotsessorite lühike hinnang ja üks tüüp, mida täna arutame, on 8085 mikroprotsessori arhitektuur.

Mis on mikroprotsessor 8085?

Üldiselt on 8085 8-bitine mikroprotsessor, ja selle käivitas Inteli meeskond 1976. aastal NMOS-tehnoloogia abil. See protsessor on mikroprotsessori uuendatud versioon. Konfiguratsioonid 8085 mikroprotsessor sisaldavad peamiselt andmesiini-8-bitist, aadressi-16-bitist, programmiloendur -16-bitine, virnamutter-16-bitine, registreerib 8-bitise, + 5 V pingeallika ja töötab 3,2 MHz ühe segmendi CLK-ga. 8085 mikroprotsessori rakendused on seotud mikrolaineahjudega, pesumasinatega, vidinatega jne mikroprotsessori 8085 omadused on järgmised:

• See mikroprotsessor on 8-bitine seade, mis võtab vastu, töötab või väljastab 8-bitist teavet samaaegselt.
• Protsessor koosneb 16- ja 8-bitistest aadressi- ja andmeliinidest ning seega on seadme maht 2¹⁶mis on 64KB mälu.
• See on ehitatud ühest NMOS-kiibiseadmest ja sellel on 6200 transistorit
• Kokku on olemas 246 operatiivkoodi ja 80 juhist
• Kuna mikroprotsessoril 8085 on 8-bitised sisendi / väljundi aadressiread, on tal võimalus adresseerida ka 2⁸= 256 sisend- ja väljundporti.
• See mikroprotsessor on saadaval 40 tihvtiga DIP-pakendis
• Suure teabe edastamiseks sisend / väljundist mällu ja mälust sisend / väljundisse jagab protsessor oma siini DMA kontrolleriga.
• Sellel on lähenemine, kus see saab parandada katkestuste käsitlemise mehhanismi
• 8085 protsessorit saab kasutada isegi kolme kiibiga mikroarvutina, kasutades IC 8355 ja IC 8155 ahelate tuge.
• Sellel on sisemine kellageneraator
• See töötab taktsüklil, mille töötsükkel on 50%

8085 mikroprotsessori arhitektuur

Mikroprotsessori 8085 arhitektuur sisaldab peamiselt aja- ja juhtseadet, aritmeetika- ja loogikaseadet, dekooder, käsuregister, katkestuse juhtimine, registrimassiiv, jadasisendi / väljundi juhtimine. Mikroprotsessori kõige olulisem osa on keskprotsessor.

8085 Arhitektuur

Mikroprotsessori 8085 töö

ALU peamine toiming on nii aritmeetiline kui ka loogiline, mis hõlmab liitmist, juurdekasvu, lahutamist, vähendamist, loogilised toimingud nagu AND, OR, Ex-OR , täiendus, hindamine, vasak- või parempoolne nihe. Nii ajutisi registreid kui ka akumulaatoreid kasutatakse teabe hoidmiseks kogu toimingu ajal, seejärel salvestatakse tulemus akumulaatorisse. Erinevad lipud on korraldatud või ümber paigutatud operatsiooni tulemuse põhjal.

Lipuregistrid

Portugali lipuregistrid mikroprotsessor 8085 liigitatakse viide tüüpi, nimelt märk, null, abikandevõime, pariteet ja kandevõime. Seda tüüpi lippude jaoks eraldatud bitide asukohad. Pärast ALU toimimist, kui kõige olulisema biti (D7) tulemus on üks, korraldatakse märgilipp. Kui ALU tulemuse operatsioon on null, määratakse null lipud. Kui tulemus ei ole null, nullitakse nullilipud.

8085 mikroprotsessori lipuregistrid

Aritmeetilises protsessis seatakse abistavat tüüpi kandelipp alati, kui kandmine toimub väiksema näksimisega. Kui ALU-operatsiooni järel on tulemusel paarisarv, määratakse pariteedilipp või muul juhul lähtestatakse. Kui aritmeetilise protsessi tulemus on kandes, siis seatakse kandelipp või muul juhul lähtestatakse. Viie liputüübi vahel kasutatakse siseruumis vahelduvvoolu tüüpi lippu, mis on ette nähtud BCD aritmeetikaks, samuti kasutatakse ülejäänud nelja lippu koos arendajaga, et veenduda protsessi tulemuste tingimustes.

Juhtimis- ja ajastusüksus

Juhtimis- ja ajastusüksus koordineerib mikroprotsessori kõiki kella toiminguid ja annab juhtimissignaale, mida on vaja suhtlemine nii mikroprotsessori kui ka välisseadmete hulgas.

Dekoodri ja juhiste register
Kuna tellimus saadakse mälust pärast seda, asub see käsuregistris ning kodeeritakse ja dekodeeritakse seadmetesse.

Registreeri massiiv

Üldotstarbeline programmeeritav registrid on liigitatud mitut tüüpi peale akumulaatori nagu B, C, D, E, H ja L. Neid kasutatakse 8-bitiste registritena, mis on muidu ühendatud 16-bitiste andmete varumiseks. Lubatud paarid on BC, DE ja HL ning protsessoris kasutatakse lühiajalisi W & Z-registreid ja seda ei saa arendajaga kasutada.

Eriotstarbelised registrid

Need registrid on jaotatud nelja tüüpi, nimelt programmiloendur, virnaviit, juurdekasvu- või kahanemisregister, aadressipuhver või andmepuhver.

Programmiloendur

See on esimest tüüpi eriotstarbeline register ja leiab, et käsku viib läbi mikroprotsessor. Kui ALU on käsu täitmise lõpetanud, otsib mikroprotsessor muid täidetavaid juhiseid. Seega tuleb aja kokkuhoiuks nõuda järgmise täidetava juhise aadressi hoidmist. Mikroprotsessor suurendab käskude sooritamise ajal programmi, seega tuleb teha programmi vastupositsioon järgmisele käsumälu aadressile ...

Stack Pointer 8085. aastal

SP ehk virnaosuti on 16-bitine register ja toimib sarnaselt korstnaga, mida kogu tõukamis- ja popprotsessi jooksul kahega pidevalt suurendatakse või vähendatakse.

Kasvu- või kahanemisregister

8-bitise registri sisu või ka mälupositsiooni saab ühega suurendada või vähendada. 16-bitine register on kasulik programmi suurendamiseks või vähendamiseks letid samuti virnata kursori registri sisu ühega. Seda toimingut saab teha mis tahes mälupositsioonil või mis tahes registris.

Aadressipuhver ja aadressipuhver

Aadressipuhver salvestab täitmiseks mälust kopeeritud teabe. Mälu ja sisend- / väljundkiibid on nende bussidega seotud, siis saab protsessor eelistatud andmed asendada sisend- / väljundkiipide ja mäluga.

Aadressibuss ja andmesiin

Andmesiin on kasulik varustatava seotud teabe edastamiseks. See on kahesuunaline, kuid aadressibuss näitab asukohta, kuhu see tuleb salvestada, ja see on ühesuunaline, kasulik nii teabe kui ka aadressi sisend- / väljundseadmete edastamiseks.

Ajastuse ja juhtimisseade

Ajastus- ja juhtseadet saab kasutada signaali edastamiseks mikroprotsessori 8085 arhitektuurile konkreetsete protsesside saavutamiseks. Ajastus- ja juhtseadmeid kasutatakse nii sisemiste kui ka väliste vooluahelate juhtimiseks. Need on jagatud nelja tüüpi, nimelt juhtplokid nagu RD 'ALE, VALMIS, WR', olekuüksused nagu S0, S1 ja IO / M ', DM nagu HLDA ja HOLD-üksused, RESET-seadmed nagu RST-IN ja RST-OUT .

Pin-skeem

See 8085 on 40-kontaktiline mikroprotsessor, kus need on jaotatud seitsmesse rühma. Allpool oleva 8085 mikroprotsessori tihvtdiagrammi abil saab funktsionaalsust ja eesmärki hõlpsasti teada.

8085 tihvtide skeem

Andmesiin

Tihvtid 12 kuni 17 on andmesiini tihvtid, mis on AD₀- TO₇, see kannab minimaalset märkimisväärset 8-bitist andme- ja aadressisiini.

Aadressibuss

Tihvtid 21 kuni 28 on andmesiini tihvtid, mis on A₈- TO_viisteist, see kannab kõige märkimisväärsemat 8-bitist andme- ja aadressisiini.

Olek ja kontrollsignaalid

Operatsiooni käitumise väljaselgitamiseks võetakse peamiselt arvesse neid signaale. 8085 seadmes on 3 juhtimis- ja olekusignaali.

RD - Seda signaali kasutatakse READ-i töö reguleerimiseks. Kui tihvt liigub madalale, tähendab see, et valitud mälu loetakse.

WR - Seda signaali kasutatakse KIRJUTAMISE reguleerimiseks. Kui tihvt liigub madalale, tähendab see, et andmesiini teave on kirjutatud valitud mälukohta.

AGA - ALE vastab aadressiluku lubamise signaalile. ALE-signaal on masina algse taktsükli ajal kõrge ja see võimaldab aadressi kaheksal viimasel bitil lukustuda mälu või välise riiviga.

I / M - See on olekusignaal, mis tuvastab, kas sisend- / väljundseadmetele või mäluseadmetele eraldatav aadress.

VALMIS - Selle tihvti abil määratakse kindlaks, kas välisseade suudab teavet edastada või mitte. Kui see tihvt on kõrge, edastab see andmeid ja kui see on madal, peab mikroprotsessor seade ootama, kuni tihvt läheb kõrgesse olekusse.

S₀ja S₁ tihvtid - need tihvtid on olekusignaalid, mis määratlevad järgmised toimingud ja need on:

Kellasignaalid

CLK - See on väljundsignaal, mis on tihvt 37. Seda kasutatakse isegi teistes digitaalsetes integraallülitustes. Kellasignaali sagedus sarnaneb protsessori sagedusega.

X1 ja X2 - Need on kontaktide 1 ja 2 sisendsignaalid. Neil kontaktidel on ühendused välise ostsillaatoriga, mis töötab seadme sisemise vooluahelasüsteemiga. Neid tihvte kasutatakse mikroprotsessori funktsioneerimiseks vajaliku kella genereerimiseks.

Lähtestage signaalid

On kaks lähtestusnõela, milleks on lähtestamine ja lähtestamine tihvtides 3 ja 36.

RESET IN - See tihvt tähistab programmi loenduri nullimist. Samuti lähtestab see tihvt HLDA flip-flopid ja IE tihvtid. Juhtimisprotsessori seade on lähtestatud olekus, kuni RESET-i ei käivitata.

Lähtesta - See tihvt tähistab, et protsessor on lähtestatud olekus.

Seeriasisendi / väljundsignaalid

SID - See on jadasisendi andmeside signaal. Sellel kuupäevaliinil olev teave võetakse 7^thRIM-funktsiooni täitmisel natuke ACC-d.

SOD - See on jadaväljundi andmeside signaal. ACC on 7^thbit on SOD-andmerea väljund SIIM-funktsiooni täitmisel.

Väliselt algatatud ja katkestavad signaalid

HLDA - See on HOLD-kinnituse signaal, mis tähistab HOLD-päringu vastuvõetud signaali. Kui taotlus eemaldatakse, läheb tihvt madalasse olekusse. See on väljundnõel.

Hoidke - See tihvt näitab, et teine ​​seade vajab andmete ja aadressibusside kasutamist. See on sisendnõel.

INTA - See tihvt on katkestuse kinnitus, mille suunab mikroprotsessor seade pärast INTR-tihvti vastuvõtmist. See on väljundnõel.

IN - See on katkestustaotluse signaal. Sellel on teiste katkestussignaalidega võrreldes minimaalne prioriteet.

TRAP, RST 5,5, 6,5, 7,5 - Kõik need on sisendi katkestamise tihvtid. Kui mõni katkestustihvtidest tuvastatakse, on järgmine signaal toiminud mälu konstantsest positsioonist allpool toodud tabeli põhjal:

Nende katkestussignaalide prioriteediloend on

PÜKS - kõrgeim

RST 7,5 - kõrge

RST 6,5 - keskmine

RST 5,5 - madal

INTR - madalaim

Toiteallika signaalid on Vcc ja Vss mis on + 5V ja maandatud tihvtid.

8085 Mikroprotsessori katkestus

Mikroprotsessori 8085 ajadiagramm

Mikroprotsessori töö ja jõudluse selgeks mõistmiseks on ajagraafik kõige sobivam lähenemisviis. Ajastusdiagrammi abil on lihtne teada saada süsteemi funktsionaalsust, iga käsu ja täitmise üksikasjalikku funktsionaalsust ning teisi. Ajastusdiagramm on käskude graafiline kujutis on ajale vastavad sammud. See tähistab taktsüklit, ajaperioodi, andmesiini, operatsiooni tüüpi nagu RD / WR / olek ja taktsüklit.

Mikroprotsessori 8085 arhitektuuris uurime siin I / O RD, I / O WR, mälu RD, mälu WR ja opcode'i toomise skeeme.

Opkoodi toomine

Ajastusdiagramm on:

Opcode Fetch in 8085 mikroprotsessor

I / O lugemine

Ajastusdiagramm on:

Sisend loetud

I / O kirjutamine

Ajastusdiagramm on:

Sisestage kirjutamine

Mälu loetud

Ajastusdiagramm on:

Mälu loetud

Mälu kirjutamine

Ajastusdiagramm on:

Mälu kirjutamine 8085 mikroprotsessoriga

Kõigi nende ajadiagrammide puhul on tavaliselt kasutatavad mõisted järgmised:

RD - Kui see on kõrge, tähendab see, et mikroprotsessor ei loe andmeid või kui see on madal, tähendab see, et mikroprotsessor loeb andmeid.

WR - Kui see on kõrge, tähendab see, et mikroprotsessor ei kirjuta andmeid või kui see on madal, tähendab see, et mikroprotsessor kirjutab andmeid.

I / M - Kui see on kõrge, tähendab see, et seade teostab sisend- / väljundoperatsiooni või kui see on madal, tähendab see, et mikroprotsessor teostab mälu.

AGA - See signaal tähendab kehtiva aadressi olemasolu. Kui signaal on kõrge, toimib see aadressibussina või kui see on madal, siis andmesiinina.

S0 ja S1 - tähistab käimasolevat masinatsüklit.

Mõelge allolevale tabelile:

8085 mikroprotsessori juhiste komplekt

The käsukomplekt 8085 mikroprotsessori arhitektuur pole midagi muud kui täpse ülesande saavutamiseks kasutatavad käskude koodid ja käskude komplektid on jaotatud erinevatesse tüüpidesse, nimelt juhtimis-, loogika-, hargnemis-, aritmeetika- ja andmeedastusjuhised.

8085. aasta pöördumisrežiimid

Aadressi režiimid 8085 mikroprotsessorit saab määratleda nende režiimide pakutavate käskudena, mida kasutatakse teabe tähistamiseks erinevates vormides sisu muutmata. Need liigitati viide rühma, nimelt vahetu, registreeritav, otsene, kaudne ja kaudne adresseerimisrežiim.

Kohene adresseerimisrežiim

Siin on allikoperand informatsioon. Kui teave on 8-bitine, siis on käsk 2 baiti. Või muidu, kui teave on 16-bitine, siis on käsk 3 baiti.

Mõelge järgmistele näidetele:

MVI B 60 - see tähendab, et 60H kuupäev viiakse kiiresti B-registrisse

JMP-aadress - see tähendab operandi aadressi kiiret hüppamist

Registreeri adresseerimisrežiim

Siin on registrites teave, mida tuleb käitada, ja operandid on registrid. Niisiis, toiming toimub mikroprotsessori mitme registri sees.

Mõelge järgmistele näidetele:

INR B - see tähendab B-registri sisu suurendamist ühe bitiga

MOV A, B - see tähendab sisu liikumist registrist B registrisse A

LISA B - see tähendab, et register A ja register B lisatakse ja kogutakse väljund A-sse

JMP-aadress - see tähendab operandi aadressi kiiret hüppamist

Otseaadressi režiim

Siin on teave, mida tuleb käitada, mälu asukohas ja operandi peetakse otseselt mälu asukohaks.

Mõelge järgmistele näidetele:

LDA 2100 - see tähendab mälu asukoha sisu laadimist akumulaatorisse A

IN 35 - see tähendab teabe lugemist sadamast, millel on aadress 35

Kaudse adresseerimise režiim

Siin on teave, mida tuleb käitada, mälu asukohas ja operandi peetakse kaudselt registripaariks.

Mõelge järgmistele näidetele:

LDAX B - see tähendab B-C registri sisu liikumist akule
LXIH 9570 - see tähendab kohese H-L paari laadimist asukoha 9570 aadressiga

Kaudne adresseerimisrežiim

Siin on operand varjatud ja teave, mida tuleb opereerida, sisaldub andmetes endas.

Näited on:

RRC - pöörleva aku A viimine ühe bitiga õigesse asendisse

RLC - pöörleva aku A vasakpoolsesse asendisse viimine ühe bitiga

Rakendused

Mikroprotsessorseadmete väljatöötamisel toimus paljude inimeste elus tohutu üleminek ja üleminek erinevates tööstusharudes ja valdkondades. Kuna seadme kulutõhusus, minimaalne kaal ja minimaalse võimsuse kasutamine on tänapäeval mikroprotsessorid tohutu kasutusega. Vaatleme täna järgmist 8085 mikroprotsessori arhitektuuri rakendused .

Kuna 8085 mikroprotsessori arhitektuur on lisatud juhendkomplekti, millel on mitu põhijuhist nagu Jump, Add, Sub, Move ja teised. Selle juhendkomplektiga koostatakse juhised programmeerimiskeeles, mis on operatsiooniseadmele arusaadav ja täidab arvukalt funktsioone, nagu liitmine, jagamine, korrutamine, kandmiseks liikumine ja paljud. Nende mikroprotsessorite kaudu saab teha ka veelgi keerukamaid.

Insenerirakendused

Mikroprotsessorit kasutavad rakendused on liikluse juhtimisseadmetes, süsteemiserverites, meditsiiniseadmetes, töötlussüsteemides, liftides, tohututes masinates, kaitsesüsteemides, uurimisvaldkonnas ja vähestes lukusüsteemides on neil automaatne sisenemine ja väljumine.

Meditsiiniline domeen

Mikroprotsessorite peamine kasutusala on meditsiinitööstuses insuliinipumba juures, kus mikroprotsessor seda seadet reguleerib. Sellel on mitu funktsiooni, nagu arvutuste salvestamine, biosensoritelt saadud teabe töötlemine ja tulemuste uurimine.

Suhtlus

• Suhtlusvaldkonnas on telefonitööstus kõige olulisem ja edendavam. Siin hakatakse mikroprotsessoreid kasutama digitaalsetes telefonisüsteemides, modemites, andmesidekaablites, telefonijaamades ja paljudes teistes.
• Mikroprotsessori kasutamine satelliitsüsteemis on TV võimaldanud ka telekonverentsi korraldamist.
• Isegi lennufirmade ja raudteede registreerimissüsteemides kasutatakse mikroprotsessoreid. LAN-id ja WAN-id vertikaalsete andmete edastamiseks arvutisüsteemides.

Elektroonika

Arvuti aju on mikroprotsessorite tehnoloogia. Neid rakendatakse erinevat tüüpi süsteemides, näiteks mikroarvutites superarvutite valikus. Mängutööstuses töötatakse mikroprotsessori abil välja arvukalt mängujuhiseid.

Telerid, Ipad, virtuaalsed juhtelemendid sisaldavad neid mikroprotsessoreid isegi keerukate juhiste ja funktsioonide täitmiseks.

Seega on see kõik umbes 8085 mikroprotsessori arhitektuur. Lõpuks võime ülaltoodud teabe põhjal järeldada 8085 mikroprotsessori funktsioonid Kas see on 8-bitine mikroprotsessor, mis on varustatud 40 tihvtiga, kasutab tööks + 5 V toitepinget. See koosneb 16-bitisest virnaosutist ja programmiloendurist ning 74-käsklustest ja paljudest muudest. Siin on teile küsimus, mis see on 8085 mikroprotsessori simulaator ?