đồ án vi mạch hệ vi xử lý 8085a

Bộ nhớ Memory: Có vai trò quan trọng trong một hệ vi xử lý, là nơi lưu trữ chương trình điều khiển, các dữ liệu, kết quả trung gian trong qúa trình tính toán, xử lý.. Được chia thành hai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM



KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ

Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN ĐÌNH PHÚ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN KIM HUY

ĐỒ ÁN VI MẠCH

HỆ VI XỬ LÝ 8085A

Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN ĐÌNH PHÚ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN KIM HUY

1 – ….

Lời mở đầu

ịch sử phát triển của Vi xử lý gắn liền với sự phát triển của các vi mạch điện tử cùng với những công nghệ chế tạo nên chúng Ngày nay, công nghệ Vi điện tử

phát triển rất mạnh mẽ, sự ra đời của những vi mạch tích hợp cỡ lớn (LSI- Large

Scale Integration) đến cực lớn (VLSI- Very Large Scale Integration) đã mang lại những

thay đổi sâu sắc trong lĩnh vực kỹ thuật và dân dụng, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển tự động Kỹ thuật Vi xử lý đã phát triển tạo nên sự bùng nổ công nghệ thông tin với sự ra đời các thế hệ máy tính hiện đại, các trang bị tối tân trong các ngành viễn thông, truyền hình, đặc biệt là sự ra đời của mạng siêu xa lộ thông tin INTERNET

L

Để bắt kịp với công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến, việc học tập và nghiên cứu

Vi xử lý là công việc hết sức cần thiết đối với sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật

Điện-Điện tử Với xu hướng đó, em thực hiện đề tài HỆ VI XỬ LÝ 8085A nhằm đáp ứng nhu

cầu học hỏi của bản thân cũng như kiểm nghiệm lại các kiến thức lý thuyết đã học

Bộ vi xử lý đầu tiên có khả năng xử lý 4 bit dữ liệu, theo thời gian cũng với sự phát triển của công nghệ chế tạo bán dẫn, ngày nay đã có các bộ vi xử lý 8 bit, 16 bit, 32 bit Sự phát triển về khả năng xử lý dữ liệu của Vi xử lý làm tăng thêm số lượng lệnh điều khiển và tính toán phức tạp Đề tài thực hiện việc tìm hiểu, khảo sát cơ chế hoạt động của bộ Vi xử lý 8 bit, từ đó làm cơ sở cho việc khảo sát các bộ Vi xử lý 16 bit, 32 bit

Đề tài được thực hiện gồm ba phần chính:

Phần I: Giới thiệu về Hệ thống Vi xử lý.

Phần II: Giới thiệu về Vi xử lý 8085A.

Phần III: Thiết kế Hệ vi xử lý 8085A.

Trong khi thực hiện đề tài này, vì là lần đầu và khả năng cũng như kinh nghiệm bản thân còn hạn chế do đó khó tránh khỏi thiếu sót, em mong thầy cô và các bạn góp ý để đồ án này thêm hoàn thiện

Em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN ĐÌNH PHÚ-giáo viên trực tiếp hướng

dẫn, các thầy cô-những người đã từng giảng dạy cung cấp những kiến thức quí giá cho em, và các bạn sinh viên cùng khóa đã đóng góp những ý kiến cho em trong thời gian thực hiện đồ án này

TP HCM, tháng 1 năm …

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN KIM HUY

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

oOo

-

Mục Lục

Trang

Phần I: Giới thiệu về Hệ Vi xử lý

I Sơ lược về Hệ thống Vi xử lý

III Cấu trúc và họat động của Vi xử lý

Phần II: Vi xử lý 8085A

I Giới thiệu

Phần III: Thiết kế Hệ Vi xử lý 8085

PHỤ LỤC

1 TÀI LIỆU THAM KHẢO

2 SƠ ĐỒ KHỐI

3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

4 MẠCH IN LỚP TRÊN

5 MẠCH IN LỚP DƯỚI

6 SƠ ĐỒ LẮP LINH KIỆN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – 1995

Sở Giáo Dục và Đào Tạo TP.HCM – 1992

PHẦN I: Giới thiệu về Hệ vi xử lý

I Sơ lược về Hệ thống Vi xử lý:

Hệ thống Vi xử lý bao gồm: bộ xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit), bộ nhớ và bộ giao tiếp thiết bị ngoại vi Các khối này liên lạc với nhau thông qua các bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển

Sơ đồ khối của một hệ Vi xử lý

Chức năng của từng khối:

1 Khối xử lý trung tâm (CPU:Central Processing Unit):

Là khối quan trọng nhất và được xem là bộ não của cả hệ thống Các hệ Vi xử lý, các máy tính sử dụng các bộ Vi xử lý làm đơn vị trung tâm xử lý dữ liệu (CPU) CPU điều khiển tất cả các linh kiện còn lại trong hệ thống thông qua mã lệnh CPU có rất nhiều chức năng như thực hiện giao tiếp với bên ngoài, thực hiện các phép toán số học-logic, vận chuyển số liệu, xuất kết quả, điều khiển giao tiếp với các thiết bị khác

2 Bộ nhớ (Memory):

Có vai trò quan trọng trong một hệ vi xử lý, là nơi lưu trữ chương trình điều khiển, các dữ liệu, kết quả trung gian trong qúa trình tính toán, xử lý Được chia thành hai loại:

- ROM (Read Only Memory): chứa chương trình điều khiển của hệ thống, các dữ liệu nạp trong ROM không bị xóa đi khi hệ Vi xử lý hoạt động và không bị mất đi khi hệ thống bị mất nguồn điện cung cấp

- RAM (Random Access Memory): khi hệ Vi xử lý hoạt động thì chương trình hệ thống sẽ thiết lập trong RAM những vùng nhớ cần thiết cho hoạt động của hệ thống để chứa một phần chương trình ứng dụng và các kết quả của chương trình

Bộ xử lý trung tâm

CPU

Bộ nhớ(Memory)ROM-RAM

Bộ giao tiếpvào ra(I/O)

Các thiết bịvào raBus địa chỉ

Bus điều khiển

Bus dữ liệu

3 Khối giao tiếp vào-ra (I/O Interface):

Đây là chiếc cầu nối giữa CPU với thế giới bên ngoài Một hệ thống Vi xử lý muốn đưa dữ liệu ra để điều khiển các thiết bị bên ngoài hoặc muốn nhận các dữ liệu từ bên ngoài vào để xử lý thì phải thông qua bộ giao tiếp vào ra Các bộ giao tiếp còn được gọi là các bộ xử lý ngoại vi (PPU: Peripheral Processing Unit)

4 Hệ thống Bus:

Hệ thống các Bus (nhóm nhiều dây hay tín hiệu có cùng chức năng liên lạc) đảm bảo cho sự liên lạc được thông suốt giữa CPU, các bộ nhớ và bộ giao tiếp ngoại vi

Có ba loại bus:

- Bus địa chỉ (address bus): dùng để xác định vị trí, dò tìm thông tin trên bộ nhớ, bộ giao tiếp ngoại vi, chỉ có một chiều là truyền từ CPU ra

- Bus dữ liệu (data bus): được nối song song từ CPU ra các bộ nhớ và bộ giao tiếp ngoại vi Bus này là hai chiều nhưng tại một thời điểm chỉ là thu hoặc phát thông tin

- Bus điều khiển (control bus): là bus chỉ định cho nhiều động tác khác nhau CPU dùng để điều khiển trạng thái các linh kiện bên ngoài Mỗi đường trong Control bus chỉ là hoặc ra hoặc vào đối với CPU

II Giới thiệu về Vi xử lý:

Vi xử lý là một vi mạch điện tử có mật độ tích hợp cao, trong đó bao gồm các vi mạch số có khả năng nhận, xử lý và xuất dữ liệu Vi xử lý có chức năng hoạt động như là một đơn vị xử lý trung tâm (CPU - Central Processing Unit) trong máy tính số Hoạt động chính của Vi xử lý là xử lý dữ liệu, quá trình này được điều khiển theo một chương trình gồm tập hợp các lệnh từ bên ngoài mà người sử dụng có thể thay đổi tùy theo yêu cầu của công việc Một Vi xử lý có khả năng hiểu và thực hiện rất nhiều yêu cầu điều khiển khác nhau một cách chính xác trong thời gian rất ngắn Vi xử lý phải nằm trong một Hệ thống

Vi xử lý thì nó mới phát huy được tác dụng, có nghĩa là Vi xử lý phải được kết nối với các mạch điện bên ngoài và các thiết bị giao tiếp khác

Chức năng chính của Vi xử lý là xử lý dữ liệu Để thực hiện được công việc này,

Vi xử lý phải có các mạch logic cho việc xử lý, điều khiển dữ liệu và các mạch logic điều khiển khác Các mạch logic sẽ chuyển dữ liệu từ nơi này đến nơi khác và thực hiện các phép toán trên dữ liệu còn mạch điều khiển sẽ quyết định mạch điện nào cho việc xử lý dữ liệu Các công việc mà Vi xử lý thực hiện được điều khiển bằng một hay nhiều lệnh Tập hợp các lệnh để thực hiện xong một yêu cầu đặt ra được gọi là một chương trình

Quá trình thực hiện một lệnh của Vi xử lý là đầu tiên Vi xử lý sẽ đón lệnh từ bộ nhớ, sau đó các mạch logic điều khiển sẽ giải mã lệnh nhằm xác định xem lệnh này yêu cầu Vi xử lý thực hiện công việc gì, cuối cùng Vi xử lý sẽ thực hiện đúng công việc của các lệnh đã yêu cầu

III Cấu trúc và hoạt động của Vi xử lý:

1 Cấu trúc cơ bản của một Vi xử lý:

Một Vi xử lý về cơ bản gồm có ba khối chức năng: Đơn vị thực thi, bộ điều khiển tuần tự và bus giao tiếp

Sơ đồ khối cấu trúc cơ bản của một Vi xử lý

2 Các đặc điểm bên trong của Vi xử lý:

a Chiều dài từ dữ liệu:

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 nhớ lớn, được dùng trong các công việc xử lý dữ liệu, điều khiển phức tạp Nếu Vi xử lý có chiều dài từ dữ liệu nhỏ hơn thì sẽ có tốc độ xử lý công việc chậm hơn và khả năng truy xuất bộ nhớ cũng bị hạn chế hơn, được dùng trong các công việc điều khiển và xử lý đơn giản Các Vi xử lý 8 bit như: 8080A, 8085A của Intel; MC6800, MC6802 của Motorola; Z80 của Zilog; TMS9985 của Texas Instrument; Các Vi xử lý 16 bit như 8086, 8088 của Intel; MC68000 của Motorola; Z8000 của Zilog;

b Độ dài từ địa chỉ:

Dung lượng bộ nhớ mà Vi xử lý có thể truy xuất là một phần trong cấu trúc của Vi xử lý Để truy xuất được bộ nhớ thì Vi xử lý phải biết được địa chỉ của từng ô nhớ cụ thể, địa chỉ của ô nhớ được xác định bằng từ địa chỉ Độ dài của từ địa chỉ cho biết số lượng ô nhớ mà Vi xử lý có thể liên hệ trực tiếp, độ dài của các thanh ghi rất cần thiết cho việc định địa chỉ cũng phải có khả năng tương ứng

c Tốc độ làm việc:

Tần số xung clock cung cấp cho Vi xử lý làm việc quyết định tốc độ làm việc của Vi xử lý, tốc độ này được cho bởi nhà chế tạo Tốc độ xung clock càng cao thì Vi xử lý làm việc với tốc độ càng lớn và khả năng xử lý lệnh càng nhanh

d Các thanh ghi:

Trong cấu trúc củaVi xử lý, các thanh ghi giữ một vai trò quan trọng, chúng được dùng để xử lý dữ liệu Có nhiều loại thanh ghi trong Vi xử lý với các chức năng khác nhau, số lượng thanh ghi đóng vai trò rất quan trọng đối với Vi xử lý và người lập trình Nếu Vi xử lý có số lượng thanh ghi càng nhiều thì người lập trình có thể viết các chương trình điều khiển Vi xử lý đơn giản hơn bởi việc sử dụng các thanh ghi được linh động và

đa dạng, điều này làm tăng tốc độ và khả năng xử lý chương trình của Vi xử lý

e Tập lệnh:

Bất kì một Vi xử lý nào muốn hoạt động được thì phải có tập lệnh Do cấu tạo phần cứng khác nhau nên mỗi Vi xử lý có tập lệnh khác nhau Tập lệnh của Vi xử lý là một trong những yếu tố cơ bản để đánh giá tốc độ làm việc của Vi xử lý Nếu Vi xử lý có nhiều mạch điện logic bên trong để thực hiện thì số lượng lệnh điều khiển của Vi xử lý càng nhiều, khi đó Vi xử lý càng lớn và độ phức tạp càng lớn Tập lệnh của Vi xử lý càng nhiều thì rất có ích cho người lập trình khi viết chương trình điều khiển cho Vi xử lý

3 Vi xử lý 8 bit:

Mỗi loại Vi xử lý sẽ có cấu trúc khác nhau nhưng thường có các khối chính như sau:

- Khối đơn vị số học/logic (ALU - Arithmetic Logic Unit).

- Các thanh ghi (Registers)

- Khối điều khiển logic (Control Logic)

Chức năng và nguyên lý hoạt động của các khối như sau:

a Khối Đơn vị số học-logic (ALU - Arithmetic Logic Unit):

Đây là khối quan trọng nhất của Vi xử lý, khối này chứa các mạch điện logic có chức năng chính là làm thay đổi dữ liệu ALU có hai ngõ vào là IN, đó chính là các ngõ vào dữ liệu cho ALU xử lý và một ngõ ra OUT là ngõ ra kết quả dữ liệu đã được ALU xử lý Dữ liệu trước khi đưa vào ALU được chứa ở thanh ghi đệm là TEMP1 và TEMP2 Thông thường, ALU luôn lấy dữ liệu từ một thanh ghi đặc biệt có tên gọi là Bộ tích lũy (Accumulator) Ngõ ra OUT cho phép ALU có thể gởi dữ liệu đã được xử lý lên bus dữ liệu bên trong Vi xử lý, do đó thiết bị nào kết nối với bus đều có thể nhận dữ liệu này, thường thì ALU gởi dữ liệu đã được xử lý tới Bộ tích lũy Khối ALU có thể thực hiện các phép tính và xử lý sau:

Shift right Shift left Increment Decrement Complement

Sơ đồ khối của một Vi xử lý 8 bit.

b Các thanh ghi (Registers):

Các thanh ghi cơ bản luôn có trong một Vi xử lý là A, PC, SP, F, các thanh ghi thông dụng là B, C, D, E, thanh ghi lệnh, thanh ghi địa chỉ

Thanh ghi A (Accumulator): hay bộ tích lũy, đây là thanh ghi quan trọng của Vi xử lý, nó có chức năng là lưu trữ dữ liệu khi tính toán Hầu hết các phép tính logic và số học đều diễn ra giữa thanh ghi này và ALU Nó có chức năng quan trọng khác là truyền dữ liệu từ ô nhớ hay từ các thanh ghi bên trong ra các thiết bị ngoại vi

Thanh ghi PC (Program Counter): hay bộ đếm chương trình, là thanh ghi cơ bản của

Vi xử lý Chức năng của thanh ghi PC là quản lý lệnh đang thực hiện và lệnh sẽ được thực hiện tiếp theo Trước khi Vi xử lý thực hiện một chương trình thì thanh ghi PC phải được nạp một con số, đó chính là địa chỉ của ô nhớ chứa lệnh đầu tiên của chương trình Sau thực hiện việc đón lệnh từ bộ nhớ, Vi xử lý sẽ tự động tăng nội dung PC để chuẩn bị đón lệnh kế, PC chỉ tăng khi Vi xử lý bắt đầu thực hiện lệnh đón trước đó

Control

logic

Memory AddressRegister High | Low

SPPC

Accumulator(A)

Status Register

Register B Register CRegister D Register ERegister H Register L

8 bitData Bus

16 bitAddress Bus

8-bit internal data bus

External input & output

InstructionDecoder

Thanh ghi trạng thái (Status Register): còn được gọi là thanh ghi cờ (Flag Register), dùng để lưu trữ kết quả của một số lệnh kiểm tra có ảnh hưởng đến thanh ghi này Các bit thường có trong thanh ghi cờ là:

- Bit Carry “C”: khi kết quả tràn thì C = 1, ngược lại C = 0

- Bit Zero “Z” : kết quả bằng 0 thì Z = 1, ngược lại Z = 0

- Bit Negative “N”: khi bit MSB của thanh ghi là 1 thì N = 1, ngược lại N = 0

- Bit Intermediate Carry “I”: giống như bit Carry nhưng chỉ có tác dụng với phép cộng hay trừ trên 4 bit thấp

- Bit Interupt Flag “IF”: IF = 1 khi người lập trình cho phép ngắt, ngược lại IF = 0

- Bit Overflow “O”: O = 1 khi bit Carry của phép toán cộng với bit dấu của dữ liệu

- Bit Parity “P”: P = 1 khi kết quả phép toán là số chẵn, ngược lại P = 0

Thanh ghi con trỏ ngăn xếp SP (Stack Pointer): chức năng của thanh ghi con trỏ ngăn xếp là quản lý bộ nhớ ngăn xếp khi có dữ liệu được lưu trữ tạm thời vào ngăn xếp Cũng giống như PC, SP cũng tự động chỉ đến ô nhớ kế Các dữ liệu chứa trong ngăn xếp được tổ

chức theo nguyên tắc vào sau ra trước (LIFO: Last In First Out) Trong hầu hết các Vi xử

lý, SP tự giảm sau khi thực hiện lệnh cất giữ dữ liệu vào ngăn xếp và ngược lại SP sẽ tự tăng lên để chỉ đến ô nhớ tiếp theo trong ngăn xếp sau khi Vi xử lý thực hiện lệnh lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp Vì thế giá trị cho SP khi thiết lập thường là địa chỉ cuối cùng của bộ nhớ Quá trình này do người lập trình thiết lập được gọi là khởi tạo con trỏ ngăn xếp Nếu không được khởi tạo, con trỏ ngăn xếp sẽ chỉ đến một ô nhớ ngẫu nhiên Khi đó dữ liệu cất vào ngăn xếp có thể ghi đè lên dữ liệu khác làm chương trình xử lý sai

Thanh ghi địa chỉ (Address Register): khi Vi xử lý cần truy xuất bộ nhớ, thanh ghi địa chỉ phải tạo ra đúng địa chỉ mà Vi xử lý mong muốn Ngõ ra của thanh ghi địa chỉ được đặt lên bus địa chỉ, bus địa chỉ dùng để lựa chọn một ô nhớ hay một port I/O cần truy xuất.Thanh ghi lệnh (Instruction Register): dùng để chứa lệnh Vi xử lý đang thực hiện Thanh ghi này do Vi xử lý sử dụng, người lập trình không sử dụng

Thanh ghi chứa dữ liệu tạm thời (Temporary Register): dùng để ALU thực hiện các phép toán xử lý dữ liệu, người lập trình không sử dụng thanh ghi này

c Khối giải mã lệnh và khối điều khiển logic:

Chức năng của khối giải mã lệnh là nhận lệnh từ thanh ghi lệnh sau đó tiến hành giải mã lệnh rồi đưa tín hiệu điều khiển đến khối điều khiển logic

d Các đường bus:

Các khối bên trong Vi xử lý liên hệ với nhau thông qua tập hợp các đường dây để truyền dữ liệu gọi là bus hệ thống Chúng được chia ra làm ba loại:

- Bus địa chỉ: có nhiệm vụ định ra địa chỉ của thiết bị cần truy xuất nên mang tính một chiều, chỉ có Vi xử lý mới đưa dữ liệu lên bus địa chỉ.

- Bus dữ liệu: dùng để kết nối các thanh ghi bên trong Vi xử lý và ALU, tất cả dữ liệu di chuyển bên trong Vi xử lý từ khối này đến khối khác đều thông qua bus dữ liệu, do đó bus dữ liệu mang tính hai chiều Khi Vi xử lý cần truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ hay các thiết bị I/O bên ngoài thì bus dữ liệu bên trong phải được nối với bus dữ liệu bên ngoài

- Bus điều khiển: gồm các tín hiệu điều khiển để đảm bảo sự hoạt động đồng bộ giữa các khối, mỗi tín hiệu điều khiển có một chiều nhất định Khi hoạt động, Vi xử lý đưa các tín hiệu điều khiển tới các khối khác trong hệ thống, đồng thời Vi xử lý cũng nhận tín hiệu từ các khối khác gởi về Điều này không có nghĩa bus điều khiển là hai chiều vì Vi xử lý gởi tín hiệu đi hay nhận tín hiệu về trên các đường tín hiệu khác nhau bên trong bus điều khiển

4 Tập lệnh (Instructions) của Vi xử lý:

Mỗi loại Vi xử lý có tập lệnh riêng, số lượng lệnh cũng tùy thuộc vào từng loại Vi xử lý Tập lệnh của Vi xử lý có thể được chia làm các nhóm cơ bản sau:

- Nhóm lệnh truyền dữ liệu

- Nhóm lệnh số học và logic

- Nhóm lệnh trao đổi, truyền khối dữ liệu và tìm kiếm

- Nhóm lệnh xoay và dịch

- Nhóm lệnh điều khiển

- Nhóm lệnh về bit

- Nhóm lệnh nhảy

- Nhóm lệnh gọi, trở về

- Nhóm lệnh xuất, nhập

Mỗi lệnh của Vi xử lý là dữ liệu ở dạng số nhị phân Khi Vi xử lý nhận được một lệnh thì từ dữ liệu nhị phân này yêu cầu Vi xử lý thực hiện công việc mà lệnh yêu cầu Chiều dài của một lệnh bằng với chiều dài từ dữ liệu của Vi xử lý Mỗi lệnh mà Vi xử lý thực hiện gồm hai yếu tố:

- Mã công tác: cho biết thao tác mà Vi xử lý phải thực hiện

- Toán hạng: được viết theo sau mã công tác, cho biết vị trí dữ liệu cần phải xử lý.Có nhiều cách để chỉ vị trí của số liệu:

- Định địa chỉ trực tiếp bằng thanh ghi: toán hạng là ký hiệu của các thanh ghi và dữ liệu cần xử lý chính là nội dung chứa trong thanh ghi đó

- Định địa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi: toán hạng không phải là địa chỉ của số liệu mà chỉ là dấu hiệu cho biết nơi chứa dữ liệu.

- Định địa chỉ trực tiếp: toán hạng là địa chỉ của dữ liệu cần được xử lý

- Định địa chỉ tức thời: toán hạng chính là dữ liệu cần được xử lý

- Định địa chỉ ngầm định: vị trí hoặc giá trị của dữ liệu cần được xử lý được hiểu ngầm nhờ mã công tác

PHẦN II: Vi xử lý 8085A

I Giới thiệu:

Vi xử lý 8085A được hãng Intel chế tạo vào năm 1974 Đây là một Vi xử lý 8 bit, có chiều dài từ dữ liệu là 8 bit, chiều dài từ địa chỉ là 16 bit

1 Đặc tính:

- Nguồn cung cấp : 5V ± 10%

- Dòng điện cực đại: Imax = 170mA

- Tần số xung clock chuẩn 6MHz

- Mạch tạo xung clock được tích hợp, có thể dùng thạch anh, RC hay RC bên ngoài

- Có 5 yêu cầu ngắt: Trong đó có một yêu cầu ngắt không che được (NMI - Non

Maskable Interrupt) và một tương thích với 8080A.

- Có cổng Input/Output nối tiếp

- Phần mềm tương thích 100% với 8080A

2 Sơ đồ chân và sơ đồ logic:

Sơ đồ chân

A 8 A 15 - Address bus (output)

Byte cao của địa chỉ ô nhớ 16 bit hoặc địa chỉ cổng 8 bit, có cấu tạo ngõ ra 3 trạng thái Trạng thái Hi-Z ở chế độ HOLD, HALT và trong lúc RESET

8085A

Ready Hold

Intr RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5

Trap Reset In

X1

X2SID Vcc Vss

8085A

X1

X2Reset Out

SOD SID Trap RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5 INTR INTA\

Vcc HOLD HLDA CLK Out Reset In Ready IO/M\

S1RD\

WR\

ALE S

AD 0 AD 7 - Address/Data bus (input/output)

Bus địa chỉ/dữ liệu, làm việc theo phương pháp đa lộ thời gian: Ở chu kỳ đồng hồ đầu tiên là byte thấp của địa chỉ ô nhớ hoặc khối xuất nhập, ở hai chu kỳ tiếp theo là dữ liệu, cấu tạo ngõ ra 3 trạng thái Trạng thái Hi-Z ở chế độ HOLD, HALT và trong lúc RESET

ALE - Address Latch Enable (output)

Ở chu kỳ đầu tiên của xung đồng hồ, ALE = [1] cho biết AD0 AD7 là bus địa chỉ

Phương pháp đa lộ thời gian

Vi xử lý và chốt địa chỉ

Bus địa chỉChốt

Address A15-A8 Address A15-A8

A7-A0 Data D7-D0 A7-A0 Data D7-D0

T1 T2 T3 T1 T2 T3xung clock

RD\ - Read control (output)

Tác động mức thấp cho biết dữ liệu đang được đọc từ bộ nhớ hoặc cổng Cấu tạo ngõ ra 3 trạng thái Trạng thái Hi-Z ở chế độ HOLD, HALT và trong lúc RESET

WR\ - Write control (output)

Tác động mức thấp cho biết dữ liệu đang được viết vào bộ nhớ hoặc cổng Cấu tạo ngõ ra 3 trạng thái Trạng thái Hi-Z ở chế độ HOLD, HALT và trong lúc RESET

READY (input)

Mức cao trong chu kỳ đọc hoặc viết cho biết bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi đã sẵn sàng gởi hoặc nhận dữ liệu, Vi xử lý sẽ đợi nếu ngõ này ở mức thấp

S 0 , S 1 , IO/M\ - status (output)

Ba ngõ ra cho biết trạng thái hoạt động của Vi xử lý

IO/M\ S1 S0 Trạng thái

HLDA - Hold Acknowledge (output)

Tín hiệu ra cho biết Vi xử lý chấp nhận quyền sử dụng bus địa chỉ và bus dữ liệu ở chu kỳ kế tiếp, ngõ này trở về mức thấp khi không còn yêu cầu HOLD

INTR - Interrupt Request (input)

Được dùng cho các yêu cầu ngắt công dụng chung, Vi xử lý sẽ nhận ra sau khi thực hiện xong một chỉ thị, ngắt này có thể được che bằng phần mềm và không có hiệu lực trong lúc RESET hoặc trong khi Vi xử lý đang thi hành một chương trình phục vụ ngắt

* trạng thái Hi-Z

x không xác định

INTA - Interrupt Acknowledge (output)

Ngõ ra mức thấp cho biết Vi xử lý chấp thuận yêu cầu ngắt

RST 5.5, RST 6.5, RST 7.5 - Restart Interrupt (input)

Ba yêu cầu ngắt có mức độ ưu tiên cao hơn INTR, được điều khiển bởi lệnh SIM

TRAP (input)

Yêu cầu ngắt có mức độ ưu tiên cao nhất và không che được bằng phần mềm

Tên Mức ưu tiên Địa chỉ ngắt (1) Tín hiệu tác động

(1) Vi xử lý cất PC vào ngăn xếp trước khi nhảy đến địa chỉ ngắt

(2) Phụ thuộc vào địa chỉ gọi ngắt

Các ngắt được gọi bằng lệnh RST

A8 A15

AD0 AD7

74148

RESET IN\ (input)

Mức thấp đặt lại bộ đếm chương trình về 0000H, xóa FF cho phép ngắt và HLDA Bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển ở trạng thái Hi-Z trong lúc RESET

RESET OUT (output)

Báo cho biết CPU đang ở trạng thái RESET, dùng để đặt lại toàn bộ hệ thống, ngõ

Ngõ ra xung đồng hồ có tần số bằng phân nửa tín hiệu tại X1

SID - Serial Input Data line (input)

Ngõ vào dữ liệu nối tiếp nạp vào bit 7 của bộ tích lũy khi có lệnh RIM

SOD - Serial Output Data line (output)

Ngõ ra dữ liệu nối tiếp được xác định bởi lệnh SIM

Vcc Nguồn nuôi +5V.

Vss Mass.

Cấu tạo 8085A:

Cấu tạo bên trong của Vi xử lý 8085A có đầy đủ tất cả các khối của một Vi xử lý 8 bit đã được giới thiệu, nhưng có một số điểm khác biệt được thể hiện qua sơ đồ khối sau:

Cấu trúc Vi xử lý 8085A

Cấu tạo Vi xử lý 8085A gồm 3 phần: Đơn vị số học-logic, các thanh ghi và đơn vị điều khiển Các thanh ghi trong 8085A được chia ra như sau:

Bộ đếm chương trình (PC) và con trỏ ngăn xếp (SP): là hai thanh ghi có độ dài 16

bit nên Vi xử lý có thể truy xuất được một lượng ô nhớ là 216 = 65536 byte hay 64Kbyte

Bộ tích lũy (Accummulator): Có ký hiệu là A, độ dài 8 bit Đây là thanh ghi quan

trọng nhất trong Vi xử lý, hầu hết các quá trình tính toán đều xảy ra trên thanh ghi này

Thanh ghi trạng thái (Status Register): Có tên khác là thanh ghi cờ (Flag), ký

hiệu là F, thanh ghi này có độ dài 8 bit trong đó có 5 bit trạng thái dùng để phản ánh trạng thái của Vi xử lý khi thực hiện xong một lệnh

HOLD

INTERRUPT CONTROL SERIAL I/O CONTROL

ACCUMULATOR (8) TEMP REG(8)

FLAG (8) FLIP FLOP

ALU INSTRUCTION

DECODER AND MACHINE CYCLE ENCODING

ADDRESS BUFFER

DATA/ADDRESS BUFFER

B REG (8)

C REG (8) D

REG (8)

E REG (8) H

REG (8)

L REG (8) STACK POINTER

PROGRAM COUNTER INCREMENTER/

INTR INTA\ RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5 TRAP SID SOD

HLDA

RESET IN RESET OUT INSTRUCTION REGISTER (8)

S Z x AC x P x Cy

S - Sign (bit dấu)

S = 1 Khi kết quả là số âm

S = 0 Khi kết quả là số dương

Z - Zero (bit zero)

Z = 1 Khi kết quả bằng 0

Z = 0 Khi kết quả khác 0

AC - Auxiliary Carry (bit số nhớ phụ)

AC = 1 Khi phép tính bị tràn trên bit 3

AC = 0 Khi phép tính không tràn trên bit 3

P - Parity (bit chẵn lẻ)

P = 1 Khi kết quả là số chẵn

P = 0 Khi kết quả là số lẻ

Số chẵn là số có tổng số bit [1] là chẵn, và ngược lại số lẻ là số có tổng số bit [1] là lẻ.

Cy - Carry (bit số nhớ)

Cy = 1 Khi kết quả có số nhớ

Cy = 0 Khi kết quả không số nhớ

Các thanh ghi công dụng chung: Gồm 6 thanh ghi có độ dài 8 bit được ký hiệu lần

lượt là B, C, D, E, H và L Các thanh ghi này có thể kết hợp thành từng cặp 16 bit: BC,

DE, HL và AF, trong đó A, B, D và H là các thanh ghi cao và F, C, E và L là các thanh ghi thấp

II TẬP LỆNH 8085A:

Tập lệnh của 8085A được chia thành các nhóm như sau:

- Nhóm lệnh truyền dữ liệu

- Nhóm lệnh số học - logic

- Nhóm lệnh so sánh

- Nhóm lệnh nhảy

- Nhóm lệnh về ngăn xếp

- Nhóm lệnh về xuất nhập

- Nhóm lệnh điều khiển

1 Nhóm lệnh truyền dữ liệu:

MOV ds, sr Truyền dữ liệu từ thanh ghi sr đến thanh ghi ds

MOV ds, M Truyền dữ liệu từ ô nhớ có địa chỉ chứa trong cặp thanh ghi HL

vào thanh ghi ds

MOV M, sr Truyền dữ liệu từ thanh ghi sr vào ô nhớ có địa chỉ chứa trong cặp

thanh ghi HL

MVI ds, data Truyền tức thời dữ liệu 8 bit vào thanh ghi ds

MVI M, data Truyền tức thời dữ liệu 8 bit vào ô nhớ có địa chỉ chứa trong cặp

thanh ghi HL

LXI rp, dw Nạp tức thời dữ liệu 16 bit vào cặp thanh ghi rp

LDA addr Nạp trực tiếp nội dung ô nhớ có địa chỉ là addr vào thanh ghi A.LDAX rp Nạp gián tiếp nội dung ô nhớ có địa chỉ chứa trong cặp thanh ghi

rp vào thanh ghi A

LHLD addr Nạp trực tiếp nội dung ô nhớ có địa chỉ là addr vào thanh ghi L,

nội dung ô nhớ có địa chỉ addr+1 vào thanh ghi H

STA addr Lưu trữ trực tiếp nội dung thanh ghi A vào ô nhớ có địa chỉ addr.STAX rp Lưu trữ gián tiếp nội dung thanh ghi A vào ô nhớ có địa chỉ chứa

trong cặp thanh ghi rp.SHLD addr Lưu trữ trực tiếp nội dung thanh ghi L vào ô nhớ có địa chỉ addr,

nội dung thanh ghi H vào ô nhớ có địa chỉ addr+1

XCHG Hoán chuyển nội dung giữa cặp thanh ghi HL với cặp thanh ghi

DE

2 Nhóm lệnh số học - logic:

ADD sr Cộng không lưu ý số nhớ nội dung thanh ghi A với nội dung thanh

ghi sr

ADD M Cộng không lưu ý số nhớ nội dung thanh ghi A với nội dung ô nhớ

có địa chỉ chứa trong cặp thanh ghi HL

ADI data Cộng không lưu ý số nhớ nội dung thanh ghi A với dữ liệu

ADC sr Cộng có lưu ý số nhớ nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi

sr

ADC M Cộng có lưu ý số nhớ nội dung thanh ghi A với nội dung ô nhớ có

địa chỉ chứa trong cặp thanh ghi HL

ACI data Cộng có lưu ý số nhớ nội dung thanh ghi A với dữ liệu

SUB sr Trừ không lưu ý số thiếu nội dung thanh ghi A với nội dung thanh

ghi sr

SUB M Trừ không lưu ý số thiếu nội dung thanh ghi A với nội dung ô nhớ

có địa chỉ chứa trong cặp thanh ghi HL

SUI data Trừ không lưu ý số thiếu nội dung thanh ghi A với dữ liệu

SBB sr Trừ có lưu ý số thiếu nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi

sr

SBB M Trừ có lưu ý số thiếu nội dung thanh ghi A với nội dung ô nhớ có

địa chỉ chứa trong cặp thanh ghi HL

SBI data Trừ có lưu ý số thiếu nội dung thanh ghi A với dữ liệu

ANA sr AND giữa nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi sr

ANA M AND giữa nội dung thanh ghi A với nội dung ô nhớ có địa chỉ

chứa trong cặp thanh ghi HL

ANI data AND giữa nội dung thanh ghi A với dữ liệu

ORA sr OR giữa nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi sr

ORA M OR giữa nội dung thanh ghi A với nội dung ô nhớ có địa chỉ chứa

trong cặp thanh ghi HL

ORI data OR giữa nội dung thanh ghi A với dữ liệu

XRA sr EXOR giữa nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi sr

XRA M EXOR giữa nội dung thanh ghi A với nội dung ô nhớ có địa chỉ

chứa trong cặp thanh ghi HL

XRI data EXOR giữa nội dung thanh ghi A với dữ liệu

INR reg Tăng nội dung thanh ghi reg

INR M Tăng nội dung ô nhớ có địa chỉ chứa trong cặp thanh ghi HL.DCR reg Giảm nội dung thanh ghi reg

DCR M Giảm nội dung ô nhớ có địa chỉ chứa trong cặp thanh ghi HL.INX rp Tăng nội dung cặp thanh ghi rp

DCX rp Giảm nội dung cặp thanh ghi rp

RRC Đẩy nội dung thanh ghi A về phía phải

RLC Đẩy nội dung thanh ghi A về phía trái

RAR Đẩy nội dung thanh ghi A về phía phải ngang qua cy

RAL Đẩy nội dung thanh ghi A về phía trái ngang qua cy

DAD rp Cộng nội dung cặp thanh ghi HL với nội dung cặp thanh ghi rp