documentcp
DESCRIPTION
jozveh microprocessorTRANSCRIPT
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
1
:1ریزپردازنده درسمراجع
برسی اصول ریزپردازنده ها :بخش اول
جزوه
کتاب ریزپردازندهz-80. نویسنده :Barry B. Brey
سعید حسین نیا: مترجم
و منطق برنامه دهی شده اکتاب ریزپردازنده ه.
Kenneth L. Short: مترجم
بیتی 23 و 11کتاب سیستم های میکروپروسسوری.
دکتر سید احمد معتمدی: نویسنده
نویسنده .میکروپروسسورهای اینتل :Barry B. Brey
دکتر کریم محمدی : مترجم
8051نترولر کمیکرو :دومبخش
جزوه
نویسنده .8051نترولر ککتاب میکرو :Mohammad Ali Mazidi
Janice Gillispie Mazidi
دکتر قدرت سپیدنام: مترجم
نویسنده 8051.خانواده میکروکنترولر: scott Mackenzie
دکتر علی پیروی: مترجم
301 فیض اهلل خاکپور: نویسنده 8051.مدار عملی با میکروکنترولر
:بارم بندی
انجام تمرینات با نرم افزارهایProteus وReads51 :2نمره
نمره 2: 8051انجام پروژه ساخت با میکروکنترولر
نمره 11: پایان ترم
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
2
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
3
بودهورربت دستورالعملچندباييت)تعريفقالبدستورالعمل .1
(چهمفهوميدارد
2. داخلي معماري منودن )CPUمشخص داخل رايي ثبات نوع CPUچه
.(وغريهALUدارميووظتفهررکدامچتس ؟حنوهاتصالبه
تعريفانواعدستورالعملرايحماسباتي،منطقي،شتف باتوجه .3
.قالبدستورالعملبه
.باتوجهبهحنوهتعريفدستورالعملرا.C.Uطراحي .4
فازواکشي
فازديکد
فازاجراء
ساختارداخلي
برنامهنويسي
حنوهاتصالپردازندهبهحافظهرا(RAMوROM)
حنوهاتصالبهI/Oرا(،چاپگر،صفحهکلتدLCDو)...
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
4
:نوع گذرگاه هستند 2پردازنده ها دارای
گذرگاه داده (Data Bus)
گذرگاه آدرس (Address Bus)
گذرگاه کنترل (Control Bus)
بهذگ اطالعات درياف براي داده ازCPUرگاه اطالعات خروج يا و
CPUرود مي کار به باشد،. بتشرت داده گذرگاه خطوط تعداد چه رر
در.بتشرتميشودويلرزينهساخ نتزافزايشمييابدCPUکارائي
CPUمتغرياس ۴4تا۸گذرگاهدادهرابني.
.طرفهاس 2گذرگاهدادهيکگذرگاه
پسمي.بتيتميباشد1۴درمعماريمانوخطوطديتا
.بتيتاس 1۴مدلمانوCPUتوانگف
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
5
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
۴
:بتتیاس ۸يکمتکروکنرتولر.
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
7
Z-80:(.خطديتادارد۸)بتيتميباشد۸يکپردازنده
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
۸
:اس بتيت۸يکپردازنده.
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
9
:اس بتيت1۴يکپردازنده.
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
11
راداردبااينتفاوتکهيک۸1۸۴متامويژگيراي
بودبهايندلتلطراحياينپردازنده.بتيتاس ۸پردازنده
.بتيتکارکند۸کهبتواندبراحيتبااملانرايجانيب
اس ،عالوهبرآنواحدرايمولدپالس،۸1۸۴مثل
کنرتلرقابلبرنامهريزيوقفه،تاميررايبرنامهريزيوواحد
.راداخلخودداردDMAبرنامهريزي
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
11
:اس ،عالوهبرآنواحدرايمولدپالس،۸1۸۸مثل
کنرتلرقابلبرنامهريزيوقفه،تاميررايبرنامهريزيوواحد
.راداخلخودداردDMAبرنامهريزي
:1۴خطديتا.
:32خطديتا
SX:ساخته۸12۸۴بتيتداش وبرايجايگزيين1۴دادهگذرگاه
مي قرار مادربرد روي بر تغتريات کمرتين بدون و بود شده
.گرف
DX:ساخته۸12۸۴بتيتداش وبرايجايگزيين32دادهگذرگاه
مي قرار مادربرد روي بر تغتريات کمرتين بدون و بود شده
.گرف
:بتيت۴4باسديتا.
:بتيت۴4باسديتا.
MMX:بتيت۴4باسديتا.
ازگذرگاهآدرسبرايمشخصمنودنآدرسمشخصيازخانهحافظهويا
استفاده جانيب وستله بتشرتمتشناسايي آدرس خطوط چه رر و گردد
باشد،پردازندهقادراس تابهتعدادخانهرايبتشرتيازحافظه
.دسرتسيپتدامنايد
پس.اس تايي12درمعماريمانوتعدادخطوطآدرس
Kbyte4=2ميتوانبهحداکثر12
.دسرتسيپتدامنود
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
12
:شكلهبرتيكهدرزيرآمدهاس
x2خطپايهآدرسداشتهباشدميتواندxاگرپردازندهاي
:باي فضايحافظهراآدرسدريکند
Kbyte4=211
*22
=212
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
13
LD M[150], AC(دستورSTOREدرمانو)
قرارIRازحافظهواکشيشدهوداخلLD M[150], ACدستور .1
.ميگريد
فعالشدهدرمهنيزمانخطوطآدرسبرروي ستگنال,T1براياجراي
Busتاآدرسدستورالعمليکهقراراس واکشياندآدرسقرارگرفته
واردثباتData busسپسايندستورالعملازطريق.شودرامشخصکند
IRميشود.
دتفسريميشو.C.Uدراينمرحله،دستورالعملتوسطواحد .2
ثبات حمتواي بايس مي كه كند مي درك پردازنده واردACو
(.T3ياو T2)شود151حافظهبهآدرس
ميشودتامشخصAddress BusبودهوواردAR=151حالحمتواي .3
شود نوشته اطالعات اس قرار حافظه آدرس کدام در کند مهچنني.
بايدبررويACمهچننيحمتوايثبات.باشدمتنتزفعال ستگنال
Data Bus آدرس وارد اطالعاتش تا باشد گرفته حافظه151قرار
.گردد
خطوط،دربرخيازپردازندهرابرايکارشرزينهسخ افزار
يا۸1۸۴مثلپردازنده.گرددآدرسوديتابصورتمشرتکاستفادهمي
.۸151لرويامتكروكنرت۸1۸۸
ALE(Address Latch Enable)اينگونهپردازندهرابايکپايهخروجيبنام
ثبات يک توان،(لچ)و جداندمي رم از را ديتا و آدرس اطالعات
.داينمن
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
14
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
15
LD R1, M[150]
فاز ،T1در خطوط متامي رستندAD0….A19. ابتدا حافظه آدرس حمتواي
( دارند151مقدار را .) آدرس مشرتک خطوط بايس مي فاز اين ودر
ازALEزمانيکه.کنتمتااطالعاتآدرسازبنينرودlatchديتارا
ذخترهمي373درتراشهآدرساطالعات،ميآيدسطحيکبهسطحصفر
.دگرد
حافظه باعثفعالشدنپايهفعالشدهو ستگنال،T2درفاز
مي اطالعات حافظه و شدهگردد مشخص آن براي که را ر،آدرسي ويبر
.خروجيباسدادهخودقرارميدرد
Data Busپردازندهوق داردکهاطالعاتراازرويT4وT3درستکل
.خبواند
پايه۸1۸5درپردازنده.رادرنظربگتريد۸1۸5پردازنده:مثال
دازندهدراينپر.اندرایدادهوآدرسبصورتمشرتکاستفادهشده
.کمکمتگتريم74373وتراشهALEازپايهبرایجداسازیدادهوآدرس
پردازنده ۸1۸5در در دستورالعمل يک تفستر و واکشی ،4Tاجنام
.(برایديکد1Tبرایواکشیو3T)متگترد
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
1۴
)رااجرامنائتمADI 05فرضکنتددراينپردازندهمتخوارتمدستور
A=A+05يعنی .) رای خانه در بايتی دو دستور اين 2030Hفرض 2031Hو
را03مقدارAرومهچنتنفرضکنتمثباتآکوموالت.حافظهقراردارد
.دارد
رابرویگذرگاهآدرسقرارPCمقدارثباتCUدرفازواکشی،
درنتتجهواحدحافظهدرکمتکندکهباخانهایبهآدرس.متدرد
2030Hحمتوایاينخانه حالپسازفعالشدنستگنال.کارداريم،
(C6H)خواندهشدهودرثباتIRدرفازتفستر،.قرارمتگترد
عملوندراپردازندهدرکمتکندکهايندستورمجعبودهويکیاز
.مجعگرددAواکشیشدهوباثباتازحافظهمتبايس درفازاجرا
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
17
:دياگرامزمانیواکشیواجرایايندستوربفرمزيراس
اس بهاينمفهوماس کهپردازنده زمانتکهپايه
.درمودکارباحافظهاس
رای پايه درS1=S2=1پردازنده کند مشخص تا متدرد قرار
.فازواکشیرستتم
در.بت آدرسرابرویباسآدرسقرارمتدرد1۴پردازنده
T1زمان اين آدرس، باس خود1۴، رای پايه بروی را بت
.دارد
آدرسرایAD0تاAD7بهکمکپايهALEچلولچخرجی،در
.ذخترهمتشوند
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
1۸
رای پايه از متتوان AD0حال دادهAD7تا عبور برای
.استفادهمنود
درزمانT2متشودتاحافظهرابرای ،ستگنالکنرتلی
.عملتاتخواندنفعالمنايد
۸حافظه رای پايه بروی را دستورالعمل AD0بت AD7تا
.قرارمتدرد
حالدستورالعملدرونثباتDRوسپسدرونثباتIRقرار
.متگترد
درطیزمانT3، متگرددتاحافظهغترفعالشود.
درطیزمانT4کدعملتاتیبرایواحدديکدفرستادهشده،
.ديکدمتگرددT4ودرزمان
زمان در باشد، بايتی تک دستورالعمل نتزT4اگر اجرا
:مثال.متگردد
بگتريدMOV B,Cدستور نظر در را دستور. اين عملتاتی کد
41Hبرابر آدرس در که کنتد فرض و قرار1000Hاس حافظه
.دارد
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
19
فعالشدهتاباي کمارزشALE،پايهT1درفاز -1
باي پر.،درتراشهلچذخترهگرددAD0…AD7آدرس
.قرارمتگتردA8…A15ارزشآدرسدرپايهرای
AD7…AD0= 00HوAD15…AD8=10H.درزمانT100،مقدارH
.شودذخترهمتدرونلچ
رافعالمتکندتا ،پردازندهپايهT2درزمان -2
41Hحافظهبرایعملتاتخواندنفعالشدهومقدار
قرارAD7…AD0رابرویپايهرایداده1000Hازخانه
.درد
در.قرارمتگتردIRدرثبات41H،مقدارT3درفاز -3
درپايان(. )غترفعالمتشود ضمنپايه
T3، عملتاتواکشیپايانپذيرفتهاس.
،کدعملتاتیديکدشدهودرهناي اجراT4درزمان -4
قرارB،درونثباتCيعنیحمتوایثبات.نتزمتگردد
.متگترد
برايايزولهمنودنپايهرايپردازندهميتواناين
منود متصل اتصاالت مابقي به بافر طريق از را راي .پايه
باعثميشودکهاوالپايهرايپردازندهايزولهوجودبافر
راي پايه به که رايي جانيب تعداد اگر ثانتا و شده
کارش(I fan out)جريان.باشد11پردازندهمتصلاس بتشاز
البتهوجودبافرميتواندباعثتاخريزماني.پتدانکند
درشکلقبلفقطپايهراييکهبهجاييمتصلنتس .گردد
ويژگيبافرlatchتراشه.رابهتراشهبافرمتصلميکنتم
.رادارد
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
21
بافر يك طرفه بافر دو طرفه
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
21
:کهديتاوآدرسازرمجدارستندZ-80درپردازنده
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
22
درRWM(RAM)بنيميرودباقطعشدنتغذيهاطالعاتاز.
ROMرارايکباربرنامهريزيميکنتموازآنبهبعدفقط
.خواندنيرستند
سلولرايذخريهسازيدرRAMايستا(SRAM)،F.F.رارستندو
برايپتاده.برايحفظاطالعاتآهنانتازبهتازهسازينتس
برايفقطيک)ترانزيستوراس ۴تا4نتازبه.F.Fسازيرر
چونسرع باالئيدارنددرحافظهرايهنانبتشرتمورد.(بت
.استفادهقرارميگريند
سلوهلايذخريهسازيدرRAMپويا(Dynamic)ازيکترانزيستورو
پسدارايظرفت باالترينسب به.يکخازنتشکتلشدهاس
SRAMازمجلهمعايبآن(رستنددارايچگايلباالتري)ميباشد،
خواندندوبارهاطالعاتونوشنتدوبارهبر)(Refresh)زيتازهسا
متوايلآن،بهعل ازدس رفنتباردرخازناس و(رويآن
SRAMبرخالف)دراينزمانتازهسازي،دادهقابلدسرتسينتس
کند مي حفظ را را داده منبع، بودن وصل زمان تا که پس(
.ميباشدSRAMسرع آنکمرتاز
ROM:نوعيحافظهاس کهحمتوايشراباقطعمنبعتغذيهاز
.دس منيدرد
PROM اس : کاربر توسط ريزي برنامه قابل يکبار نوع. اين
.معموالدارايسرع باالميباشد
UV-EPROM:بوستلهاشعهماوراءبنفش(Ultra Violet)قابلپاکشدن
(دقتقه21.)اس
EEPROM:بلپاکشدناس وميتوانرربوستلهسطحولتاژقا
(.نتازداردv12،5ولتاژ)باي آنراخوانديادرآننوش
ولتاژ با که رايي گرانv5.7تراشه شوند مي تر پاک
.رستند
EPROMسريع : Eمهانند2PROMبايد کردنش پاک از بعد ويل اس
.متامحافظهراپاکمنود
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
23
ROMهبصورتانبوهبرنامهارزاناس وتوسطکارخان:پوششي
.ريزيميشود
NV-RAM:نوعجديديازRAM اينتراشهبه-غريفراراسCPU
اجازهميدردکهرمدرآنبنويسدورمخبواندويلوقيتمنبع
.تغذيهخاموشاس حمتوايشازبنيمنيرود
1. راي سلول SRAMاز باال کارائي بستار)با بستار توان
.اختهشدهاس س(CMOS()پايني
.يکباتريلتتتومدرونيبهعنوانمنبعپشتتبانيدارد .2
کمرتشودباتريVccداررومشندکهوقيتولتاژمنبعازميک .3
.رافعالميکند
RAMوROMراييکهمادرطراحيازآهنااستفادهميکنتم:
SRAM:61XX 62وxx
UV-EPROM:27XXX
EEPROM: 28XXX
:
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
24
UV-EPROM:
،12۸*۸حافظه3رابااستفادهاز RAM۸*1124يکحافظه
پتادهسازيکنتد؟512*۸ويکحافظه۴4*۸حافظه2
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
25
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
2۴
ترتتب که کنتد طراحي طوري را قبل مثال حافظه ساختار
.باشد۴4،12۸،۴4،12۸،12۸،512قرارگرفنتحافظهبهصورت
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
27
2K EPROMحافظهرابااستفادهازحافظهرایتلوباي ک12
(2716)،2K EPROM (2716)،8K SRAM (6264)پتادهسازیکنتد،.
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
2۸
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
29
به تواند مي حافظه يك داخلي ساختار شد گفته كه مهانطور
:صورتزيرباشد
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
31
4K: 12102يك حافظه 222 4 KBYTE = (21 خط آدرس)
122 سطرو62
ستون62
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
31
درDramخطبصورتماليتپلكساستفاده۴خطاز12رابهجاي
.ميكند
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
32
سرع پارامرت بايس مي حافظه به پردازنده اتصال )رنگام
.پردازندهوحافظهرابررسيمنود(زماندستتابي
درفركانس.اس Z-80دياگرامزمانيزيرمربوطبهپردازنده
بازمانRamبهيكحافظه Z-80حنوهاتصال MHZ 4و MHZ 2رايكاري
رابررسيكنتد؟ns 450دستتابي
مدتزمانيراكهدراختتارحافظهقرارميCPUمطابقشكلفوق،
:قراردردبرابراس باBUSدردتادادهخودراروي
TAcc = 2T – ( TSetup + TDelay )
TDelay
شروع از بعد تا كشد مي طول كه زماني ظاررT1مدت آدرس
.شود
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
33
TSetup
رازمانآمادگيT1مدتزمانالزمتاپتشازلبهباالرونده
.گويند
1- F= 2 MHZ T=500 ns
T Setup = 145 TDelay = 60
TAcc= 1000-145 ns -60 ns = 795 ns
2- F= 4 MHZ T=250ns
T Setup = 110 TDelay = 50
TAcc= 500 ns -110 ns -50 ns = 340 ns
ns 450اس پردازندهزمانكمرتاز4MHZپسدرحالتتكهفركانسكاري
حافظه اختتار كهEPROMدر متشود باعث اين و درد مي قرار
.دادهنشودCPUاطالعاتحافظه،ررگزبهموقعبه
دارندWAITيكپايهوروديبهنامZ-80برخيازپردازندهرامثل
رادرانتظارCPUكهباقراردادناينپايهدرسطحصفرمنطقي،
.حافظهكندنگهميدارد
TAcc (كار) = TAcc (قبلي) + TWait = 340 + 250 =590 ns
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
34
I/O
Isolated I/O
Memory Maped I/O
ياIsolated I/Oدر و ورودي از اطالعات درياف براي خاص دستورات
درصورتتكهدر.(INوOUT)رسالاطالعاتبهخروجيوجودداردا
خروجيمهاننديكآدرساز/،باوسايلوروديMemory Maped I/Oروش
I/Oوظتفهطراحاس حنوهآدرسدريحافظهو.حافظهبرخوردميشود
.امشخصمنايدر
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
35
:شكلزيررادرنظربگرييد
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
3۴
اينمداركارمنيكندچراكهدستورLD AC , (F9H)برايدستور
.درسطحصفراس IO/Mحافظهايايس وپايه
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
37
درسريزپردازندهجزوه
كارگرنژادعلي:مدرس
3۸