La arquitectura del microprocesador 8085: su funcionamiento y sus aplicaciones

La primera invención del circuito integrado fue en 1959 y esto conmemoró la historia de los microprocesadores. Y el primer microprocesador que se inventó fue Intel 4004 en 1971. Incluso se le llama unidad central de procesamiento (CPU) donde se integran múltiples componentes periféricos de computadora en un solo chip. Esto incluye registros, bus de control, reloj, ALU, sección de control y unidad de memoria. Pasando muchas generaciones, la generación actual del microprocesador fue capaz de realizar tareas informáticas altas que también utilizan procesadores de 64 bits. Esta es una breve revisión de los microprocesadores y el tipo que vamos a discutir hoy es la arquitectura del microprocesador 8085.

¿Qué es el microprocesador 8085?

En general, el 8085 es un microprocesador de 8 bits y fue lanzado por el equipo de Intel en 1976 con la ayuda de la tecnología NMOS. Este procesador es la versión actualizada del microprocesador. Las configuraciones del microprocesador 8085 incluyen principalmente bus de datos de 8 bits, bus de direcciones de 16 bits, contador de programa-16 bits, puntero de pila de 16 bits, ahorra suministro de voltaje de 8 bits, +5 V y funciona a CLK de segmento único de 3,2 MHz. Las aplicaciones del microprocesador 8085 están involucradas en hornos de microondas, lavadoras, aparatos, etc. caracteristicas del microprocesador 8085 son los siguientes:

• Este microprocesador es un dispositivo de 8 bits que recibe, opera o produce información de 8 bits en un enfoque simultáneo.
• El procesador consta de líneas de datos y direcciones de 16 y 8 bits y, por lo tanto, la capacidad del dispositivo es de 2^dieciséis es decir, 64 KB de memoria.
• Está hecho de un solo dispositivo de chip NMOS y tiene 6200 transistores
• Hay un total de 246 códigos operativos y 80 instrucciones
• Como el microprocesador 8085 tiene líneas de dirección de entrada/salida de 8 bits, tiene la capacidad de direccionar 2⁸ = 256 puertos de entrada y salida.
• Este microprocesador está disponible en un paquete DIP de 40 pines
• Para transferir gran cantidad de información de E/S a la memoria y de memoria a E/S, el procesador comparte su bus con el controlador DMA.
• Tiene un enfoque en el que puede mejorar el mecanismo de manejo de interrupciones.
• Un procesador 8085 puede incluso usarse como una microcomputadora de tres chips usando soporte para los circuitos 8355 IC y 8155 IC.
• Tiene un generador de reloj interno.
• Opera en un ciclo de reloj que tiene un ciclo de trabajo del 50%

La arquitectura del microprocesador 8085

La arquitectura del microprocesador 8085 incluye principalmente la unidad de sincronización y control, la unidad aritmética y lógica, el decodificador, el registro de instrucción, el control de interrupción, una tabla de registros, el control de entrada/salida serial. La parte más importante del microprocesador es la unidad central de procesamiento.

Funcionamiento del microprocesador 8085

La operación principal de ALU es tanto aritmética como lógica, lo que incluye sumas, incrementos, restas, decrementos, operaciones lógicas como AND, OR, Ex-OR, complemento, calificación, desplazamiento a la izquierda o desplazamiento a la derecha. Los registros temporales y los acumuladores se utilizan para mantener la información durante las operaciones y luego el resultado se almacenará en el acumulador. Las distintas banderas se ordenan o reorganizan según el resultado de la operación.

Registros de banderas

Los registros de la bandera de microprocesador 8085 se clasifican en cinco tipos, a saber, signo, cero, acarreo auxiliar, paridad y acarreo. Las posiciones de bits reservadas para este tipo de banderas. Después de la operación de una ALU, cuando el resultado del bit más significativo (D7) es uno, se establecerá la bandera de signo. Cuando la operación de resultado de ALU es cero, se establecerán los indicadores cero. Cuando el resultado no es cero, las banderas de cero se restablecerán.

En un proceso aritmético, cada vez que se produce un acarreo con el menor nibble, se establecerá una bandera de acarreo de tipo auxiliar. Después de una operación ALU, cuando el resultado sea un número par, se establecerá el indicador de paridad, de lo contrario se reiniciará. Cuando un proceso aritmético da como resultado un acarreo, la bandera de acarreo se establecerá o se reiniciará. Entre los cinco tipos de banderas, la bandera de tipo AC se usa en el interior destinado a la aritmética BCD y las otras cuatro banderas se usan con el desarrollador para garantizar las condiciones del resultado de un proceso.

Unidad de control y sincronización

La unidad de control y sincronización coordina todas las acciones del microprocesador por el reloj y da las señales de control que son necesarias para la comunicación entre el microprocesador y los periféricos.

Decodificador y registro de instrucciones
A medida que se obtiene un comando de la memoria, se ubica en el registro de instrucciones y se codifica y decodifica en varios ciclos del dispositivo.

salvar la bahía

Los registros programables de propósito general se clasifican en varios tipos además del acumulador, como B, C, D, E, H y L. Estos se utilizan como registros de 8 bits acoplados para almacenar los 16 bits de datos. Los pares permitidos son BC, DE y HL, y los registros W y Z a corto plazo se usan en el procesador y no se pueden usar con el desarrollador.

Registros de propósito especial

Estos registros se clasifican en cuatro tipos, a saber, contador de programa, puntero de pila, registro de incremento o decremento, búfer de dirección o búfer de datos.

Contador de programa

Es el primer tipo de registro especializado y considera que la instrucción es ejecutada por el microprocesador. Cuando la ALU ha terminado de ejecutar la instrucción, el microprocesador busca otras instrucciones para ejecutar. Por lo tanto, habrá un requisito para mantener la siguiente dirección de instrucción para ejecutar con el fin de ahorrar tiempo. El microprocesador incrementa el programa cuando se está ejecutando una instrucción, por lo que se va a realizar la contraposición del programa a la dirección de memoria de la siguiente instrucción…

Puntero de pila en 8085

El SP o puntero de pila es un registro de 16 bits y funciona como una pila, que aumenta o disminuye constantemente en dos a lo largo de los procesos push y pop.

Registro de incremento o decremento

El contenido del registro de 8 bits o una posición de memoria se puede aumentar o disminuir en uno. El registro de 16 bits es útil para incrementar o disminuir los contadores del programa, así como el contenido del registro del puntero de pila con uno. Esta operación se puede realizar en cualquier posición de memoria o cualquier tipo de registro.

Búfer de direcciones y búfer de datos de direcciones

El búfer de direcciones almacena información copiada de la memoria para su ejecución. Los chips de memoria y E/S están asociados con estos buses; luego, la CPU puede reemplazar los datos preferidos con chips de E/S y memoria.

Bus de direcciones y bus de datos

El bus de datos es útil para transportar información relacionada que debe almacenarse. Es bidireccional, pero el bus de direcciones indica la posición donde debe almacenarse y es unidireccional, útil para transmitir información así como para dispositivos de entrada/salida de direcciones.

Unidad de sincronización y control

La unidad de sincronización y control se puede utilizar para suministrar la señal a la arquitectura del microprocesador 8085 para llevar a cabo los procesos particulares. Las unidades de temporización y control se utilizan para controlar circuitos internos y externos. Estos se clasifican en cuatro tipos, a saber, unidades de control como RD' ALE, READY, WR', unidades de estado como S0, S1 e IO/M', DM como HLDA y unidad HOLD, unidades RESET como RST-IN y RST-OUT. .

Diagrama de pines

Este 8085 es un microprocesador de 40 pines donde estos se clasifican en siete grupos. Con el siguiente diagrama de pines del microprocesador 8085, la funcionalidad y el propósito se pueden conocer fácilmente.

Bus de datos

Los pines 12 a 17 son los pines del bus de datos que son AD₀ - AD_sieteesto transporta el considerable bus mínimo de datos y direcciones de 8 bits.

bus de direcciones

Los pines 21 a 28 son los pines del bus de datos que son A₈ - A₁₅este transporta el bus de datos y direcciones de 8 bits más grande.

Señales de estado y control

Para conocer el comportamiento de la operación se consideran principalmente estas señales. En los dispositivos 8085 hay 3 señales de control y estado.

DR – Esta es la señal utilizada para la regulación de la operación READ. Cuando el pin se mueve hacia abajo, significa que se lee la memoria seleccionada.

WR – Esta es la señal utilizada para regular la operación de ESCRITURA. Cuando el pin baja, significa que la información del bus de datos se escribe en la ubicación de memoria elegida.

CERVEZA INGLESA – ALE es la señal de habilitación de bloqueo de dirección. La señal ALE es alta en el momento del ciclo de reloj inicial de la máquina y esto permite que los últimos 8 bits de la dirección se enganchen con la memoria o con el enganche externo.

E/S/M – Esta es la señal de estado que reconoce si la dirección debe asignarse a dispositivos de E/S o de memoria.

LISTO – Este pin se usa para especificar si el dispositivo puede transferir información o no. Cuando este pin está alto, está transfiriendo datos y si está bajo, el dispositivo del microprocesador debe esperar a que el pin pase a nivel alto.

S₀ y S₁ pines: estos pines son las señales de estado que definen las operaciones a continuación y son:

S0	S1	Rasgoallá
0	0	Deténgase
1	0	Escribir
0	1	Lirio
1	1	Ir a buscar

Señales de reloj

CLK - Esta es la señal de salida que es el pin 37. Esto se usa incluso en otros circuitos integrados digitales. La frecuencia de la señal del reloj es similar a la frecuencia del procesador.

X1 y X2 – Estas son las señales de entrada a los pines 1 y 2. Estos pines tienen conexiones con el oscilador externo que opera el sistema de circuitos internos del dispositivo. Estos pines se utilizan para generar el reloj requerido para la funcionalidad del microprocesador.

Restablecer señales

Hay dos pines de reinicio que son Reset In y Reset Out en los pines 3 y 36.

RESTABLECER EN – Este pin significa reinicio del contador del programa. Además, este pin restablece los flip-flops HLDA y los pines IE. La unidad de procesamiento de comandos estará en un estado de reinicio hasta que no se active RESET.

REINICIAR – Este pin significa que la CPU está en una condición de reinicio.

Señales de entrada/salida serie

S.I.D. – Esta es la señal de la línea de datos de entrada en serie. La información de esta fecha se tiene en cuenta dentro de los 7^mi Bit ACC cuando se está ejecutando la funcionalidad RIM.

CÉSPED – Esta es la señal de la línea de datos de salida en serie. Los ACC 7^mi bit es la salida en la línea de datos SOD cuando se está ejecutando la funcionalidad SIIM.

Señales e interrupciones activadas externamente

HLDA – Esta es la señal de acuse de recibo de ESPERA que significa la señal de solicitud de ESPERA recibida. Cuando se elimina la solicitud, el pin baja. Este es el pin de salida.

MANTENER – Este pin indica que el otro dispositivo necesita usar buses de datos y direcciones. Este es el pin de entrada.

INTA – Este pin es el reconocimiento de interrupción dirigido por el dispositivo de microprocesador después de recibir el pin INTR. Este es el pin de salida.

INTRO – Esta es la señal de solicitud de interrupción. Tiene prioridad mínima sobre otras señales de interrupción.

Señal de interrupción	Próximo lugar de instrucción
TRAMPA	0024
PRIMERA 7.5	003C
PRIMERA 6.5	0034
PRIMERA 5.5	002C

TRAMPA, PRIMERA 5.5, 6.5, 7.5 - Estos son todos los pines de interrupción de entrada. Cuando se reconoce uno de los pines de interrupción, la siguiente señal ha operado desde la posición constante en la memoria de acuerdo con la siguiente tabla:

La lista de prioridades de estas señales de interrupción es

TRAMPA - Más alta

RST 7.5 – Alto

RST 6.5 – Medio

RST 5.5 – Bajo

INTR: el más bajo

Las señales de potencia son vcc y versus que son pines de +5V y tierra.

Diagrama de tiempo del microprocesador 8085

Para comprender correctamente el funcionamiento y el rendimiento del microprocesador, el diagrama de tiempo es el enfoque más adecuado. Usando el diagrama de tiempo, es fácil conocer la funcionalidad del sistema, la funcionalidad detallada de cada instrucción y la ejecución, etc. El cronograma es la representación gráfica de las instrucciones en pasos correspondientes a la hora. Significa ciclo de reloj, período de tiempo, bus de datos, tipo de operación como RD/WR/Estado y ciclo de reloj.

En la arquitectura del microprocesador 8085, aquí veremos los diagramas de tiempo para RD I/O, WR I/O, memoria RD, memoria WR y búsqueda de código de operación.

Extraer códigos de operación

La línea de tiempo es:

Leer E/S

La línea de tiempo es:

E/S de escritura

La línea de tiempo es:

leyendo de memoria

La línea de tiempo es:

escribir en la memoria

La línea de tiempo es:

Para todos estos cronogramas, los términos comúnmente utilizados son:

DR – Cuando está alto, significa que el microprocesador no está leyendo ningún dato, o cuando está bajo, significa que el microprocesador está leyendo datos.

WR – Cuando está alto, significa que el microprocesador no está escribiendo ningún dato, o cuando está bajo, significa que el microprocesador está escribiendo datos.

E/S/M – Cuando está alto, significa que el dispositivo está realizando una operación de E/S, o cuando está bajo, significa que el microprocesador está realizando una operación de memoria.

CERVEZA INGLESA – Esta señal implica la disponibilidad de una dirección válida. Cuando la señal es alta, funciona como un bus de direcciones, o cuando es baja, funciona como un bus de datos.

S0 y S1 – Indica el tipo de ciclo de máquina en curso.

Considere la siguiente tabla:

	Señales de estado			Señales de control
Ciclo máquina	10/M'	S1	S0	RD'	WR'	INTA'
Recuperación de códigos de operación	0	1	1	0	1	1
leyendo de memoria	0	1	0	0	1	1
escribir en la memoria	0	0	1	1	0	1
Lectura de entrada	1	1	0	0	1	1
Escritura de entrada	1	0	1	1	0	1

Conjunto de instrucciones del microprocesador 8085

los conjunto de instrucciones 8085 La arquitectura del microprocesador no es más que códigos de instrucción utilizados para realizar una tarea exacta, y los conjuntos de instrucciones se clasifican en diferentes tipos, es decir, control, lógica, rama, aritmética y transferencia de datos.

8085 Modos de direccionamiento

Los modos de direccionamiento del 8085 microprocesadores se puede definir como los comandos ofrecidos por estos modos que se utilizan para designar información en diferentes formas sin alterar el contenido. Estos se clasifican en cinco grupos, a saber, modos de direccionamiento inmediato, de registro, directo, indirecto e implícito.

Modo de direccionamiento inmediato

Aquí, el operando fuente es información. Cuando la información es de 8 bits, entonces la instrucción es de 2 bytes. O cuando la información es de 16 bits, entonces la instrucción es de 3 bytes.

Considere los siguientes ejemplos:

MVI B 60: esto implica mover rápidamente la fecha 60H al registro B

Dirección JMP: esto implica un salto rápido de la dirección del operando

Guardar modo de direccionamiento

Aquí, la información que necesita ser operada está presente en los registros y los operandos son los registros. Así, la operación tiene lugar dentro de varios registros del microprocesador.

Considere los siguientes ejemplos:

INR B: esto implica incrementar el contenido del registro B en un bit

MOV A, B - Esto implica mover el contenido del registro B a A

ADD B: esto implica que se agreguen el registro A y el registro B y se acumule la salida en A

Dirección JMP: esto implica un salto rápido del operando de dirección

Modo de direccionamiento directo

Aquí, la información que debe explotarse está presente en la ubicación de la memoria, y el operando se considera directamente como la ubicación de la memoria.

Considere los siguientes ejemplos:

LDA 2100: implica cargar el contenido de la ubicación de la memoria en el acumulador A

IN 35 - Esto implica leer información del puerto que tiene la dirección 35

Modo de direccionamiento indirecto

Aquí, la información que debe operarse está presente en la ubicación de la memoria, y el operando se ve indirectamente como el par de registros.

Considere los siguientes ejemplos:

LDAX B: implica mover el contenido del registro BC al acumulador
LXIH 9570: implica la carga inmediata del par HL con la dirección de ranura 9570

Modo de direccionamiento implícito

Aquí, el operando está enmascarado y la información a utilizar está presente en los propios datos.

Los ejemplos son:

RRC - Implica la rotación del acumulador A a la posición correcta por un bit

RLC - Implica la rotación del acumulador A a la posición izquierda por un bit

Aplicaciones

Con el desarrollo de dispositivos basados ​​en microprocesadores, ha habido una gran transición y cambio en la vida de muchas personas en múltiples industrias y campos. Debido a la rentabilidad, el peso mínimo y el uso mínimo de energía del dispositivo, estos microprocesadores se utilizan ampliamente en la actualidad. Hoy, considere la aplicaciones de la arquitectura del microprocesador 8085.

Como la arquitectura del microprocesador 8085 está incluida en el conjunto de instrucciones que contiene varias instrucciones básicas como Jump, Add, Sub, Move y otras. Con este conjunto de instrucciones, las instrucciones se componen en un lenguaje de programación que es comprensible para el dispositivo operativo y realiza muchas funcionalidades, como suma, división, multiplicación, movimiento para realizar, etc. Aún más complicado también se puede hacer a través de estos microprocesadores.

Aplicaciones de ingeniería

Las aplicaciones que utilizan el microprocesador se encuentran en dispositivos de gestión de tráfico, servidores de sistemas, equipos médicos, sistemas de tratamiento, ascensores, máquinas gigantes, sistemas de protección, campo de investigación y en algunos sistemas de seguridad, cerraduras que tienen entrada y salida automática.

Dominio médico

El principal uso de los microprocesadores en la industria médica es en la bomba de insulina, donde el microprocesador regula este dispositivo. Explota múltiples funcionalidades como el almacenamiento de cálculos, el procesamiento de información recibida de biosensores y el examen de resultados.

Comunicación

• En el campo de la comunicación, la industria telefónica es la más crucial y también la más gratificante. Aquí, los microprocesadores se utilizan en sistemas telefónicos digitales, módems, cables de datos y centrales telefónicas, y muchos más.
• La aplicación del microprocesador en el sistema satelital de televisión también ha posibilitado la posibilidad de teleconferencias.
• Incluso en los sistemas de facturación de líneas aéreas y ferroviarias se utilizan microprocesadores. LAN y WAN para establecer comunicación vertical de datos a través de sistemas informáticos.

Electrónico

El cerebro de la computadora es tecnología de microprocesadores. Estos se implementan en diferentes tipos de sistemas, desde microcomputadoras hasta la gama de supercomputadoras. En la industria del juego, muchas instrucciones de juegos se desarrollan utilizando un microprocesador.

Los televisores, iPad, controles virtuales incluso incluyen estos microprocesadores para ejecutar instrucciones y funciones complicadas.

Así que esta es la arquitectura del microprocesador 8085. Finalmente, a partir de la información anterior, podemos concluir que Características del microprocesador 8085 Si es un microprocesador de 8 bits, rodeado de 40 pines, utiliza una tensión de alimentación de +5 V para su funcionamiento. Consiste en un puntero de pila de 16 bits y un contador de programa, 74 conjuntos de instrucciones y mucho más. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuál es el Simulador de microprocesador 8085?