8085 Microprocessor Architecture: Working & Its Applications

Den första uppfinningen av den integrerade kretsen var år 1959 och detta firade minnet av mikroprocessorer. Och den första mikroprocessorn som uppfanns var Intel 4004 år 1971. Det kallas till och med som en central processorenhet (CPU) där flera datorkringkomponenter är integrerade på ett chip. Detta inkluderar register, en styrbuss, klocka, ALU, en styrsektion och en minnesenhet. Genom att passera många generationer kunde den nuvarande generationen av mikroprocessorn utföra höga beräkningsuppgifter som också använder 64-bitars processorer. Detta är en kort utvärdering av mikroprocessorer och den typ som vi ska diskutera idag är 8085 mikroprocessorarkitektur.

Vad är 8085 mikroprocessor?

Generellt är 8085 en 8-bitars mikroprocessor, och det lanserades av Intel-teamet år 1976 med hjälp av NMOS-teknik. Denna processor är den uppdaterade versionen av mikroprocessorn. Konfigurationerna av 8085 mikroprocessor omfattar huvudsakligen databuss-8-bit, adressbuss-16 bit, programräknare -16-bitars, stackpekare-16 bitar, registrerar 8-bitars + 5V spänningsförsörjning och arbetar vid 3,2 MHz enkelsegment CLK. Tillämpningarna av 8085 mikroprocessor är inblandade i mikrovågsugnar, tvättmaskiner, prylar etc. 8085-mikroprocessorns funktioner är som nedan:

• Denna mikroprocessor är en 8-bitars enhet som tar emot, använder eller matar ut 8-bitars information samtidigt.
• Processorn består av 16-bitars och 8-bitars adress- och datalinjer och så är enhetens kapacitet 2¹⁶vilket är 64 kB minne.
• Denna är konstruerad av en enda NMOS-chipenhet och har 6200 transistorer
• Totalt finns 246 operativa koder och 80 instruktioner
• Eftersom 8085-mikroprocessorn har 8-bitars in- och utgångsadresslinjer, har den förmågan att adressera 2⁸= 256 ingångs- och utgångsportar.
• Denna mikroprocessor finns i ett DIP-paket med 40 stift
• För att överföra enorm information från I / O till minne och från minne till I / O delar processorn sin buss med DMA-styrenheten.
• Det har ett tillvägagångssätt där det kan förbättra avbrottshanteringsmekanismen
• En 8085-processor kan till och med drivas som en trechipsmikrodator med stöd från kretsarna IC 8355 och IC 8155.
• Den har en intern klockgenerator
• Den fungerar på en klockcykel med en arbetscykel på 50%

8085 mikroprocessorarkitektur

8085-mikroprocessorns arkitektur inkluderar huvudsakligen tids- och styrenheten, aritmetik och logikenhet, avkodare, instruktionsregister, avbrottsstyrning, en registeruppsättning, seriell in- / utgångskontroll. Den viktigaste delen av mikroprocessorn är den centrala processorenheten.

8085 Arkitektur

Drift av 8085-mikroprocessorn

ALU: s huvudsakliga funktion är både aritmetisk och logisk som inkluderar addition, inkrement, subtraktion, minskning, logiska operationer som AND, OR, Ex-OR , komplement, utvärdering, vänster eller höger skift. Både de tillfälliga registren och ackumulatorerna används för att hålla informationen under hela operationen, då kommer resultatet att lagras i ackumulatorn. De olika flaggorna ordnas eller ordnas om baserat på resultatet av operationen.

Flaggregister

Flaggregistret av mikroprocessor 8085 klassificeras i fem typer nämligen tecken, noll, hjälpbärande, paritet och bär. Bitpositionerna avsatta för dessa typer av flaggor. Efter operationen av en ALU, när resultatet av den mest signifikanta biten (D7) är ett, kommer teckenflaggan att ordnas. När ALU-resultatet fungerar är noll kommer nollflaggorna att ställas in. När resultatet inte är noll återställs nollflaggorna.

8085 Mikroprocessorflaggregister

I en aritmetisk process, närhelst en bärning produceras med det mindre knapret, kommer en bärande flagga för extra typ att ställas in. Efter en ALU-operation, när resultatet har ett jämnt tal, kommer paritetsflaggan att ställas in, annars återställs den. När ett aritmetiskt processresultat i en bär, kommer bärflaggan att ställas in eller annars kommer den att återställas. Mellan de fem typerna av flaggor används AC-typflaggan på insidan avsedd för BCD-aritmetik, liksom återstående fyra flaggor används med utvecklaren för att säkerställa villkoren för resultatet av en process.

Kontroll- och tidsenhet

Styr- och tidsenheten samordnar med mikroprocessorns åtgärder med klockan och ger de styrsignaler som krävs för kommunikation bland mikroprocessorn såväl som kringutrustning.

Avkodare och instruktionsregister
När en beställning erhålls från minnet placeras den i instruktionsregistret och kodas och avkodas till olika enhetscykler.

Registrera Array

Programmet för allmänt ändamål register klassificeras i flera typer bortsett från ackumulatorn såsom B, C, D, E, H, & L. Dessa används som 8-bitarsregister som annars är kopplade för att fylla i l6-biten av data. De tillåtna paren är BC, DE & HL, och kortvariga W & Z-register används i processorn och det kan inte användas med utvecklaren.

Register för specialändamål

Dessa register klassificeras i fyra typer, nämligen programräknare, stackpekare, inkrement- eller minskningsregister, adressbuffert eller databuffert.

Programräknare

Det här är den första typen av specialregister och anser att instruktionen utförs av mikroprocessorn. När ALU slutfört instruktionen söker mikroprocessorn efter andra instruktioner som ska utföras. Således kommer det att finnas ett krav att hålla nästa instruktionsadress som ska utföras för att spara tid. Mikroprocessor ökar programmet när en instruktion utförs, därför kommer programmets motposition till nästa instruktionsminnesadress att utföras ...

Stackpekare i 8085

SP- eller stackpekaren är ett 16-bitarsregister och fungerar som en stack, som ständigt ökas eller minskas med två genom hela push- och pop-processen.

Öknings- eller minskningsregister

8-bitars registerinnehåll eller annars kan en minnesposition ökas eller minskas med en. 16-bitarsregistret är användbart för inkrementering eller minskning av program räknare samt stackpekare registrera innehåll med en. Denna operation kan utföras på valfri minnesposition eller vilken typ av register som helst.

Adressbuffert & Adress-databuffert

Adressbuffert lagrar den kopierade informationen från minnet för körningen. Minnes- och I / O-chips är associerade med dessa bussar, då kan CPU ersätta de föredragna data med I / O-chips och minnet.

Adressbuss och databuss

Databussen är användbar för att bära den relaterade informationen som ska lagras. Den är dubbelriktad, men adressbussen indikerar positionen för var den måste lagras och den är enkelriktad, användbar för överföring av information samt adressinmatnings- / utmatningsenheter.

Timing & Control Unit

Timing- och styrenheten kan användas för att leverera signalen till 8085-mikroprocessorarkitekturen för att uppnå de specifika processerna. Tidtagnings- och styrenheterna används för att styra såväl interna som externa kretsar. Dessa klassificeras i fyra typer, nämligen styrenheter som RD 'ALE, READY, WR', statusenheter som S0, S1 och IO / M ', DM som HLDA och HOLD-enhet, RESET-enheter som RST-IN och RST-OUT .

Stiftdiagram

Denna 8085 är en 40-stifts mikroprocessor där dessa kategoriseras i sju grupper. Med nedanstående 8085 mikroprocessorstiftdiagram kan funktionalitet och syfte lätt kännas.

8085 stiftdiagram

Databuss

Stiften från 12 till 17 är databussstiften som är AD₀- TILL₇, detta bär den minimala betydande 8-bitars data- och adressbussen.

Adressbuss

Stiften från 21 till 28 är databussstiften som är A₈- TILL_femton, detta bär den mest betydande 8-bitars data- och adressbussen.

Status och styrsignaler

För att ta reda på operationens beteende beaktas dessa signaler främst. I 8085-enheterna finns det tre kontroll- och statussignaler.

RD - Detta är signalen som används för reglering av READ-drift. När stiftet blir lågt betyder det att det valda minnet läses.

WR - Detta är signalen som används för reglering av WRITE-drift. När stiftet blir lågt betyder det att databussinformationen skrivs till den valda minnesplatsen.

MEN - ALE motsvarar Adresslås-aktiverad signal. ALE-signalen är hög vid tidpunkten för maskinens inledande klockcykel och detta gör det möjligt för de sista åtta bitarna i adressen att spärras med minnet eller den externa spärren.

JAG ÄR - Detta är statussignalen som känner igen om adressen som ska tilldelas för I / O eller för minnesenheter.

REDO - Denna stift används för att ange om kringutrustningen kan överföra information eller inte. När denna stift är hög överför den data och om den är låg måste mikroprocessorenheten vänta tills stiftet går i högt tillstånd.

S₀och S₁ stift - Dessa stift är statussignaler som definierar nedanstående operationer och de är:

Klocksignaler

CLK - Detta är utsignalen som är stift 37. Denna används även i andra digitala integrerade kretsar. Klocksignalens frekvens liknar processorfrekvensen.

X1 och X2 - Detta är ingångssignalerna vid stift 1 och 2. Dessa stift har anslutningar till den externa oscillatorn som styr enhetens interna kretssystem. Dessa stift används för generering av klockan som krävs för mikroprocessorfunktionaliteten.

Återställ signaler

Det finns två återställningsstift som är Återställ in och Återställ ut vid stift 3 och 36.

ÅTERSTÄLL IN - Denna stift betyder att programräknaren återställs till noll. Denna stift återställer också HLDA-flip-flops och IE-stift. Styrbehandlingsenheten kommer att vara i återställningsläge tills RESET inte utlöses.

ÅTERSTÄLL UT - Denna pin anger att CPU: n är i återställningsläge.

Seriella in- / utgångssignaler

SID - Det här är den seriella ingångsdataledningssignalen. Informationen som finns på denna datelinje tas med i 7^thbit av ACC när RIM-funktionaliteten utförs.

SOD - Detta är den seriella utgångens dataledningssignal. ACC: erna 7^thbit är utdata på SOD-datalinjen när SIIM-funktionaliteten utförs.

Externt initierade och avbryter signaler

HLDA - Detta är signalen för HOLD-bekräftelse som betyder den mottagna signalen från HOLD-begäran. När begäran tas bort går stiftet till lågt tillstånd. Detta är utgångsstiftet.

HÅLL - Den här nålen indikerar att den andra enheten behöver använda data och adressbussar. Detta är ingångsstiftet.

INTA - Denna stift är avbrottsbekräftelsen som styrs av mikroprocessoranordningen efter mottagandet av INTR-stiftet. Detta är utgångsstiftet.

I - Detta är avbrottssignalen. Det har minimal prioritet jämfört med andra avbrottssignaler.

TRAP, RST 5.5, 6.5, 7.5 - Dessa är alla ingångsavbrottsstift. När någon av avbrottstapparna känns igen, har nästa signal fungerat från det konstanta läget i minnet baserat på nedanstående tabell:

Prioritetslistan för dessa avbrottssignaler är

FÄLLA - Högst

RST 7.5 - Hög

RST 6.5 - Medium

RST 5.5 - Låg

INTR - Lägsta

Strömförsörjningssignalerna är Vcc och Vss som är + 5V och jordstift.

8085 Mikroprocessoravbrott

Tidsdiagram för 8085 mikroprocessor

För att tydligt förstå driften och prestandan hos mikroprocessorn är tidsdiagrammet det mest lämpliga tillvägagångssättet. Med hjälp av tidsdiagrammet är det lätt att känna till systemfunktionaliteten, detaljerad funktionalitet för varje instruktion och utförande och andra. Timingdiagrammet är den grafiska beskrivningen av instruktionerna är steg som motsvarar tiden. Detta betyder klockcykel, tidsperiod, databuss, driftstyp som RD / WR / Status och klockcykel.

I 8085-mikroprocessorarkitekturen kommer vi här att titta på tidsdiagrammen för I / O RD, I / O WR, minne RD, minne WR och opcode-hämtning.

Opcode Hämta

Tidtagningsdiagrammet är:

Opcode Hämta i 8085 mikroprocessor

I / O-läsning

Tidtagningsdiagrammet är:

Ingångsläsning

I / O-skrivning

Tidtagningsdiagrammet är:

Ingångsskrivning

Minnesläsning

Tidtagningsdiagrammet är:

Minnesläsning

Minne Skriv

Tidtagningsdiagrammet är:

Minne Skriv in 8085 mikroprocessor

För alla dessa tidsdiagram är de vanliga termerna:

RD - När den är hög betyder det att mikroprocessorn inte läser några data, eller när den är låg betyder det att mikroprocessorn läser data.

WR - När det är högt betyder detta att mikroprocessorn inte skriver data, eller när den är låg betyder det att mikroprocessorn skriver data.

JAG ÄR - När den är hög betyder det att enheten utför I / O-operation, eller när den är låg betyder detta att mikroprocessorn utför minnesoperation.

MEN - Denna signal innebär giltig adresstillgänglighet. När signalen är hög, fungerar den som en adressbuss, eller när den är låg, fungerar den som en databuss.

S0 och S1 - Anger vilken typ av maskincykel som pågår.

Tänk på nedanstående tabell:

8085 Instruktionsuppsättning för mikroprocessor

De instruktionsuppsättning 8085 mikroprocessorarkitektur är ingenting annat än instruktionskoder som används för att uppnå en exakt uppgift, och instruktionsuppsättningar kategoriseras i olika typer, nämligen kontroll-, logisk-, förgrenings-, aritmetik- och dataöverföringsinstruktioner.

Adressering av lägen 8085

Adresseringslägena för 8085 mikroprocessorer kan definieras som kommandona som erbjuds av dessa lägen som används för att beteckna informationen i olika former utan att ändra innehållet. Dessa klassificerades i fem grupper, nämligen omedelbara, register, direkta, indirekta och underförstådda adresseringslägen.

Omedelbart adresseringsläge

Här är källoperanden informationen. När informationen är 8-bitars är instruktionen 2 byte. Annars när informationen är på 16 bitar, så är instruktionen 3 byte.

Tänk på följande exempel:

MVI B 60 - Det innebär att 60H-datum flyttas snabbt till B-registret

JMP-adress - Det innebär att operandadressen snabbt hoppar

Registrera adresseringsläge

Här finns informationen som måste hanteras i registren och operandorna är registren. Så, operationen sker i flera register av mikroprocessorn.

Tänk på följande exempel:

INR B - Det innebär att registret B-innehåll ökas med en bit

MOV A, B - Det innebär att innehåll flyttas från register B till A

LÄGG B - Det innebär att register A och register B läggs till och ackumulerar utdata i A

JMP-adress - Det innebär att operandadressen snabbt hoppar

Direkt adresseringsläge

Här finns informationen som måste hanteras i minnesplatsen, och operanden betraktas direkt som minnesplatsen.

Tänk på följande exempel:

LDA 2100 - Det innebär att ladda minnesplatsinnehåll till ackumulator A

IN 35 - Det innebär att man läser informationen från porten som har adress 35

Indirekt adresseringsläge

Här finns informationen som måste hanteras i minnesplatsen, och operanden betraktas indirekt som registerparet.

Tänk på följande exempel:

LDAX B - Det innebär att innehållet i B-C-registret flyttas till ackumulatorn
LXIH 9570 - Det innebär att H-L-paret laddas omedelbart med adressen till platsen 9570

Implicit adresseringsläge

Här döljs operanden och informationen som måste hanteras finns i själva data.

Exempel är:

RRC - Implement av roterande ackumulator A till rätt position med en bit

RLC - Implikationer av roterande ackumulator A till vänster position med en bit

Applikationer

Med utvecklingen av mikroprocessorenheter skedde en enorm övergång och övergång i livet för många människor i flera branscher och domäner. På grund av enhetens kostnadseffektivitet, minimala vikt och användning av minikraft är dessa mikroprocessorer enorma i dessa dagar. Låt oss idag överväga tillämpningar av 8085-mikroprocessorarkitekturen .

Eftersom 8085-mikroprocessorarkitekturen ingår i instruktionsuppsättningen som har flera grundläggande instruktioner som Jump, Add, Sub, Move och andra. Med denna instruktionsuppsättning är instruktionerna sammansatta på ett programmeringsspråk som är förståeligt för den operativa enheten och utför många funktioner som addition, division, multiplikation, flyttning att bära och många. Ännu mer komplicerat kan också göras genom dessa mikroprocessorer.

Tekniska applikationer

De applikationer som använder mikroprocessor finns i trafikhanteringsenheter, systemservrar, medicinsk utrustning, behandlingssystem, hissar, stora maskiner, skyddssystem, utredningsdomän och i få låssystem har de automatisk in- och utgång.

Medicinsk domän

Den främsta användningen av mikroprocessorer inom medicinsk industri är i insulinpumpen där mikroprocessorn reglerar denna enhet. Den har flera funktioner som lagring av beräkningar, bearbetning av information som tas emot från biosensorer och undersökning av resultaten.

Kommunikation

• Inom kommunikationsområdet är telefonindustrin den viktigaste och förbättrande också. Här används mikroprocessorer i digitala telefonisystem, modem, datakablar och telefonväxlar och många andra.
• Användningen av mikroprocessorn i satellitsystemet, TV har möjliggjort också telekonferenser.
• Även i flygbolag och järnvägsregistreringssystem används mikroprocessorer. LAN och WAN för att skapa kommunikation av vertikal data över datorsystemen.

Elektronik

Datorhjärnan är mikroprocessorernas teknik. Dessa är implementerade i olika typer av system som i mikrodatorer till superdatorer. Inom spelindustrin utvecklas många antal spelinstruktioner med hjälp av en mikroprocessor.

TV, Ipad, virtuella kontroller innefattar till och med dessa mikroprocessorer för att utföra komplicerade instruktioner och funktioner.

Således handlar det här om 8085 mikroprocessorarkitektur. Från ovanstående information kan vi slutligen dra slutsatsen 8085 mikroprocessorfunktioner är det en 8-bitars mikroprocessor, innesluten med 40-stift, använder + 5V matningsspänning för operationen. Den består av 16-bitars stackpekare och programräknare, 74-instruktionsuppsättningar och många fler. Här är en fråga till dig, vad är det 8085 mikroprocessorsimulator ?