Studierea semnalelor externe, arhitectură internă, și componentele de bază a MP I8080

Scopul lucrării: Studierea semnalelor externe, arhitectura internă, şi componentele de bază a MP I8080, definirea semnalelor de intrare/ieşire. Proiectarea registrului universal.

2. Noţiuni teoretice

I8080 Apărut în 1971, a fost cel mai răspândit microprocesor de 8 biţi.

Realizat în tehnologie NMOS, cu 40 de terminale, utilizează 3 tensiuni de alimentare: +5 Vcc, -5 Vcc, +12 Vcc şi două semnale de tact de aceeaşi frecvenţă (tipic 2 MHz), dar defazate.

• Toate intrările şi ieşirile sunt compatibile TTL;

• Magistrala de date este de 8 biţi (D0 - D7) iar cea de adrese este de 16 biţi (A0 - A15), ceea ce permite adresarea unei memorii de maxim 64 kB;

• Poate adresa 512 dispozitive de intrare/ieşire (porturi) distincte;

• Procesează cuvinte de date de 8 biţi şi adrese de 16 biţi;

• Formează memoria stivă în exterior, în spaţiul de memorie adresabil;

• Setul de instrucţiuni conţine 72 de tipuri, în total poate executa 244 de instrucţiuni distincte.

2.1 Arhitectura externă

Fig.1.1 Intel 8080 – Configuraţia semnalelor la pini

Semnificaţie şi funcţiile semnalelor:

Magistrala de date: D0 - D7 - linii bidirecţionale cu trei stări, prin care se realizează schimbul de informaţie dintre procesor şi memorie sau porturi de intrare / ieşire.

Magistrala de adrese: A0 - A15 - linii unidirecţionale cu trei stări (three state), prin care se transmite o adresă de 16 biţi către memorie sau de 8 biţi către porturi. Este orientată de la microprocesor spre exterior.

HOLD: intrare pentru cereri de cedare magistrale. Un dispozitiv inteligent extern solicită controlul total asupra magistralelor în vederea accesului direct la memorie (tehnică DMA - Direct Access Memory).

HLDA: ieşire, răspuns la cererea HOLD, confirmând acceptarea acestei cereri, după trecerea magistralelor de adrese, date şi control în starea SIR (starea înaltă impedanţă sau starea ''a treia'').

WR: ieşire cu trei stări (Write) activă în «0” logic; determină o operaţie de scriere în memorie sau în porturi.

INT: (Interrupt request) cerere de întrerupere emisă de un dispozitiv extern pentru tratare prioritară (procesorul trece la execuţia unei subrutine de tratare întrerupere, după terminarea instrucţiunii în execuţie).

INTE: ieşire cu trei stări (Interrupt Enable), activă în „1” logic, când microprocesorul execută un ciclu maşină de acceptare întrerupere.

DBIN: ieşire cu trei stări (Data Bus Input), care indică sensul transferului pe magistrala de date. Dacă este „1” logic, magistrala de date este orientată către microprocesor (intrare date).

WAIT: semnal generat de microprocesor prin care informează dispozitivele externe că se află în starea de aşteptare date. În această stare, procesorul nu execută operaţii interne.

READY: semnal generat extern, activ în «1”; informează procesorul că o dată de 8 biţi este disponibilă şi stabilă pe magistrala de date. Este confirmarea aşteptată de procesor în starea WAIT pentru a transfera data de pe magistrală în registrele interne. Perechea de semnale WAIT-READY permite schimbul de informaţie cu memorii sau porturi ''lente'', care necesită mai mult de o perioadă de tact pentru încărcarea unui octet pe magistrala de date.

RESET: semnal de iniţializare, generat din exterior, activ în «1”. Are ca efect principal iniţializarea registrului PC cu 0000 H, ceea ce duce la reluarea execuţiei de la adresa 0000 H. De regulă, la această adresă începe un program de iniţializare a sistemului de calcul. Semnalul RESET este generat automat la apariţia tensiunilor de alimentare (la pornirea sistemului) dar poate fi generat în orice moment prin apăsarea unui buton, deci la intervenţia operatorului