Συστήματα...

Συστήματα Μικροϋπολογιστών

Ο Μικροεπεξεργαστής 8085

K. ΠΕΚΜΕΣΤΖΗ

ΜΑΘΗΜΑ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Κ. ΠΕΚΜΕΣΤΖΗ

Άδεια Χρήσης

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.


Ο μΕ 8085

Εσωτερική Αρχιτεκτονική του 8085

Γενικά για την εκτέλεση εντολών (καταστάσεις – κύκλος μηχανής)

Οι εντολές του 8085

Ομάδα μετακίνησης δεδομένων

Ομάδα αριθμητικών – λογικών πράξεων

Ομάδα εντολών διακλάδωσης

Ομάδα εντολών σωρού, I/O και ελέγχου μηχανής


Αρχιτεκτονική 8085

μP ROM RAM I/O

SYSTEM BUS

IO/MRD WRIO/MRD WRIO/M RD

IN OUT


∆ιάδρομος Συστήματος

ΣΗΜΑ ΤΥΠΟΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗA0-A15 ∆ιεύθυνση (Έξοδος)

D0-D7 ∆εδομέναRD ΑνάγνωσηWR ΕγγραφήIO/M Ι/Ο ή μνήμηMEMR Ανάγν. ΜνήμηςMEMW Εγγρ. ΜνήμηςI/OR ΕίσοδοςI/OW ΈξοδοςReset Αρχικοποίηση (Είσοδος)

ΤΥΠΙΚΑ ΣΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ∆ΙΑ∆ΡΟΜΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ


∆ιαχωρισμός ∆ιεύθυνσης από ∆εδομένα

74LS373

A0-7

D0-7

A0-15

A8-15

LEOEALE

AD0-7

μΕ8085

Το Data Bus και τα 8 χαμηλότερηςσημασίας bits του Address Bus είναι πολυπλεγμένα στον 8085


Κύκλοι Μηχανής του 8085OPCODE FETCHMEMORY READMEMORY WRITEI/O READI/O WRITEINTERRUPT ACKNOWLEDGEBUS IDLE

TR

T1

T2

T3 T4 T5 T6O.F.

O.F.

RESET

∆ιάγραμμα Μετάβασης Καταστάσεων του μΕ 8085


Παράδειγμα – Εντολή STAΟ κύκλος της εντολής STA διαρκεί 13 καταστάσεις

STORE ACCUMULATOR DIRECT: STA

OPCODE Byte 1

LO ADDR Byte 2

HI ADDR Byte 3

M2 M3M1Κύκλος Μηχανής 1

OPCODE FETCH M-READM-READ M-WRITE

Κύκλος Μηχανής 2 Κύκλος Μηχανής 3 Κύκλος Μηχανής 4


∆ιάταξη ακίδων μΕ 8085


Μικροϋπολογιστικό Σύστημα με τον 8085

Crystal

X1 X2

Reset In

ALE

A8-A15

AD0-AD7

RD, WR, IO/M8085A

Address Latch

ROMRAM

In/Out Ports

InputOutput

Address Bus (A0-A15)

Data Bus

Control Bus

3

8

16

38 38

8

8

16


Χρονισμός της εντολής :1050Η: STA 4020H

CLK

S1, S0

A8-A15

AD0-AD7

ALE

RD

WR

T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3

IO/M , (0, 1, 1) (0, 1, 0) (0, 1, 0) (0, 0, 1)

M1 (Opcode Fetch) M2 (Read) M3 (Read) M4 (Write)

10H 10H 10H 40H

50H 32H 51H 20H 52H 40H 20H 30H

STA opcode: 32H(ACC) = 30 H


∆ιάγραμμα χρονισμού εντολής 2000Η: STA 2010H

10 A100210013200

20 20 20 20

T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3OPCODE FETCH MEM READ MEM READ MEM WRITE

IO/#M = 0 (1,1) IO/#M = 0 (0,1) IO/#M = 0 (0,1) IO/#M = 0 (1,0)

CLK

IO/#M,(S0, S1)

A8 - A15

AD0 - AD7

ALE

RD

WR

READY

STA opcode: 32ΗACC A


Οι Καταχωρητές του 8085 (A)Καταχωρητής Σημαιών (FLAGS)

S Z AC P CY

πρόσημο

μηδενισμός

βοηθ. κρατ.ισοτιμία κρατούμενο


Αρχιτεκτονική Μικροεπεξεργαστή 8085

ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΗΣ(Καταχωρητής Α)

ΠροσωρινόςΚαταχωρητής

Σημαίες(Flip-Flops)

AΛΜ

ΧΡΟΝΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ

Ελεγχος Κατάσταση DMA RESET

CLK OUT

READY

RD WRALE

S0S1

IO/M

HOLD

HLDA

RESET IN

RESET OUT

X2

X1

INTR INTA' RST5.5

RST6.5

RST7.5

TRAP

ΕΛΕΓΧΟΣ ∆ΙΑΚΟΠΩΝ

8-bit Εσωτερικός ∆ιάδρομος ∆εδομένων

Σειριακή Ε/Ε

SID SOD

Καταχωρητής Β Καταχωρητής C

8 bit

Καταχωρητής D Καταχωρητής E

Καταχωρητής H Καταχωρητής L

Μετρητής Προγράμματος (PC)16 bit

∆είκτης Στοίβας (SP)

Απομονωτής ∆ιεύθυνσης

16 bit

Απομονωτής∆εδομένων/∆ιεύθυνσης

Α8-Α15 ΑD0-ΑD7∆ιάδρομος ∆ιευθύνσεων ∆ιάδρομος

∆εδομένων/∆ιευθύνσεων

Αποκωδικοποίηση Εντολών καιΚωδικοποίηση

Κύκλων Μηχανής

ΚαταχωρητήςΕντολών

Latch ∆ιεύθυνσηςμε Αύξηση/Μείωση

ΓεννήτριαΡολογιού

8 bit

16 bit

8 bit 8 bit8 bit

8 bit

16 bit 8 bit


Οι Καταχωρητές του 8085 (Β)Αντιστοιχία bit-mask και καταχωρητών

Αντιστοιχία bit-mask και ζευγών καταχωρητών

111 A

000 B

001 C

010 D

011 E

100 H

101 L

Όλοι οι καταχωρητές είναι των 8 bits

00 B-C

01 D-E

10 H-L

11 SP


0 d1 0 s s0 sd10 s sd s

K1: καταχωρητής1opcode

K2: καταχωρητής2

Οι Εντολές του 8085

Μετακίνηση δεδομένων – Μεταξύ καταχωρητών

Εντολή MOV (Move)

MOV Κ2, Κ1 (καταχωρητής 1 στον κατ. 2)

• 1 κύκλος

• 4 Καταστάσεις

K2 K1

sss ήddd

Κ

111 A

000 B

001 C

010 D

011 E

100 H

101 L


0 d1 0 s s0 sd10 1 0d 1

M: μνήμη (HL)opcode

K: καταχωρητής


Μετακίνηση δεδομένων – Μεταξύ καταχωρητών και μνήμης

Εντολή MOV K, M

MOV Κ, Μ (από Μνήμη σε Καταχωρητή)

sssήddd

Κ

111 A000 B001 C010 D

011 E100 H101 L110 M

• 2 κύκλοι



0 11 0 s s0 s110 s s0 s

K: καταχωρητήςopcode

Μ: μνήμη (HL)



Εντολή MOV M, K

MOV Μ, Κ (από Καταχωρητή σε Μνήμη )

sssήddd

Κ

111 A000 B001 C010 D

011 E100 H101 L110 M

• 2 κύκλοι




Μετακίνηση ∆εδομένων – Φόρτωση απ’ ευθείας δεδομένου σε καταχωρητή

Εντολή MVI (Move Immediate)

MVI Κ, Data

• 2 κύκλοι


Kαταχωρητητής(A,B,C,D,E,H,L)

Data

0 d1 0 s s0 sd00 1 0d 1

opcodeK: καταχωρητής

data




Εντολές MOV M, K και MOV K, M

Addr Data

opcode

dADH ADL H L

r• MOV r, M

• MOV M, r

Παράδειγμα:MVI H, 20HMVI L, 00HMVI A, 10HMOV M, A [2000H] = 10H



Μετακίνηση ∆εδομένων – Φόρτωση απ’ ευθείας δεδομένου σε μνήμη


MVI Μ, Data

• 3 κύκλοι


Μνήμη (HL) Data

0 11 0 s s0 s100 1 00 1

opcode

data


Οι Εντολές του 8085Μετακίνηση ∆εδομένων – Φόρτωση απ’ ευθείας δεδομένου στη μνήμη


Addr Dataopcode

dataADH ADL H L

dataMVI M, data

Παράδειγμα:MVI H, 20HMVI L, 00HMVI M, 10H [2000H] = 10H



Μετακίνηση δεδομένων – Φόρτωση απ’ ευθείας δεδομένου 16 bit σε ζεύγος καταχωρητών

Εντολή LXI (Load Register Pair Immediate)

LXI RP, Data

• 3 κύκλοι


∆ιπλός καταχωρητής(BC, DE, HL, SP) Data

0 P1 0 s s0 sR00 0 10 0

opcode

Data Low

∆ιπλός Καταχωρητής

Data High

00 B-C

01 D-E

10 H-L

11 SP



Μετακίνηση δεδομένων – Φόρτωση απ’ ευθείας δεδομένου 16 bit σε ζεύγος καταχωρητών

Εντολή LXI (Load Register Pair Immediate)

LXI rp, data16

Παράδειγμα:LXI H, 2000HMVI M, 10H [2000H] = 10H

dL

Addr Data

opcode

H L

dH


STA addr

Οι Εντολές του 8085Μετακίνηση δεδομένων – Φόρτωση και αποθήκευση του συσσωρευτή Α

Εντολές LDA (opcode 3ΑΗ), STA (opcode 32Η),(Load / Store Accumulator)

LDA addr

A ∆ιεύθυνση A ∆ιεύθυνση

4 κύκλοι

13 Καταστάσεις

1 10 0 1 01 0address lowaddress high


Οι Εντολές του 8085Μετακίνηση ∆εδομένων από/προς Α

LDA ∆ιεύθυνση (2 bytes)

A ∆ιεύθυνση

4 κύκλοι


STA ∆ιεύθυνση (2 bytes)

A ∆ιεύθυνση

4 κύκλοι


1 10 0 1 01 0 opcode

1 10 0 1 00 0 opcode



Μετακίνηση δεδομένων – Φόρτωση και αποθήκευση του συσσωρευτή Α

Εντολές LDA, STA (Load / Store Accumulator)

LDA addr

STA addr

Παράδειγμα:MVI A, 10HSTA 2000H [2000H] = 10H

d

Addr Dataopcode

ADH ADL

A

ADLADH

LDA

STA



Μετακίνηση ∆εδομένων από/προς ζεύγος H-L

LHLD ∆ιεύθυνση (2 bytes) • 5 κύκλοι

• 16 ΚαταστάσειςL ∆ιεύθυνση

H ∆ιεύθυνση + 1

SHLD ∆ιεύθυνση (2 bytes) • 5 κύκλοι

• 16 ΚαταστάσειςL ∆ιεύθυνση

H ∆ιεύθυνση + 1

opcode

opcode



Μετακίνηση δεδομένων – Έμμεση αναφορά στη μνήμη

Εντολές LHLD, SHLD (Load / Store H-L Double)

LHLD addr

SHLD addr

Παράδειγμα:MVI A, 00HSTA 1000HMVI A, 20HSTA 1001H

ήLXI H, 2000HSHLD 1000H

Addr Dataopcode

ADH ADL

ADLADH

ADH ADL+1 dH

dL

H L

SHLD

LHLD


Οι Εντολές του 8085Μετακίνηση ∆εδομένων από/προς ζεύγη καταχωρητών

LDAΧ ∆ιπλός Καταχωρ.• 2 κύκλοι


STAΧ ∆ιπλός Καταχωρ. • 2 κύκλοι


ss rp00 B-C

01 D-E

s s0 0 1 01 0

s s0 0 1 00 0

opcode

opcode



Μετακίνηση δεδομένων – Φόρτωση & αποθήκευση ζεύγους καταχωρητών

Εντολές LDAX, STAX

LDAX rpSTAX rp

Παράδειγμα:LXI B, 2000HMVI A, 10HSTAX Bd

Addr Dataopcode

ADH ADL

ALDAX

STAX

B C

D E



Μετακίνηση δεδομένων μεταξύ ζευγών καταχωρητών

XCHG • 1 κύκλος


Αμοιβαία ανταλλαγήπεριεχομένου των

καταχωρητών HL και DEH

L

D

E

(Χωρίς όρισμα)

1 01 1 1 11 0opcode



Αριθμητικές εντολές – Πρόσθεση καταχωρητή στον συσσωρευτή

ADD Καταχωρητής • 1 κύκλος


A A K+

ADC Καταχωρητής

A A K+ CY+

sss r

111 A

000 B

001 C

010 D

011 E

100 H

101 L• 1 κύκλος



0 01 0 1 01 1

M em oryopcode


Αριθμητικές εντολές – Πρόσθεση δεδομένου από τη μνήμη στον κατ. Α

A A + CY+M:((H)(L))

ADD M

• 2 κύκλοι

• 7 ΚαταστάσειςADC

• 2 κύκλοι


M



Αριθμητικές Εντολές – Πρόσθεση απ’ ευθείας δεδομένου

ADI Data • 2 κύκλοι

• 7 ΚαταστάσειςA A Data+

ACI Data • 2 κύκλοι


A A Data+ CY+0 01 1 1 01 1data

opcode

0 01 1 1 00 1data

opcode



Αριθμητικές Εντολές – Αφαίρεση με ή χωρίς δανεικό

SUB Καταχωρητής

A A K-

SUB M

SBB Καταχωρητής

A A K- CY-

SBB M



Αριθμητικές Εντολές – Αφαίρεση άμεσου δεδομένου από τον συσσωρευτή

SUI Data SBI Data



Αριθμητικές Εντολές - Εντολές αυξομείωσης κατά 1

INR Καταχωρητής

INR M DCR M

ΚαταχωρητήςDCR


Οι Εντολές του 8085Αριθμητικές Εντολές – Εντολές που επιδρούν σε ζεύγη καταχωρητών

INX Ζεύγος Καταχ.

HL HL + 1π.χ. INX H:

DCX Ζεύγος Καταχ.BC BC - 1Π.χ. DCX B:

DAD Ζεύγος Καταχ.

HL HL + Ζεύγος Καταχ.

ss rp00 B-C01 D-E10 H-L11 SP



Λογικές Εντολές – Πράξη AND

ΑΝΑ Καταχωρητής

A A KΛ

ΑΝΑ M

A A HLΛ

ANI Data

A A DataΛ



Λογικές Εντολές – Πράξη ΟR

ORA Καταχωρητής ORA M

ORI Data

A A KV A A HLV

A A DataV



Λογικές Εντολές – Πράξη XOR

XRA Καταχωρητής

A A K

XRA M

XRI Data

A A Data

A A HL


Οι Εντολές του 8085Εντολές Σύγκρισης (γίνεται αφαίρεση αλλά το αποτέλεσμα δεν καταχωρείται, παραμένει η ενημέρωση των σημαιών)

CMP Καταχωρητής CMP M

A K-

CY=1 αν Α<Κ

CY=0 αν Α>Κ

Ζ=1 αν Α=Κ

CPI Data

Σύγκριση με δεδομένο στη μνήμη

Σύγκριση με άμεσο δεδομένοΤο περιεχόμενο

του Α δεν αλλάζει



Εντολές άλματος – Άνευ συνθήκης

JMP Address (2 bytes)

PC Address

CALL Address (2 bytes)

SP-1 PCH

SP-2 PCL

SP SP - 2

PC Address

Κλήση υπορουτίνας Επιστροφή με RET




Οι Εντολές του 8085Εντολές άλματος υπό συνθήκη:

JNZ JNC JPO JP

JZ JC JPE JM

Z=0 CY=0 P=0 S=0Address

Z=1 CY=1 P=1 S=0

• ΝΖ – Μη μηδενικό αποτελ. (Z=0)• ΝC – Όχι κρατούμενο (CY=0)• PO – Ισοτιμία περιττή (P=0)• P – Θετικό αποτέλεσμα (S=0)

• Ζ – Mηδενικό αποτέλεσμα (Z=1)•C – Kρατούμενο (CY=1)• PE – Ισοτιμία άρτια (P=1)• M – Αρνητικό αποτέλεσμα (S=1)

Συνθήκη (που όταν ισχύει γίνεται άλμα)

Address



Εντολές περιστροφής

RLC

RRC

α7 α7 α6 α5 α4 α3 α2 α1 α0

α6 α5 α4 α3 α2 α1 α0 α7

ΑCY

α7 α6 α5 α4 α3 α2 α1 α0

α0 α7 α6 α5 α4 α3 α2 α1

Α

α0

CY


Οι Εντολές του 8085Εντολές περιστροφής μέσω κρατουμένου

RAL

RAR α7 α6 α5 α4 α3 α2 α1 α0

CY α7 α6 α5 α4 α3 α2 α1

Αα0

CY

α7 α7 α6 α5 α4 α3 α2 α1 α0

α6 α5 α4 α3 α2 α1 α0 CY

ΑCY



Εντολές συμπληρώματος ως προς 1 και χειρισμού σημαίας κρατουμένου

CMA

CMC

STC

A A

CY 1

CY CY


Χρηματοδότηση

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα» του ΕΜΠ έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του υλικού.Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Συστήματα...

Documents

Transcript of Συστήματα...