
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه140
فهرست مطالب
باسها و اجزای داخلی کامپیوتر.. 8
1-3 واحد محاسبه و منطق(ALU).. 18
1-4 رجیستر دستورالعمل (IR).. 19
1-5 واحد کنترل و زمانبندی.. 19
2-5 RAM هایاستاتیک و دینامیک.. 21
3-1 بلوک دیاگرام کامپیوتر شریف.. 22
3-1-2 واحد محاسبه ومنطق (ALU).. 23
3-1-5 واحد زمانبندی و کنترل.. 24
3-1-6 رجیستر دستورالعمل (IR).. 25
3-3 عملکرد کامپیوتر شریف و قالب بندی دستورالعملها 27
4-3 انواع آدرسدهی در 8085.. 34
4-3-1 روش آدرسدهی مستقیم.. 34
4-3-4 روش آدرسدهی غیر مستقیم.. 35
4-4-2 گروه دستورهای محاسباتی.. 38
4-4-3 گروه شامل دستورات منطقی.. 41
4-4-5 گروه دستورات O/I و کنترل ماشین و Stack 42
4-6-3 زمانبندی یک دستورالعمل نمونه.. 48
4-9 ثابتها و آرایهها در زبان اسمبلی.. 59
5-1 بررسی اجمالی پایههای 8051.. 62
5-1-9 ورودیهای نوسانساز.. 65
5-2-4 ثباتهای کاربرد خاص.. 68
5-3 دستیابی به حافظه کد و داده خارجی.. 70
5-4-3 آدرس دهی غیر مستقیم.. 73
5-5-2 دستورالعملهای منطقی.. 76
5-5-5 دستورالعملهای انشعاب برنامه.. 79
5-7 شروع به کار، توقف و کنترل تایمرها 83
5-8-2 فعال و غیر فعال کردن وقفه ها.. 88
5-8-5 بیتهای پرچم وقفهها.. 90
6-3-3 مدارات راه اندازی و کنترل.. 103
6-3-4 واحدهای جانبی (I/O).. 105
7-2 برنامه ریزی تراشه 8237 DMA... 108
7-3 ثبات های کنترل داخلی 8237.. 108
7-3-6 ثبات موقت/پاک کردن اصلی.. 110
7-3-7 پاک کردن ثبات پوشش.. 110
پیشگفتار
در اوایل دهه 60 میلادی ایالات متحده در آستانه شکل گیری تکنولوژی نوینی در مهندسی برق بود. ترانزیستور که کمی پس از پایان جنگ جهانی دوم توسط سه دانشمند در آزمایشگاههای کمپانی بل ابداع شده بود، کم کم جایگزین رقیبش لامپ خلا می شد.
در سال 1968 رابرت نویس و گوردون مور، دو نفر از پایه گذاران اصلی کمپانی فیرچایلد شرکت جدیدی موسوم به اینتل[1] تاسیس نمو دند. در سال 1969 یک شرکت ژاپنی سازنده ماشین حساب, به آنها سفارش یک آی سی خاص برای ماشین حسابهای جدید خود داد و یک پردازنده مرکزی (CPU) چهار بیتی بر روی یک تراشه ساخته شد و بدین ترتیب خانواده IC های اینتل 4000 متولد گردید. این روند ادامه پیدا کرد و در سال 1972, آی سی هشت بیتی 8008 , پس از آن 8080 , 8085 ودر اواخر دهه1970 چند میکروپروسسور 16 بیتی به بازار عرضه شد .
این تحول تا امروز ادامه داشته است و میکروپروسسورهای 32 بیتی و 64 بیتی(پنتیوم) پا به عرصه وجود گذاشتهاند. اکثر میکروکامپیوتر های اولیه به صورت کیت فروخته می شدند و برای انجام کاری خاص, باید به زبان ماشین برنامه ریزی می شدند و قابلیت تولید انبوه را نداشتند, تا اینکه در1982 شرکت IBM برای اولین بار شروع به فروش کامپیوترهای شخصی[2] نمود و امروزه شاهد جهش های ناباورانه ای در زمینه رشد تکنولوژی وقا بلیت های کامپیوترهای شخصی هستیم.
این مجموعه به بررسی مبانی تکنولوژی ریز پردازندهها[3] می پردازد و به عنوان یک منبع درسی, برای درس ساختار و زبان ماشین در نظر گرفته شده است. تمرکز ما در این کتاب، فهم اجزاء سخت افزاری یک سیستم میکروکامپیوتر و نقش نرم افزار در کنترل سخت افزار است.
قسمت عمده آنچه در این مجموعه ملاحظه می شود, از بخش های مختلف چند کتاب و نیز جزوه درس ساختار و زبان ماشین گردآوری شده است. در این مجموعه به بررسی میکروپروسسور هشت بیتی" شریف"، میکروپروسسور هشت بیتی 8085 , میکروکنترلر[4] هشت بیتی 8051 و در انتها به اختصار به میکروکنترلر AVR می پردازیم. البته در مورد میکروپروسسور" شریف"، به دلیل آنکه صرفا یک مدل برای یادگیری و آشنایی اولیه است, به سخت افزار چندانی پرداخته نمی شود. دو مورد بعدی که از میکروپروسسور های واقعی و ساخت شرکت اینتل هستند بطور مفصل تر مورد بررسی قرار می گیرند. یادآوری می نمایدکه تاکید بر ساختار سه باسه( CPU های استفاده کننده از سه باس) است که در فصل های بعدی بهنگام افزودن حافظه و I/O به کار می آید، به همین منظور, در فصل اول به معرفی باس می پردازیم. همچنین، در این درس به آیسیهای پشتیبان[5] ویژه 8085 و روشهای I/O ی سری خواهیم پرداخت. همچنین، به اختصار به معرفی فلسفه و توری پایه DMA و AVR می پردازیم.
فصل اول
باسها و اجزای داخلی یک کامپیوتر
در این فصل ابتدا با باسها[6] و زمانبندی[7] عملکرد صحیح آنها, مطالبی از قبیل سهحالته[8] و امکان اتصال خروجیهای چند گیت[9] به یکدیگر آشنا خواهیم شد. ادامه این فصل به سایر اجزای اصلی کامپیوتر(CPU) اختصاص دارد.
1-1 باسها و عملکردشان
باس را میتوان یک مجموعه خط(سیم) برای انتقال داده بین یک ارسال کننده داده و یک گیرنده تعریف کرد. معمولا خطوط سیگنالی را که با یکدیگر وجه مشترکی دارند پهلوی هم گذاشته و آن را یک باس می نامیم. به این ترتیب باس داده, باس آدرس و باس کنترل و غیره را به دست میآوریم. در یک طراحی مناسب, باید مسائلی از قبیل مصونیت در مقابل نویز, اثرهای بارگذاری ac و dc, انعکاس ناشی از پالس های منطقی سریع و نیز تداخل بین هادیهای موازی باید در نظر گرفته شوند. ولی، از آنجا که ما در این درس درصدد پرداختن به جنبه الکترونیک عناصر نیستیم، از بحث در باره این مسائل صرف نظر می کنیم.
1-1-1 باس نوع اول
روی باس نوع 1, یک فرستنده سیگنال و یک گیرنده داریم. از آنجا که میکروپروسسورها با استفاده از تکنولژی MOS [10]ساخته شده اند و توانایی جریاندهی شان بسیار محدود است, به عنوان یک قاعده کلی هرگاه بار روی باس از توانایی جریاندهی میکروپروسسور بیشتر باشد, یا گیرنده در برد اصلی نباشد بافر لازم است. منظور از بافرکردن باس, اتخاذ روشی برای اطمینان از انتقال سطوح منطقی معتبر بر روی باس است.
شکل 1-1 چند نوع بافر [11]متداول را نشان می دهد. آی سی هایی از خانوادة [12]TTL مانند 74LS245 و 4LS244 این جنبه گیرا را دارند که در هر آیسی هشت بافر وجود دارد. معمولا نه تنها بافر کردن فرستنده, که بافر کردن ورودی گیرنده ها نیز سودمند است, زیرا این کار مقدار بارهایی را که می توانند روی باس قرار بگیرند بسیار زیاد میکند. در مورد این دو آیسی در بخش 1-1-3 بیشتر توضیح داده شده است.
شکل 1-1 باس نوع یک
تمام بافرهای شکل 1-2 توانایی سه حالته بودن را دارند, به این معنی که علاوه بر دو حالت 0 و1 منطقی, یک حالت سوم هم میتوانند داشته باشند. این حالت سوم در واقع حالت امپدانس بالا[13] یا مدار باز است. بافرهای سه حالته اجازه میدهند چند فرستنده یک خط باس را کنترل کنند. اگر تمام فرستندهها بجز یکی در حالت امپدانس بالا قرار گیرند هیچ تداخلی پیش نمیآید. این خاصیت در مورد باس نوع سوم مورد استفاده قرار میگیرد.
1-1-2 باس نوع دوم
در باس نوع 2, چند فرستنده و یک گیرندة سیگنال داریم. این نوع باس را نمیتوان با گیتهای TTL استاندارد ساخت. شکل 1-2 دلیل این امر را نشان میدهد. تا وقتی هر دو فرستنده میخواهند مقدار منطقی یکسانی روی خط قرار دهند, اشکالی پیش نمیآید. ولی همین که خروجی یکی 1 و یکی 0 باشد, باس وضعیت مبهمی پیدا میکند و بدتر اینکه امکان دارد از گیتی با خروجی 1 جریان زیادی وارد گیتی با خروجی 0 شود و هر دو گیت آسیب می ببینند. این وضعیت, نزاع بر سر باس نام دارد.
شکل 1-2 باس نوع دو
یک راه برای حل این مشکل استفاده از گیتهای سه حالته[14] به عنوان فرستنده است. با فعال کردن تنها یک فرستنده در هر زمان, نزاع بر سر باس ختم میشود. مسالهای که این راه حل به وجود میآورد یک مدار منطقی اضافهای است که برای اطمینان از فعال کردن فقط یک فرستنده در هر زمان باید به کار برده شود.
راه حل دیگر استفاده از باس کلکتور باز (درین باز)[15] شکل 1-3 است. در این طرح خروجی فرستندهها, کلکتور باز است.یعنی اینها میتوانند با اشباع کردن ترانزیستور خروجیشان, ولتاژ باس را به صفر بکشند, ولی برای رساندن ولتاژ باس به 1, به یک مقاومت بالابر(ولتاژ)[16] خارجی احتیاج داریم. مثالی از این دست, NAND کلکتور باز 7401 است.
عیب این نوع باس این است که نمیتوان تعیین کرد که کدام فرستنده باس را صفر کرده است. به این ترتیب پروسسور مجبور است وضعیت[17] (خروجی ها) را بخواند تا بتواند وسیله فعال کننده را بیابد, این روش, همهپرسی[18] نام دارد.
جزوه درس ساختار و زبان ماشین