Микропроцессорное устройство является синонимом центрального процессора, процессора, используемого в традиционном компьютере. Микропроцессор (MPU) действует как устройство или группа устройств, которые выполняют следующие задачи.
- общаться с периферийными устройствами
- предоставить сигнал синхронизации
- прямой поток данных
- выполнять компьютерные задачи, как указано в инструкциях в памяти
8085 Микропроцессор
Микропроцессор 8085 — это 8-битный микропроцессор общего назначения, способный обрабатывать 64 КБ памяти. Этот процессор имеет сорок контактов, требует одного источника питания +5 В и однофазной тактовой частоты 3 МГц.
Блок-схема
ALU
АЛУ выполняют вычислительную функцию микропроцессора. Он включает в себя аккумулятор, временный регистр, арифметическую и логическую схему и пять флагов. Результат сохраняется в аккумуляторе и флажках.
Блок-схема
аккумуляторный
Это 8-битный регистр, который является частью ALU. Этот регистр используется для хранения 8-битных данных и выполнения арифметических и логических операций. Результат операции сохраняется в аккумуляторе.
схема
Флаги
Флаги программируются. Их можно использовать для хранения и передачи данных из регистров с помощью инструкций. АЛУ включает в себя пять триггеров, которые устанавливаются и сбрасываются в соответствии с состоянием данных в аккумуляторе и других регистрах.
-
Флаг S (знак) — после выполнения арифметической операции, если бит D 7 результата равен 1, флаг знака устанавливается. Используется для подписанного номера. В данном байте, если D 7 равен 1, это означает отрицательное число. Если это ноль, значит, это положительное число.
-
Флаг Z (Ноль) — Флаг нуля устанавливается, если результат операции АЛУ равен 0.
-
Флаг AC (вспомогательной переноски ) — В арифметической операции, когда перенос генерируется цифрой D3 и передается в цифру D 4 , устанавливается флажок AC. Этот флаг используется только для внутренней операции BCD.
-
Флаг P (Parity) — после арифметической или логической операции, если результат имеет четное число 1 с, флаг устанавливается. Если он имеет нечетное число 1 с, флаг сбрасывается.
-
Флаг C (перенос) — если результатом арифметической операции является перенос, устанавливается флаг переноса, в противном случае он сбрасывается.
Флаг S (знак) — после выполнения арифметической операции, если бит D 7 результата равен 1, флаг знака устанавливается. Используется для подписанного номера. В данном байте, если D 7 равен 1, это означает отрицательное число. Если это ноль, значит, это положительное число.
Флаг Z (Ноль) — Флаг нуля устанавливается, если результат операции АЛУ равен 0.
Флаг AC (вспомогательной переноски ) — В арифметической операции, когда перенос генерируется цифрой D3 и передается в цифру D 4 , устанавливается флажок AC. Этот флаг используется только для внутренней операции BCD.
Флаг P (Parity) — после арифметической или логической операции, если результат имеет четное число 1 с, флаг устанавливается. Если он имеет нечетное число 1 с, флаг сбрасывается.
Флаг C (перенос) — если результатом арифметической операции является перенос, устанавливается флаг переноса, в противном случае он сбрасывается.
Зарегистрировать раздел
Это в основном устройство хранения и передает данные из регистров с помощью инструкций.
-
Указатель стека (SP) — Указатель стека также является 16-разрядным регистром, который используется в качестве указателя памяти. Он указывает на место в памяти для чтения / записи, известное как стек. В промежутке между выполнением программы иногда могут храниться данные в стеке. Начало стека определяется путем загрузки 16-битного адреса в указатель стека.
-
Счетчик программ (ПК) — этот 16-битный регистр имеет дело с четвертой операцией для последовательности выполнения команды. Этот регистр также является указателем памяти. Память имеет 16-битный адрес. Он используется для хранения адреса выполнения. Функция счетчика программы состоит в том, чтобы указывать на адрес памяти, из которого следует извлечь следующий байт.
-
Регистры хранения — эти регистры хранят 8-битные данные во время выполнения программы. Эти регистры обозначены как B, C, D, E, H, L. Их можно объединить в виде пары регистров BC, DE и HL для выполнения некоторых 16-битных операций.
Указатель стека (SP) — Указатель стека также является 16-разрядным регистром, который используется в качестве указателя памяти. Он указывает на место в памяти для чтения / записи, известное как стек. В промежутке между выполнением программы иногда могут храниться данные в стеке. Начало стека определяется путем загрузки 16-битного адреса в указатель стека.
Счетчик программ (ПК) — этот 16-битный регистр имеет дело с четвертой операцией для последовательности выполнения команды. Этот регистр также является указателем памяти. Память имеет 16-битный адрес. Он используется для хранения адреса выполнения. Функция счетчика программы состоит в том, чтобы указывать на адрес памяти, из которого следует извлечь следующий байт.
Регистры хранения — эти регистры хранят 8-битные данные во время выполнения программы. Эти регистры обозначены как B, C, D, E, H, L. Их можно объединить в виде пары регистров BC, DE и HL для выполнения некоторых 16-битных операций.
Секция времени и контроля
Этот блок отвечает за синхронизацию работы микропроцессора в соответствии с тактовым импульсом и генерацию сигналов управления, необходимых для бесперебойной связи между микропроцессором и периферийными устройствами. Сигналы RD bar и WR bar являются синхронными импульсами, которые указывают, доступны ли данные на шине данных или нет. Блок управления отвечает за управление потоком данных между микропроцессором, памятью и периферийными устройствами.
ПИН-схема
Весь сигнал можно классифицировать на шесть групп
| SN | группа | Описание |
|---|---|---|
| 1 | Адресная шина |
Микропроцессор 8085 имеет 8 сигнальных линий, A 15 — A 8, которые являются однонаправленными и используются в качестве адресной шины высокого порядка. |
| 2 | Шина данных |
Сигнальные линии AD7 — AD0 являются двунаправленными для двойного назначения. Они используются как адресная шина низкого порядка, а также шина данных. |
| 3 | Управляющий сигнал и сигнал состояния |
Контрольный сигнал RD bar — это сигнал управления считыванием (активный низкий уровень). Если он активен, то память считывает данные. WR bar — это сигнал управления записью (активный низкий уровень). Активен при записи в выбранную память. Сигнал состояния ALU (Address Latch Enable) — когда значение ALU высокое. Микропроцессор 8085 использует адресную шину. Когда АЛУ низкий. Микропроцессор 8085 использует шину данных. Панель ввода / вывода — это сигнал состояния, используемый для различения операций ввода / вывода и операций с памятью. Когда он высокий, это указывает на операцию ввода-вывода, а когда он низкий, это указывает на работу памяти. S 1 и S 0 — эти сигналы состояния, аналогичные входам / выходам и панели памяти, могут идентифицировать различные операции, но они редко используются в небольших системах. |
| 4 | Источник питания и частота сигнала |
V cc — + 5 В блок питания. V ss — наземная ссылка. X, X — Кристалл соединен на этих двух выводах. Частота внутренне делится на две работающие системы на 3 МГц, кристалл должен иметь частоту 6 МГц. CLK out — этот сигнал можно использовать в качестве системных часов для других устройств. |
| 5 | Внешне инициированный сигнал |
INTR (i / p) — запрос прерывания. INTA bar (o / p) — используется как подтверждение прерывания. TRAP (i / p) — это немаскируемое прерывание с наивысшим приоритетом. HOLD (i / p) — используется для удержания исполняемой программы. HLDA (o / p) — удерживать подтверждение. ГОТОВ (i / p) — этот сигнал используется для задержки цикла чтения или записи микропроцессора до тех пор, пока медленно реагирующее периферийное устройство не будет готово принять или отправить данные. RESET IN bar — когда сигнал на этом выводе становится низким, программный счетчик устанавливается на ноль, шина получает три сигнала, и MPU сбрасывается. RESET OUT — этот сигнал указывает, что MPU сбрасывается. Сигнал может быть использован для сброса других устройств. RST 7.5, RST 6.5, RST 5.5 (запрос прерывания) — используется для передачи управления программой в определенную ячейку памяти. Они имеют более высокий приоритет, чем прерывание INTR. |
| 6 | Последовательные порты ввода / вывода |
Микропроцессор 8085 имеет два сигнала для реализации последовательных входных данных последовательной передачи и последовательных выходных данных. |
Микропроцессор 8085 имеет 8 сигнальных линий, A 15 — A 8, которые являются однонаправленными и используются в качестве адресной шины высокого порядка.
Сигнальные линии AD7 — AD0 являются двунаправленными для двойного назначения. Они используются как адресная шина низкого порядка, а также шина данных.
Контрольный сигнал
RD bar — это сигнал управления считыванием (активный низкий уровень). Если он активен, то память считывает данные.
WR bar — это сигнал управления записью (активный низкий уровень). Активен при записи в выбранную память.
Сигнал состояния
ALU (Address Latch Enable) — когда значение ALU высокое. Микропроцессор 8085 использует адресную шину. Когда АЛУ низкий. Микропроцессор 8085 использует шину данных.
Панель ввода / вывода — это сигнал состояния, используемый для различения операций ввода / вывода и операций с памятью. Когда он высокий, это указывает на операцию ввода-вывода, а когда он низкий, это указывает на работу памяти.
S 1 и S 0 — эти сигналы состояния, аналогичные входам / выходам и панели памяти, могут идентифицировать различные операции, но они редко используются в небольших системах.
V cc — + 5 В блок питания.
V ss — наземная ссылка.
X, X — Кристалл соединен на этих двух выводах. Частота внутренне делится на две работающие системы на 3 МГц, кристалл должен иметь частоту 6 МГц.
CLK out — этот сигнал можно использовать в качестве системных часов для других устройств.
INTR (i / p) — запрос прерывания.
INTA bar (o / p) — используется как подтверждение прерывания.
TRAP (i / p) — это немаскируемое прерывание с наивысшим приоритетом.
HOLD (i / p) — используется для удержания исполняемой программы.
HLDA (o / p) — удерживать подтверждение.
ГОТОВ (i / p) — этот сигнал используется для задержки цикла чтения или записи микропроцессора до тех пор, пока медленно реагирующее периферийное устройство не будет готово принять или отправить данные.
RESET IN bar — когда сигнал на этом выводе становится низким, программный счетчик устанавливается на ноль, шина получает три сигнала, и MPU сбрасывается.
RESET OUT — этот сигнал указывает, что MPU сбрасывается. Сигнал может быть использован для сброса других устройств.
RST 7.5, RST 6.5, RST 5.5 (запрос прерывания) — используется для передачи управления программой в определенную ячейку памяти. Они имеют более высокий приоритет, чем прерывание INTR.
Микропроцессор 8085 имеет два сигнала для реализации последовательных входных данных последовательной передачи и последовательных выходных данных.
Формат инструкции
Каждая инструкция представлена последовательностью битов в компьютере. Инструкция разбита на группу битов, называемых полем. Способ выражения инструкции известен как формат инструкции. Обычно он представлен в виде прямоугольной коробки. Формат инструкции может быть следующих типов.
Форматы переменных инструкций
Это форматы команд, в которых длина команды изменяется в зависимости от кода операции и адреса. Например, инструкция VAX варьируется от 1 до 53 байтов, а инструкция X86 варьируется от 1 до 17 байтов.
Формат
преимущество
Эти форматы имеют хорошую плотность кода.
недостаток
Эти форматы команд очень сложно декодировать и передавать.
Фиксированные форматы инструкций
В этом типе формата инструкции все инструкции имеют одинаковый размер. Например, MIPS, Power PC, Alpha, ARM.
Формат
преимущество
Они легко декодируются и обрабатываются.
недостаток
У них нет хорошей плотности кода.
Гибридные форматы инструкций
В этом типе форматов команд у нас есть многократная длина формата, определенная кодом операции. Например, IBM 360/70, MIPS 16, Thumb.
Формат
преимущество
Эти компромиссы между плотностью кода и инструкциями такого типа очень легко декодировать.
Режимы адресации
Режим адресации предоставляет различные способы доступа к адресу данных данных для процессора. Управляемые данные хранятся в памяти, каждая инструкция требует определенных данных, с которыми она должна работать. Существуют различные методы для указания адреса данных. Эти методы называются режимами адресации.
Режим прямой адресации. В режиме прямой адресации адрес операнда указывается в инструкции, а данные доступны в ячейке памяти, которая указана в инструкции. Мы переместим эти данные в нужное место.
Режим косвенной адресации. В режиме косвенной адресации инструкция указывает регистр, который содержит адрес операнда. Доступ к внутренней и внешней памяти возможен через режим косвенной адресации.
Режим немедленной адресации. В режиме немедленной адресации в операнд передаются прямые данные, которые перемещают данные в накопитель. Это очень быстро.
Режим относительной адресации. В режиме относительной адресации эффективный адрес определяется индексным режимом с помощью счетчика программ вместо регистра процессора общего назначения. Этот режим называется режимом относительного адреса.
Режим индексной адресации. В режиме индексного адреса эффективный адрес операнда генерируется путем добавления значения содержимого к содержимому регистра. Этот режим называется режимом индексного адреса.