Digital-electronics 简明教程
CPU Architecture
微处理器与传统计算机中使用的中央处理单元 CPU 同义。微处理器 (MPU) 充当执行以下任务的设备或设备组。
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Communicate with peripherals devices
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Provide timing signal
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Direct data flow
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根据存储器中的指令执行计算机任务
Flags
标志是可编程的。可以通过使用指令从寄存器存储和传输数据。ALU 包括五个触发器,这些触发器根据累加器和其他寄存器中的数据条件进行设置和复位。
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S (Sign) flag − 在执行算术运算之后,如果结果的位 D7 为 1,则设置符号标志。它用于有符号数。在给定的字节中,如果 D7 为 1 表示负数。如果它为零表示正数。
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Z (Zero) flag − 如果 ALU 运算结果为 0,则设置零标志。
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AC (Auxiliary Carry) flag − 在算术运算中,当位 D3 产生进位并传递给位 D4 时,设置 AC 标志。该标志仅在内部 BCD 运算中使用。
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P (Parity) flag − 在算术或逻辑运算之后,如果结果有偶数个 1,则设置标志。如果它有奇数个 1,则复位标志。
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C (Carry) flag − 如果算术运算结果为进位,则设置进位标志,否则复位。
Register Section
它基本上是一个存储设备,通过使用指令从寄存器传输数据。
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Stack Pointer (SP) - 堆指针也是一个用作内存指针的 16 位寄存器。它指向读/写内存中的一个内存位置,称为堆栈。在程序执行期间,有时会将数据存储在堆栈中。堆栈的开始定义为在堆栈指针中加载一个 16 位地址。
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Program Counter (PC) - 这个 16 位寄存器处理第四个操作以对指令的执行进行排序。此寄存器也是一个内存指针。内存位置具有 16 位地址。它用于存储执行地址。程序计数器的作用是从下一个字节将被提取的内存地址开始的。
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Storage registers - 这些寄存器在程序执行期间存储 8 位数据。这些寄存器标识为 B、C、D、E、H、L。它们可以组合为寄存器对 BC、DE 和 HL 执行一些 16 位操作。
Time and Control Section
此单元负责根据时钟脉冲同步微处理器操作,并生成微处理器和外围设备之间平稳通信所需的控制信号。RD 栏和 WR 栏信号是同步脉冲,指示数据是否在数据总线上可用。控制单元负责控制微处理器、存储器和外围设备之间的数据流。
PIN Diagram
所有信号都可以分为六组
Sr.No |
Group |
Description |
1 |
Address bus |
8085 微处理器具有 8 条信号线,A15 - A8,它们是单向的,用作高阶地址总线。 |
2 |
Data bus |
信号线 AD7 - AD0 是双向的,用于双重目的。它们用作低阶地址总线和数据总线。 |
3 |
Control signal and Status signal |
控制信号 RD bar − 这是一个读取控制信号(低电平有效)。如果它处于活动状态,则存储器读取数据。 WR bar − 这是一个写入控制信号(低电平有效)。它在写入选定存储器时处于活动状态。状态信号 ALE (Address Latch Enable) − 当 ALE 高时。8085 微处理器使用地址总线。当 ALE 低时。8085 微处理器使用数据总线。 IO/M bar − 这是一个状态信号,用于区分 i/o 和存储器操作。当它高时,表示 i/o 操作;当它低时,表示存储器操作。 S1 and S0 − 这些状态信号与 i/o 和存储器条类似,可以识别各种操作,但在小型系统中很少使用。 |
4 |
Power supply and frequency signal |
Vcc - +5v 电源。 Vss - 接地参考。 X, X - 一个晶体连接在这两个引脚上。频率在内部除以两个,在 3 MHz 的系统中工作,晶体的频率应为 6 MHz。 CLK out - 此信号可用作其他设备的系统时钟。 |
5 |
Externally initiated signal |
INTR (i/p) - 中断请求。 INTA bar (o/p) - 它用作确认中断。 TRAP (i/p) - 这是不可屏蔽中断,具有最高优先级。 HOLD (i/p) - 它用于暂停执行程序。 HLDA (o/p) - 暂停确认。 READY (i/p) - 此信号用于延迟微处理器读取或写入周期,直到响应速度慢的外围设备准备好接收或发送数据。 RESET IN bar - 当此引脚上的信号变低时,程序计数器将被设置为零,总线将变成三态,MPU 将被重置。 RESET OUT - 此信号表示 MPU 正在被重置。此信号可用于重置其他设备。 RST 7.5, RST 6.5, RST 5.5 (Request interrupt) - 它用于将程序控制转移到特定的内存位置。它们的优先级高于 INTR 中断。 |
6 |
Serial I/O ports |
8085 微处理器具有两个信号来实现串行传输,即串行输入数据和串行输出数据。 |
Variable Instruction Formats
这些指令格式是指令长度根据操作码和地址说明符而变化的。例如,VAX 指令在 1 到 53 字节之间变化,而 X86 指令在 1 到 17 字节之间变化。
Addressing Modes
寻址模式提供了处理器访问给定数据地址的不同方法。操作的数据存储在内存位置中,每条指令都需要某些要操作的数据。有各种指定数据地址的技术。这些技术称为寻址模式。
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Direct Addressing Mode − 在直接寻址模式中,操作数的地址在指令中给出,数据在指令中提供的存储器位置中可用。我们将把这个数据移动到所需位置。
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Indirect Addressing Mode − 间接寻址模式中,指令指定包含操作数地址的寄存器。内部 RAM 和外部 RAM 都可以通过间接寻址模式访问。
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Immediate addressing Mode − 直接寻址模式中,操作数中指定直接数据,它在累加器中移动数据。非常快。
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Relative Addressing Mode − 相对寻址模式中,有效地址由索引模式决定,使用程序计数器而不是通用处理器寄存器。该模式称为相对寻址模式。
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Index Addressing Mode − 索引寻址模式中,操作数的有效地址通过将内容值添加到寄存器的内容来生成。该模式称为索引寻址模式。