đồ án vi mạch hệ vi xử lý 8085A, chương 2

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

232
lượt xem 99
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đặc điểm quan trọng nhất của Vi xử lý là chiều dài từ dữ liệu. Vi xử lý đầu tiên có chiều dài từ dữ liệu là 4 bit, các Vi xử lý sau này có chiều dài từ dữ liệu là 8 bit, 16 bit, 32 bit và 64 bit. Độ dài của từ dữ liệu nói lên tốc độ làm việc và khả năng truy xuất bộ nhớ của Vi xử lý. Nếu Vi xử lý có chiều dài từ dữ liệu lớn thì tốc độ xử lý công việc nhanh và khả năng truy xuất bộ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: đồ án vi mạch hệ vi xử lý 8085A, chương 2

Chương 2: Caùc ñaëc ñieåm beân trong cuûa Vi xöû lyù a. Chieàu daøi töø döõ lieäu: Ñaëc ñieåm quan troïng nhaát cuûa Vi xöû lyù laø chieàu daøi töø döõ lieäu. Vi xöû lyù ñaàu tieân coù chieàu daøi töø döõ lieäu laø 4 bit, caùc Vi xöû lyù sau naøy coù chieàu daøi töø döõ lieäu laø 8 bit, 16 bit, 32 bit vaø 64 bit. Ñoä daøi cuûa töø döõ lieäu noùi leân toác ñoä laøm vieäc vaø khaû naêng truy xuaát boä nhôù cuûa Vi xöû lyù. Neáu Vi xöû lyù coù chieàu daøi töø döõ lieäu lôùn thì toác ñoä xöû lyù coâng vieäc nhanh vaø khaû naêng truy xuaát boä nhôù lôùn, ñöôïc duøng trong caùc coâng vieäc xöû lyù döõ lieäu, ñieàu khieån phöùc taïp. Neáu Vi xöû lyù coù chieàu daøi töø döõ lieäu nhoû hôn thì seõ coù toác ñoä xöû lyù coâng vieäc chaäm hôn vaø khaû naêng truy xuaát boä nhôù cuõng bò haïn cheá hôn, ñöôïc duøng trong caùc coâng vieäc ñieàu khieån vaø xöû lyù ñôn giaûn. Caùc Vi xöû lyù 8 bit nhö: 8080A, 8085A cuûa Intel; MC6800, MC6802 cuûa Motorola; Z80 cuûa Zilog; TMS9985 cuûa Texas Instrument; ... Caùc Vi xöû lyù 16 bit nhö 8086, 8088 cuûa Intel; MC68000 cuûa Motorola; Z8000 cuûa Zilog; ... b. Ñoä daøi töø ñòa chæ: Dung löôïng boä nhôù maø Vi xöû lyù coù theå truy xuaát laø moät phaàn trong caáu truùc cuûa Vi xöû lyù. Ñeå truy xuaát ñöôïc boä nhôù thì Vi xöû lyù phaûi bieát ñöôïc ñòa chæ cuûa töøng oâ nhôù cuï theå, ñòa chæ cuûa oâ nhôù ñöôïc xaùc ñònh baèng töø ñòa chæ. Ñoä daøi cuûa töø ñòa chæ cho bieát soá löôïng oâ nhôù maø Vi xöû lyù coù theå lieân heä tröïc tieáp, ñoä daøi cuûa caùc thanh ghi raát caàn thieát cho vieäc ñònh ñòa chæ cuõng phaûi coù khaû naêng töông öùng.
c. Toác ñoä laøm vieäc: Taàn soá xung clock cung caáp cho Vi xöû lyù laøm vieäc quyeát ñònh toác ñoä laøm vieäc cuûa Vi xöû lyù, toác ñoä naøy ñöôïc cho bôûi nhaø cheá taïo. Toác ñoä xung clock caøng cao thì Vi xöû lyù laøm vieäc vôùi toác ñoä caøng lôùn vaø khaû naêng xöû lyù leänh caøng nhanh. d. Caùc thanh ghi: Trong caáu truùc cuûaVi xöû lyù, caùc thanh ghi giöõ moät vai troø quan troïng, chuùng ñöôïc duøng ñeå xöû lyù döõ lieäu. Coù nhieàu loaïi thanh ghi trong Vi xöû lyù vôùi caùc chöùc naêng khaùc nhau, soá löôïng thanh ghi ñoùng vai troø raát quan troïng ñoái vôùi Vi xöû lyù vaø ngöôøi laäp trình. Neáu Vi xöû lyù coù soá löôïng thanh ghi caøng nhieàu thì ngöôøi laäp trình coù theå vieát caùc chöông trình ñieàu khieån Vi xöû lyù ñôn giaûn hôn bôûi vieäc söû duïng caùc thanh ghi ñöôïc linh ñoäng vaø ña daïng, ñieàu naøy laøm taêng toác ñoä vaø khaû naêng xöû lyù chöông trình cuûa Vi xöû lyù. e. Taäp leänh: Baát kì moät Vi xöû lyù naøo muoán hoaït ñoäng ñöôïc thì phaûi coù taäp leänh. Do caáu taïo phaàn cöùng khaùc nhau neân moãi Vi xöû lyù coù taäp leänh khaùc nhau. Taäp leänh cuûa Vi xöû lyù laø moät trong nhöõng yeáu toá cô baûn ñeå ñaùnh giaù toác ñoä laøm vieäc cuûa Vi xöû lyù. Neáu Vi xöû lyù coù nhieàu maïch ñieän logic beân trong ñeå thöïc hieän thì soá löôïng leänh ñieàu khieån cuûa Vi xöû lyù caøng nhieàu, khi ñoù Vi xöû lyù caøng lôùn vaø ñoä phöùc taïp caøng lôùn. Taäp leänh cuûa Vi xöû lyù caøng nhieàu thì raát coù ích cho ngöôøi laäp trình khi vieát chöông trình ñieàu khieån cho Vi xöû lyù.
3. Vi xöû lyù 8 bit: Moãi loaïi Vi xöû lyù seõ coù caáu truùc khaùc nhau nhöng thöôøng coù caùc khoái chính nhö sau: - Khoái ñôn vò soá hoïc/logic (ALU - Arithmetic Logic Unit). - Caùc thanh ghi (Registers). - Khoái ñieàu khieån logic (Control Logic). Chöùc naêng vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa caùc khoái nhö sau: a. Khoái Ñôn vò soá hoïc-logic (ALU - Arithmetic Logic Unit): Ñaây laø khoái quan troïng nhaát cuûa Vi xöû lyù, khoái naøy chöùa caùc maïch ñieän logic coù chöùc naêng chính laø laøm thay ñoåi döõ lieäu. ALU coù hai ngoõ vaøo laø IN, ñoù chính laø caùc ngoõ vaøo döõ lieäu cho ALU xöû lyù vaø moät ngoõ ra OUT laø ngoõ ra keát quaû döõ lieäu ñaõ ñöôïc ALU xöû lyù. Döõ lieäu tröôùc khi ñöa vaøo ALU ñöôïc chöùa ôû thanh ghi ñeäm laø TEMP1 vaø TEMP2. Thoâng thöôøng, ALU luoân laáy döõ lieäu töø moät thanh ghi ñaëc bieät coù teân goïi laø Boä tích luõy (Accumulator). Ngoõ ra OUT cho pheùp ALU coù theå gôûi döõ lieäu ñaõ ñöôïc xöû lyù leân bus döõ lieäu beân trong Vi xöû lyù, do ñoù thieát bò naøo keát noái vôùi bus ñeàu coù theå nhaän döõ lieäu naøy, thöôøng thì ALU gôûi döõ lieäu ñaõ ñöôïc xöû lyù tôùi Boä tích luõy. Khoái ALU coù theå thöïc hieän caùc pheùp tính vaø xöû lyù sau: Add Subtract And Or Exclusive Or Shift right Shift left Increment Decrement Complement External input & output 16 bit control lines Address Bus Memory Address Accumulator Status Register (A) Register
Sô ñoà khoái cuûa moät Vi xöû lyù 8 bit. b. Caùc thanh ghi (Registers): Caùc thanh ghi cô baûn luoân coù trong moät Vi xöû lyù laø A, PC, SP, F, caùc thanh ghi thoâng duïng laø B, C, D, E, thanh ghi leänh, thanh ghi ñòa chæ.
Thanh ghi A (Accumulator): hay boä tích luõy, ñaây laø thanh ghi quan troïng cuûa Vi xöû lyù, noù coù chöùc naêng laø löu tröõ döõ lieäu khi tính toaùn. Haàu heát caùc pheùp tính logic vaø soá hoïc ñeàu dieãn ra giöõa thanh ghi naøy vaø ALU. Noù coù chöùc naêng quan troïng khaùc laø truyeàn döõ lieäu töø oâ nhôù hay töø caùc thanh ghi beân trong ra caùc thieát bò ngoaïi vi. Thanh ghi PC (Program Counter): hay boä ñeám chöông trình, laø thanh ghi cô baûn cuûa Vi xöû lyù. Chöùc naêng cuûa thanh ghi PC laø quaûn lyù leänh ñang thöïc hieän vaø leänh seõ ñöôïc thöïc hieän tieáp theo. Tröôùc khi Vi xöû lyù thöïc hieän moät chöông trình thì thanh ghi PC phaûi ñöôïc naïp moät con soá, ñoù chính laø ñòa chæ cuûa oâ nhôù chöùa leänh ñaàu tieân cuûa chöông trình. Sau thöïc hieän vieäc ñoùn leänh töø boä nhôù, Vi xöû lyù seõ töï ñoäng taêng noäi dung PC ñeå chuaån bò ñoùn leänh keá, PC chæ taêng khi Vi xöû lyù baét ñaàu thöïc hieän leänh ñoùn tröôùc ñoù. Thanh ghi traïng thaùi (Status Register): coøn ñöôïc goïi laø thanh ghi côø (Flag Register), duøng ñeå löu tröõ keát quaû cuûa moät soá leänh kieåm tra coù aûnh höôûng ñeán thanh ghi naøy. Caùc bit thöôøng coù trong thanh ghi côø laø: - Bit Carry “C”: khi keát quaû traøn thì C = 1, ngöôïc laïi C = 0. - Bit Zero “Z” : keát quaû baèng 0 thì Z = 1, ngöôïc laïi Z = 0. - Bit Negative “N”: khi bit MSB cuûa thanh ghi laø 1 thì N = 1, ngöôïc laïi N = 0. - Bit Intermediate Carry “I”: gioáng nhö bit Carry nhöng chæ coù taùc duïng vôùi pheùp coäng hay tröø treân 4 bit thaáp. - Bit Interupt Flag “IF”: IF = 1 khi ngöôøi laäp trình cho pheùp ngaét, ngöôïc laïi IF = 0.
- Bit Overflow “O”: O = 1 khi bit Carry cuûa pheùp toaùn coäng vôùi bit daáu cuûa döõ lieäu. - Bit Parity “P”: P = 1 khi keát quaû pheùp toaùn laø soá chaün, ngöôïc laïi P = 0. Thanh ghi con troû ngaên xeáp SP (Stack Pointer): chöùc naêng cuûa thanh ghi con troû ngaên xeáp laø quaûn lyù boä nhôù ngaên xeáp khi coù döõ lieäu ñöôïc löu tröõ taïm thôøi vaøo ngaên xeáp. Cuõng gioáng nhö PC, SP cuõng töï ñoäng chæ ñeán oâ nhôù keá. Caùc döõ lieäu chöùa trong ngaên xeáp ñöôïc toå chöùc theo nguyeân taéc vaøo sau ra tröôùc (LIFO: Last In First Out). Trong haàu heát caùc Vi xöû lyù, SP töï giaûm sau khi thöïc hieän leänh caát giöõ döõ lieäu vaøo ngaên xeáp vaø ngöôïc laïi SP seõ töï taêng leân ñeå chæ ñeán oâ nhôù tieáp theo trong ngaên xeáp sau khi Vi xöû lyù thöïc hieän leänh laáy döõ lieäu ra khoûi ngaên xeáp. Vì theá giaù trò cho SP khi thieát laäp thöôøng laø ñòa chæ cuoái cuøng cuûa boä nhôù. Quaù trình naøy do ngöôøi laäp trình thieát laäp ñöôïc goïi laø khôûi taïo con troû ngaên xeáp. Neáu khoâng ñöôïc khôûi taïo, con troû ngaên xeáp seõ chæ ñeán moät oâ nhôù ngaãu nhieân. Khi ñoù döõ lieäu caát vaøo ngaên xeáp coù theå ghi ñeø leân döõ lieäu khaùc laøm chöông trình xöû lyù sai. Thanh ghi ñòa chæ (Address Register): khi Vi xöû lyù caàn truy xuaát boä nhôù, thanh ghi ñòa chæ phaûi taïo ra ñuùng ñòa chæ maø Vi xöû lyù mong muoán. Ngoõ ra cuûa thanh ghi ñòa chæ ñöôïc ñaët leân bus ñòa chæ, bus ñòa chæ duøng ñeå löïa choïn moät oâ nhôù hay moät port I/O caàn truy xuaát. Thanh ghi leänh (Instruction Register): duøng ñeå chöùa leänh Vi xöû lyù ñang thöïc hieän. Thanh ghi naøy do Vi xöû lyù söû duïng, ngöôøi laäp trình khoâng söû duïng. Thanh ghi chöùa döõ lieäu taïm thôøi (Temporary Register): duøng ñeå ALU thöïc hieän caùc pheùp toaùn xöû lyù döõ lieäu, ngöôøi laäp trình khoâng söû duïng thanh ghi naøy.