L'architecture du microprocesseur 8085: fonctionnement et ses applications

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La première invention du circuit intégré remonte à 1959 et commémore l'histoire des microprocesseurs. Et le premier microprocesseur qui a été inventé était Intel 4004 en 1971. Il est même appelé unité centrale de traitement (CPU) où plusieurs composants périphériques d'ordinateur sont intégrés sur une seule puce. Cela comprend des registres, un bus de commande, une horloge, une ALU, une section de commande et une unité de mémoire. Passant de nombreuses générations, la génération actuelle du microprocesseur a pu effectuer des tâches de calcul élevées qui utilisent également des processeurs 64 bits. Il s'agit d'une brève évaluation des microprocesseurs et le seul type dont nous allons discuter aujourd'hui est l'architecture de microprocesseur 8085.

Qu'est-ce que le microprocesseur 8085?

Généralement, le 8085 est un 8 bits microprocesseur, et il a été lancé par l'équipe Intel en 1976 avec l'aide de la technologie NMOS. Ce processeur est la version mise à jour du microprocesseur. Les configurations de Microprocesseur 8085 comprennent principalement le bus de données 8 bits, le bus d'adresse 16 bits, compteur de programme -16 bits, pointeur de pile 16 bits, enregistre une alimentation en tension de 8 bits, + 5 V et fonctionne à un CLK à segment unique de 3,2 MHz. Les applications du microprocesseur 8085 sont impliquées dans les fours à micro-ondes, les machines à laver, les gadgets, etc. caractéristiques du microprocesseur 8085 sont comme ci-dessous:




  • Ce microprocesseur est un dispositif 8 bits qui reçoit, exploite ou émet des informations 8 bits dans une approche simultanée.
  • Le processeur se compose de lignes d'adresse et de données 16 bits et 8 bits et la capacité de l'appareil est donc de 216ce qui représente 64 Ko de mémoire.
  • Il est construit avec un seul périphérique à puce NMOS et dispose de 6200 transistors
  • Un total de 246 codes opérationnels et 80 instructions sont présents
  • Comme le microprocesseur 8085 a des lignes d'adresse d'entrée / sortie 8 bits, il a la capacité d'adresser 28= 256 ports d'entrée et de sortie.
  • Ce microprocesseur est disponible dans un boîtier DIP de 40 broches
  • Afin de transférer d'énormes informations d'E / S vers la mémoire et de la mémoire vers les E / S, le processeur partage son bus avec le contrôleur DMA.
  • Il a une approche où il peut améliorer le mécanisme de gestion des interruptions
  • Un processeur 8085 peut même fonctionner comme un micro-ordinateur à trois puces en utilisant le support des circuits IC 8355 et IC 8155.
  • Il dispose d'un générateur d'horloge interne
  • Il fonctionne sur un cycle d'horloge ayant un cycle de service de 50%

L'architecture du microprocesseur 8085

L'architecture du microprocesseur 8085 comprend principalement l'unité de synchronisation et de contrôle, l'unité arithmétique et logique, décodeur, registre d'instructions, contrôle d'interruption, un tableau de registres, contrôle d'entrée / sortie série. La partie la plus importante du microprocesseur est l'unité centrale de traitement.



8085 Architecture

8085 Architecture

Fonctionnement du microprocesseur 8085

L'opération principale d'ALU est arithmétique et logique qui comprend l'addition, l'incrémentation, la soustraction, la décrémentation, opérations logiques comme AND, OR, Ex-OR , complément, évaluation, décalage gauche ou décalage droit. Les registres temporaires ainsi que les accumulateurs sont utilisés pour conserver les informations tout au long des opérations, puis le résultat sera stocké dans l'accumulateur. Les différents drapeaux sont disposés ou réarrangés en fonction du résultat de l'opération.

Registres de drapeau

Le drapeau enregistre microprocesseur 8085 sont classés en cinq types, à savoir signe, zéro, report auxiliaire, parité et report. Les positions de bit mises de côté pour ces types de drapeaux. Après le fonctionnement d'une ALU, lorsque le résultat du bit le plus significatif (D7) est un, alors l'indicateur de signe sera arrangé. Lorsque le fonctionnement du résultat ALU est égal à zéro, les indicateurs zéro sont définis. Lorsque le résultat n'est pas nul, les indicateurs zéro seront réinitialisés.

8085 Registres d

8085 Registres d'indicateur de microprocesseur

Dans un processus arithmétique, chaque fois qu'un report est produit avec le moindre quartet, alors un indicateur de report de type auxiliaire sera positionné. Après une opération ALU, lorsque le résultat a un nombre pair, l'indicateur de parité sera positionné ou bien il est réinitialisé. Lorsqu'un processus arithmétique aboutit à un report, le drapeau de report sera mis ou bien il sera réinitialisé. Entre les cinq types d'indicateurs, l'indicateur de type AC est utilisé à l'intérieur destiné à l'arithmétique BCD et les quatre indicateurs restants sont utilisés avec le développeur pour s'assurer des conditions du résultat d'un processus.


Unité de contrôle et de chronométrage

L'unité de contrôle et de minutage coordonne avec toutes les actions du microprocesseur par l'horloge et donne les signaux de commande qui sont nécessaires pour la communication parmi le microprocesseur ainsi que les périphériques.

Décodeur et registre d'instructions
Lorsqu'un ordre est obtenu à partir de la mémoire, il est ensuite situé dans le registre d'instructions, et codé et décodé en différents cycles de l'appareil.

Enregistrer la baie

Le polyvalent programmable les registres sont classés en plusieurs types en dehors de l'accumulateur tel que B, C, D, E, H et L. Ceux-ci sont utilisés comme registres à 8 bits autrement couplés pour stocker les 16 bits de données. Les couples autorisés sont BC, DE & HL, et les registres W & Z à court terme sont utilisés dans le processeur et ne peuvent pas être utilisés avec le développeur.

Registres à usage spécial

Ces registres sont classés en quatre types à savoir compteur de programme, pointeur de pile, registre d'incrémentation ou de décrémentation, tampon d'adresse ou tampon de données.

Compteur de programme

Il s'agit du premier type de registre à usage spécial et considère que l'instruction est exécutée par le microprocesseur. Lorsque l'ALU a terminé l'exécution de l'instruction, le microprocesseur recherche d'autres instructions à exécuter. Ainsi, il sera nécessaire de conserver la prochaine adresse d'instruction à exécuter afin de gagner du temps. Le microprocesseur augmente le programme lorsqu'une instruction est en cours d'exécution, de sorte que la position du compteur de programme à l'adresse de mémoire d'instruction suivante va être effectuée ...

Pointeur de pile en 8085

Le SP ou pointeur de pile est un registre 16 bits et fonctionne de manière similaire à une pile, qui est constamment augmentée ou diminuée avec deux tout au long des processus push et pop.

Registre d'incrémentation ou de décrémentation

Le contenu du registre à 8 bits ou bien une position mémoire peut être augmenté ou diminué avec un. Le registre 16 bits est utile pour incrémenter ou décrémenter un programme compteurs ainsi que le contenu du registre du pointeur de pile avec un. Cette opération peut être effectuée sur n'importe quelle position mémoire ou n'importe quel type de registre.

Tampon d'adresse et tampon de données d'adresse

Le tampon d'adresses stocke les informations copiées de la mémoire pour l'exécution. La mémoire et les puces d'E / S sont associées à ces bus, le CPU peut alors remplacer les données préférées par des puces d'E / S et la mémoire.

Bus d'adresse et bus de données

Le bus de données est utile pour transporter les informations connexes qui doivent être stockées. Il est bidirectionnel, mais le bus d'adresse indique la position où il doit être stocké et il est unidirectionnel, utile pour transmettre les informations ainsi que les périphériques d'entrée / sortie d'adresse.

Unité de chronométrage et de contrôle

L'unité de synchronisation et de commande peut être utilisée pour fournir le signal à l'architecture de microprocesseur 8085 pour réaliser les processus particuliers. Les unités de temporisation et de contrôle sont utilisées pour contrôler les circuits internes et externes. Ceux-ci sont classés en quatre types, à savoir les unités de contrôle telles que RD 'ALE, READY, WR', les unités d'état telles que S0, S1 et IO / M ', DM comme HLDA et l'unité HOLD, les unités RESET telles que RST-IN et RST-OUT. .

Diagramme des broches

Ce 8085 est un microprocesseur à 40 broches où ceux-ci sont classés en sept groupes. Avec le diagramme de broches du microprocesseur 8085 ci-dessous, la fonctionnalité et le but peuvent être facilement connus.

Schéma des broches 8085

Schéma des broches 8085

Bus de données

Les broches de 12 à 17 sont les broches de bus de données qui sont AD0- À7, cela transporte le bus de données et d'adresses de 8 bits, considérable et minimal.

Bus d'adresse

Les broches de 21 à 28 sont les broches de bus de données qui sont A8- Àquinze, il transporte le bus de données et d'adresses 8 bits le plus important.

État et signaux de contrôle

Afin de connaître le comportement de l'opération, ces signaux sont principalement considérés. Dans les appareils 8085, il y a 3 signaux de commande et d'état.

RD - C'est le signal utilisé pour la régulation de l'opération READ. Lorsque la broche passe en bas, cela signifie que la mémoire choisie est lue.

WR - C'est le signal utilisé pour la régulation du fonctionnement WRITE. Lorsque la broche passe au niveau bas, cela signifie que les informations du bus de données sont écrites dans l'emplacement de mémoire choisi.

MAIS - ALE correspond au signal d'activation de verrouillage d'adresse. Le signal ALE est élevé au moment du cycle d’horloge initial de la machine et cela permet aux 8 derniers bits de l’adresse de se verrouiller avec la mémoire ou le verrou externe.

JE SUIS - C'est le signal d'état qui reconnaît si l'adresse à attribuer aux E / S ou aux périphériques de mémoire.

PRÊT - Cette broche permet de spécifier si le périphérique est capable de transférer des informations ou non. Lorsque cette broche est haute, elle transfère des données et si elle est basse, le dispositif à microprocesseur doit attendre que la broche passe à un état haut.

S0et S1 broches - Ces broches sont les signaux d'état qui définissent les opérations ci-dessous et ce sont:

S0 S1 Fonctionnalités Oui
00Arrêter
10Écrivez
01Lire
11Aller chercher

Signaux d'horloge

CLK - C'est le signal de sortie qui est la broche 37. Ceci est utilisé même dans d'autres circuits intégrés numériques. La fréquence du signal d'horloge est similaire à la fréquence du processeur.

X1 et X2 - Ce sont les signaux d’entrée aux broches 1 et 2. Ces broches ont des connexions avec l’oscillateur externe qui fait fonctionner le système de circuits interne de l’appareil. Ces broches sont utilisées pour la génération de l'horloge requise pour la fonctionnalité du microprocesseur.

Réinitialiser les signaux

Il y a deux broches de réinitialisation qui sont Reset In et Reset Out aux broches 3 et 36.

RÉINITIALISER - Cette broche signifie la remise à zéro du compteur de programme. En outre, cette broche réinitialise les bascules HLDA et les broches IE. L'unité de traitement de contrôle sera dans un état de réinitialisation jusqu'à ce que RESET ne soit pas déclenché.

RÉINITIALISER - Cette broche signifie que le CPU est en condition de réinitialisation.

Signaux d'entrée / sortie série

SID - Il s'agit du signal de ligne de données d'entrée série. Les informations présentes sur cette ligne de données sont prises en compte dans le 7ebit de l'ACC lorsque la fonctionnalité RIM est exécutée.

GAZON - Il s'agit du signal de ligne de données de sortie série. L'ACC 7ebit est la sortie sur la ligne de données SOD lorsque la fonctionnalité SIIM est exécutée.

Signaux déclenchés de l'extérieur et interrompt

HLDA - C'est le signal d'acquittement HOLD qui signifie le signal reçu de demande HOLD. Lorsque la demande est supprimée, la broche passe à un état bas. C'est la broche de sortie.

TENIR - Cette broche indique que l'autre appareil doit utiliser des bus de données et d'adresses. C'est la broche d'entrée.

INTA - Cette broche est l'acquittement d'interruption qui est dirigé par le dispositif à microprocesseur après la réception de la broche INTR. C'est la broche de sortie.

DANS - Il s'agit du signal de demande d'interruption. Il a une priorité minimale par rapport aux autres signaux d'interruption.

Signal d'interruption Emplacement de l'instruction suivante
PIÉGER0024
7,5 RST003C
RST 6.50034
RST 5,5002C

PIÈGE, RST 5.5, 6.5, 7.5 - Ce sont toutes les broches d'interruption d'entrée. Lorsqu'une des broches d'interruption est reconnue, le signal suivant a fonctionné à partir de la position constante dans la mémoire sur la base du tableau ci-dessous:

La liste de priorité de ces signaux d'interruption est

TRAP - Plus haut

RST 7,5 - Élevé

RST 6.5 - Moyen

RST 5,5 - Faible

INTR - le plus bas

Les signaux d'alimentation sont Vcc et Vss qui sont + 5V et broches de masse.

8085 Interruption du microprocesseur

8085 Interruption du microprocesseur

Diagramme de synchronisation du microprocesseur 8085

Pour bien comprendre le fonctionnement et les performances du microprocesseur, le chronogramme est l'approche la plus appropriée. En utilisant le chronogramme, il est facile de connaître les fonctionnalités du système, les fonctionnalités détaillées de chaque instruction et de l'exécution, etc. Le chronogramme est la représentation graphique des instructions en étapes correspondant au temps. Cela signifie le cycle d'horloge, la période, le bus de données, le type d'opération tel que RD / WR / Status et le cycle d'horloge.

Dans l'architecture du microprocesseur 8085, nous examinerons ici les chronogrammes des E / S RD, des E / S WR, de la mémoire RD, de la mémoire WR et de la récupération de l'opcode.

Récupération du code d'opération

Le chronogramme est:

Opcode Fetch dans le microprocesseur 8085

Opcode Fetch dans le microprocesseur 8085

Lecture d'E / S

Le chronogramme est:

Lecture d

Lecture d'entrée

E / S écriture

Le chronogramme est:

Écriture d

Écriture d'entrée

Lecture de la mémoire

Le chronogramme est:

Lecture de la mémoire

Lecture de la mémoire

Écriture en mémoire

Le chronogramme est:

Ecriture mémoire dans le microprocesseur 8085

Ecriture mémoire dans le microprocesseur 8085

Pour tous ces chronogrammes, les termes couramment utilisés sont:

RD - Lorsqu'il est haut, cela signifie que le microprocesseur ne lit aucune donnée, ou lorsqu'il est bas, cela signifie que le microprocesseur lit les données.

WR - Lorsqu'il est haut, cela signifie que le microprocesseur n'écrit aucune donnée, ou lorsqu'il est bas, cela signifie que le microprocesseur écrit des données.

JE SUIS - Lorsqu'il est haut, cela signifie que l'appareil effectue une opération d'E / S, ou lorsqu'il est bas, cela signifie que le microprocesseur effectue une opération mémoire.

MAIS - Ce signal implique une disponibilité d'adresse valide. Lorsque le signal est haut, il fonctionne comme un bus d'adresse, ou lorsqu'il est bas, il fonctionne comme un bus de données.

S0 et S1 - Signifie le type de cycle de machine en cours.

Considérez le tableau ci-dessous:

Signaux d'état Signaux de contrôle
Cycle de la machineJE SUIS 'S1S0RD »WR 'INTA »
Récupération de l'opcode011011
Lecture de la mémoire010011
Écriture en mémoire001101
Lecture d'entrée110011
Écriture d'entrée101101

Jeu d'instructions du microprocesseur 8085

Le jeu d'instructions de 8085 L'architecture du microprocesseur n'est rien d'autre que des codes d'instructions utilisés pour accomplir une tâche exacte, et les jeux d'instructions sont classés en différents types, à savoir les instructions de contrôle, logiques, de branchement, arithmétique et de transfert de données.

Modes d'adressage de 8085

Les modes d'adressage du 8085 microprocesseurs peuvent être définies comme les commandes offertes par ces modes qui sont utilisées pour désigner les informations sous différentes formes sans altérer le contenu. Ceux-ci sont classés en cinq groupes à savoir les modes d'adressage immédiat, de registre, direct, indirect et implicite.

Mode d'adressage immédiat

Ici, l'opérande source est l'information. Lorsque l'information est de 8 bits, alors l'instruction est de 2 octets. Ou bien lorsque l'information est de 16 bits, alors l'instruction est de 3 octets.

Considérez les exemples ci-dessous:

MVI B 60 - Cela implique de déplacer rapidement la date 60H dans le registre B

Adresse JMP - Cela implique un saut rapide de l'adresse d'opérande

Enregistrer le mode d'adressage

Ici, les informations à exploiter sont présentes dans les registres et les opérandes sont les registres. Ainsi, l'opération a lieu à l'intérieur de plusieurs registres du microprocesseur.

Considérez les exemples ci-dessous:

INR B - Cela implique d'incrémenter le contenu du registre B d'un bit

MOV A, B - Cela implique le déplacement du contenu du registre B vers A

ADD B - Cela implique que le registre A et le registre B sont ajoutés et accumule la sortie dans A

Adresse JMP - Cela implique un saut rapide de l'adresse d'opérande

Mode d'adressage direct

Ici, les informations qui doivent être exploitées sont présentes dans l'emplacement mémoire, et l'opérande est directement considéré comme l'emplacement mémoire.

Considérez les exemples ci-dessous:

LDA 2100 - Cela implique de charger le contenu de l'emplacement mémoire dans l'accumulateur A

IN 35 - Cela implique la lecture des informations du port qui a l'adresse 35

Mode d'adressage indirect

Ici, les informations qui doivent être exploitées sont présentes dans l'emplacement de mémoire, et l'opérande est indirectement considéré comme la paire de registres.

Considérez les exemples ci-dessous:

LDAX B - Cela implique de déplacer le contenu du registre B-C vers l'accumulateur
LXIH 9570 - Cela implique le chargement immédiat de la paire H-L avec l'adresse de l'emplacement 9570

Mode d'adressage implicite

Ici, l'opérande est masqué et les informations à exploiter sont présentes dans les données elles-mêmes.

Des exemples sont:

RRC - Implique de faire tourner l'accumulateur A dans la bonne position d'un bit

RLC - Implique de faire tourner l'accumulateur A en position gauche d'un bit

Applications

Avec le développement des dispositifs à microprocesseurs, il y a eu une énorme transition et un changement dans la vie de nombreuses personnes dans de multiples industries et domaines. En raison de la rentabilité, du poids minimal et de l’utilisation d’une puissance minimale de l’appareil, ces microprocesseurs sont très utilisés ces jours-ci. Aujourd'hui, considérons le applications de l'architecture microprocesseur 8085 .

Comme l'architecture du microprocesseur 8085 est incluse avec le jeu d'instructions qui contient plusieurs instructions de base telles que Jump, Add, Sub, Move et autres. Avec ce jeu d'instructions, les instructions sont composées dans un langage de programmation qui est compréhensible par le dispositif opérationnel et exécute de nombreuses fonctionnalités telles que l'addition, la division, la multiplication, le déplacement pour porter, et bien d'autres. Encore plus compliqué peut également être fait grâce à ces microprocesseurs.

Applications d'ingénierie

Les applications qui utilisent le microprocesseur sont dans les dispositifs de gestion du trafic, les serveurs de système, les équipements médicaux, les systèmes de traitement, les ascenseurs, les énormes machines, les systèmes de protection, le domaine d'enquête et dans quelques systèmes de verrouillage, ceux-ci ont une entrée et une sortie automatiques.

Domaine médical

La principale utilisation des microprocesseurs dans l'industrie médicale se situe dans la pompe à insuline où le microprocesseur régule cet appareil. Il exploite plusieurs fonctionnalités telles que le stockage des calculs, le traitement des informations reçues des biocapteurs et l'examen des résultats.

la communication

  • Dans le domaine de la communication, l'industrie de la téléphonie est également la plus cruciale et la plus enrichissante. Ici, les microprocesseurs sont utilisés dans les systèmes téléphoniques numériques, les modems, les câbles de données, les centraux téléphoniques et bien d'autres.
  • L'application du microprocesseur dans le système satellite, la télévision a permis la possibilité de téléconférence également.
  • Même dans les systèmes d'enregistrement des compagnies aériennes et ferroviaires, des microprocesseurs sont utilisés. LAN et WAN pour établir la communication de données verticales à travers les systèmes informatiques.

Électronique

Le cerveau de l'ordinateur est la technologie des microprocesseurs. Ceux-ci sont implémentés dans les différents types de systèmes comme dans les micro-ordinateurs à la gamme des supercalculateurs. Dans l'industrie du jeu, de nombreuses instructions de jeu sont développées à l'aide d'un microprocesseur.

Téléviseurs, Ipad, commandes virtuelles comprennent même ces microprocesseurs pour exécuter des instructions et des fonctionnalités complexes.

Ainsi, tout cela concerne l'architecture de microprocesseur 8085. À partir des informations ci-dessus enfin, nous pouvons conclure que Caractéristiques du microprocesseur 8085 s'il s'agit d'un microprocesseur 8 bits, entouré de 40 broches, utilise une tension d'alimentation de + 5V pour l'opération. Il se compose du pointeur de pile 16 bits et du compteur de programme, et de jeux de 74 instructions, et bien d'autres. Voici une question pour vous, quel est le Simulateur de microprocesseur 8085 ?