Arquitectura del microprocesador 8085

La arquitectura del microprocesador 8085: descubre los secretos de una de las piezas clave en el mundo de la tecnología. Sumérgete en los entresijos de este procesador y conoce cómo funciona, su estructura y su papel fundamental en la informática. ¡Prepárate para una emocionante aventura por el fascinante mundo de la arquitectura de los microprocesadores!

Este artículo describe Arquitectura del microprocesador 8085. Por lo general, el 8085 es un microprocesador de 8 bits. Fue lanzado por Intel en 1976 con la ayuda de la tecnología NMOS. El microprocesador 8085 es la versión actualizada del microprocesador 4004. Los microprocesadores 8085 tienen aplicaciones en hornos de microondas, lavadoras, dispositivos, etc. El microprocesador 8085 es un paquete IC de 40 pines que se fabrica en un solo chip.

Configuración del Microprocesador 8085

El microprocesador 8085 tiene la siguiente configuración:

  1. bus de datos de 8 bits
  2. bus de direcciones de 16 bits
  3. Contador de programas de 16 bits (PC)
  4. puntero de pila de 16 bits
  5. registros de 8 bits
  6. Suministro de voltaje de +5V
  7. El microprocesador 8085 está operativo en un CLK de segmento único de 3,2 MHz

El microprocesador 8085 tiene seis registros de 8 bits dispuestos en pares: BC, DE, HL


Diagrama de bloques del microprocesador 8085

La arquitectura del microprocesador 8085 da información sobre cuáles son las operaciones que se pueden ejecutar y cómo se realizan.

El microprocesador 8085 puede realizar las siguientes funciones:

  1. Operar y almacenar datos de 8 bits
  2. Ejecutar operaciones aritméticas y lógicas.
  3. El microprocesador 8085 también puede secuenciar las instrucciones que se van a ejecutar.
  4. El microprocesador 8085 puede almacenar datos de forma temporal.

Para realizar todas estas operaciones, el procesador del microcontrolador 8085 necesita una unidad de control, unidad aritmética lógica, registros, buses, etc.


unidad lógica aritmética

La unidad lógica aritmética se abrevia como ALU. ALU realiza las operaciones aritméticas y lógicas en datos de 8 bits. Algunas de las operaciones son suma, resta, Y lógico, O lógico, O exclusivo lógico, Complemento (NO lógico), Incremento (suma 1), Decremento (resta 1), Desplazamiento a la izquierda, Desplazamiento a la derecha, Girar a la derecha, Girar a la izquierda, Borrar , etc.

Arquitectura del microprocesador 8085

Unidades funcionales del microprocesador 8085

Las unidades funcionales del microprocesador 8085 son las siguientes:

Acumulador

El acumulador también se conoce como registro A y es el corazón del microprocesador. Es un registro de 8 bits. Acumulador almacena el resultado de una operación realizada por la ALU. Esto también está conectado al bus de datos interno y ALU.

Registros

Los registros son un conjunto de flip-flops. Se utilizan para retener/almacenar datos. Hay dos tipos de registros:

  1. Registros de propósito general: los microprocesadores 8085 tienen 6 registros de propósito general dentro del microprocesador. Los registros de propósito general almacenan datos de 8 bits para ejecutar un programa. Los registros de propósito general se denominan B, C, D, E, H y L. Los registros de propósito general están presentes en el microprocesador en forma de pares: BC, DE y HL. Los registros de propósito general también se pueden usar para ejecutar operaciones de 16 bits. Los registros de propósito general son registros programables, lo que significa que el programador puede acceder a los registros de propósito general para insertar, transferir o eliminar datos mediante el uso de instrucciones.
  2. Registros temporales: ALU utiliza los registros temporales para almacenar datos temporalmente. El programador no puede acceder a los registros temporales. Los registros temporales son de dos tipos:
  3. Registro de datos temporales: Los registros de datos temporales contienen el operando y luego lo proporcionan a la ALU para la ejecución del programa. Los resultados inmediatos también serán almacenados por ALU en este registro. El registro de datos temporales es un registro de 8 bits.
  4. Registro W y Z: Los registros W y Z son los registros que también se utilizan para almacenar datos temporales. Los registros W y Z son utilizados por la sección de control del microprocesador para almacenar datos durante las operaciones.

Contador de programa (PC)

El contador de programa es un registro de propósito especial. El contador de programa se utiliza para almacenar la ubicación de memoria de la instrucción que se va a ejecutar. Esto se debe a que para obtener una instrucción de la memoria, el microprocesador necesita conocer la dirección de la instrucción. El contador de programa es un registro de 16 bits que almacena direcciones. Es utilizado por el microprocesador para alinear las instrucciones a ejecutar de manera secuencial. El contador del programa obtiene el código de operación de una ubicación de memoria y simultáneamente se incrementa en la siguiente ubicación de memoria.

Puntero de pila (SP)

El puntero de pila es un registro de 16 bits. Es una parte de la memoria. Cuando los datos se almacenan en la pila, están en formato serial. El puntero de pila generalmente almacena direcciones del último elemento de datos que se almacena. Por lo tanto, se basa en la Última entrada, la primera salida (LIFO). Cuando se ingresan nuevos datos en la pila, el SP apunta hacia la siguiente ubicación de memoria. Cuando se elimina un elemento de datos, el SP apuntará a la ubicación de memoria ocupada anteriormente.

banderas

El registro de bandera es un registro de 8 bits. Las banderas mantienen el estado del resultado actual generado por ALU. Las banderas no tienen el resultado actual de la operación. Por lo tanto, las banderas se pueden usar para probar las condiciones de los datos.

El microprocesador 8085 tiene 5 banderas. Las banderas muestran 5 condiciones de datos diferentes. Las banderas son-

  1. llevar (C)
  2. Señales)
  3. Cero (Z)
  4. Paridad (P)
  5. Banderas de acarreo auxiliares (AC)

La posición del bit es como se muestra a continuación:

Arquitectura del microprocesador 8085

Registro de instrucciones y decodificador

El registro de instrucción es un registro de 8 bits. Cuando se obtiene una instrucción, se almacena en el registro de instrucciones. El decodificador de instrucciones decodificará la información contenida en el registro de instrucciones.

Unidad de distribución y control (CU)

La unidad de temporización y control es una parte de la CPU. Realiza las siguientes funciones:

  1. La unidad de temporización y control genera las señales de temporización y control necesarias para la ejecución de las instrucciones.
  2. La unidad de sincronización y control controla el flujo de datos entre la CPU y los periféricos, incluida la memoria.
  3. La unidad de temporización y control proporciona señales de estado, control y temporización que son necesarias para el funcionamiento de la memoria y los dispositivos de E/S.
  4. La unidad de temporización y control controla todo el funcionamiento del microprocesador y los periféricos que están conectados a él.

La unidad de temporización y control proporciona las siguientes señales que controlan los circuitos internos y externos:

  1. Señales de control: LISTO, RD’, WR’, ALE
  2. Señales de estado: S0, S1, IO/M’
  3. Señales DMA: HOLD, HLDA
  4. Señales de RESET: RESET IN, RESET OUT

control de interrupciones

El control de interrupción siempre controla las interrupciones durante un proceso. Durante la ejecución del programa principal, cuando ocurre una interrupción, el microprocesador cambia el control del programa principal para procesar una solicitud entrante. Después de completar la solicitud, el control volverá al programa principal. Las 5 señales de interrupción que tiene el microprocesador 8085 son: INTR, RST 7.5, RST 6.5, RST 5.5 y TRAP.

Entrada/salida serie

La comunicación de datos en serie se controla mediante las instrucciones: SID (datos de entrada en serie) y SOD (datos de salida en serie).

Búfer de direcciones y Búfer de datos de direcciones

Los datos en el puntero de la pila y el contador del programa se cargan en el búfer de direcciones y en el búfer de datos de direcciones para comunicarse con la CPU. Los chips de memoria y E/S también se conectarán a estos buses. Por lo tanto, la CPU puede intercambiar los datos deseados con la memoria y los chips de E/S.

Bus de direcciones y bus de datos

El bus de datos transportará los datos que deben almacenarse. El bus de datos es bidireccional. El bus de direcciones lleva la ubicación donde se almacenarán los datos. Es un autobús unidireccional. El bus de direcciones se utiliza para transferir datos y direccionar dispositivos de E/S.

Funcionamiento del microcontrolador 8085

La función de un microcontrolador es ejecutar instrucciones. Entonces, para ejecutar instrucciones, en primer lugar, la instrucción debe obtenerse, luego decodificarse y luego ejecutarse. Para obtener una instrucción, se debe conocer la dirección de la instrucción. Está presente en el contador de programa.


Esta dirección obtenida se coloca en el bus de direcciones de 16 bits. Luego se reenvía a la memoria. Ahora, desde la memoria, el bus de datos de 8 bits obtiene la instrucción desde esa ubicación de memoria en particular. En un momento determinado, el procesador solo puede acceder al bus de datos o al bus de direcciones. Cuando la instrucción se obtiene de la memoria, a través de los buses internos, la instrucción se proporciona al registro de instrucciones.

Ahora, se completa la obtención de instrucciones de la memoria. El procesador ahora decodificará la instrucción. Esto luego se envía directamente al decodificador de instrucciones. Los datos y las instrucciones en la memoria se almacenan en forma de código de operación. El código de operación obtenido es analizado por el decodificador de instrucciones presente en el procesador para ejecutar la instrucción. Después de obtener la instrucción, la PC se incrementa y, por lo tanto, proporciona la ubicación de la dirección de la siguiente instrucción. La PC no tiene ningún papel en la decodificación y ejecución.

Después de que se ejecuta la primera instrucción, la siguiente instrucción se recupera de la memoria. El circuito de temporización y control envía las señales de control a varias unidades del microprocesador para la ejecución de instrucciones.

Después de la ejecución de la instrucción, el bus de datos envía el resultado al acumulador. Un registro de bandera mantendrá el estado del resultado en el acumulador. Después de que la ALU ejecuta cada instrucción, se cambia el estado del registro de bandera. Por lo tanto, ALU producirá el resultado y el estado simultáneamente después de cada operación. La W y la Z son registros temporales a los que el programador no puede acceder. Son utilizados por el procesador para mantener un valor temporal que almacena.

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