ساختار و زبان ماشين

پيشگفتار

 در اوايل دهه 60 ميلادي ايالات متحده در آستانه شکل گيري تکنولوژي نويني در مهندسي برق بود. ترانزيستور که کمي پس از پايان جنگ جهاني دوم توسط سه دانشمند در آزمايشگاههاي كمپاني بل ابداع شده بود، کم کم جايگزين رقيبش لامپ خلا مي شد.

در سال 1968 رابرت نويس و گوردون مور، دو نفر از پايه گذاران اصلي كمپاني فيرچايلد شرکت جديدي موسوم به اينتل[1] تاسيس نمو دند. در سال 1969 يک شرکت ژاپني سازنده ماشين حساب، به آنها سفارش يک آي سي خاص براي ماشين حسابهاي جديد خود داد و يک پردازنده مرکزي (CPU) چهار بيتي بر روي يک تراشه ساخته شد و بدين ترتيب خانواده IC هاي اينتل 4000 متولد گرديد. اين روند ادامه پيدا کرد و در سال 1972، آي سي هشت بيتي 8008 ، پس از آن 8080 ، 8085 ودر اواخر دهه1970 چند ميکروپروسسور 16 بيتي به بازار عرضه شد .

اين تحول تا امروز ادامه داشته است و ميکروپروسسورهاي 32 بيتي و 64 بيتي(پنتيوم) پا به عرصه وجود گذاشته‏اند. اکثر ميکروکامپيوتر هاي اوليه به صورت کيت فروخته مي شدند و براي انجام کاري خاص، بايد به زبان ماشين برنامه ريزي مي شدند و قابليت توليد انبوه را نداشتند، تا اينکه در1982 شرکت IBM براي اولين بار شروع به فروش کامپيوترهاي شخصي[2] نمود و امروزه شاهد جهش هاي ناباورانه اي در زمينه رشد تکنولوژي وقا بليت هاي کامپيوترهاي شخصي هستيم.

مقدمه

اين مجموعه به بررسي مباني تکنولوژي ريز پردازنده‏ها[3] مي پردازد و به عنوان يک منبع درسي، براي درس ساختار و زبان ماشين در نظر گرفته شده است. تمرکز ما در اين کتاب، فهم اجزاء سخت افزاري يک سيستم ميکروکامپيوتر و نقش نرم افزار در کنترل سخت افزار است.

 قسمت عمده آنچه در اين مجموعه ملاحظه مي شود، از بخش هاي مختلف چند کتاب و نيز جزوه درس ساختار و زبان ماشين گردآوري شده است. در اين مجموعه به بررسي ميکروپروسسور هشت بيتي” شريف”، ميکروپروسسور هشت بيتي 8085 ، ميکروکنترلر[4] هشت بيتي 8051 و در انتها به اختصار به ميکروکنترلر AVR مي پردازيم. البته در مورد ميکروپروسسور” شريف”، به دليل آنکه صرفا يک مدل براي يادگيري و آشنايي اوليه است، به سخت افزار چنداني پرداخته نمي شود. دو مورد بعدی که از ميکروپروسسور هاي واقعي و ساخت شرکت اينتل هستند بطور مفصل تر مورد بررسی قرار می گيرند. يادآوري مي نمايدكه تاکيد بر ساختار سه باسه( CPU هاي استفاده كننده از سه باس) است که در فصل هاي بعدي بهنگام افزودن حافظه و I/O به کار مي آيد، به همين منظور، در فصل اول به معرفي باس مي پردازيم. همچنين، در اين درس به آي‏سي‏هاي پشتيبان[5] ويژه 8085 و روشهاي I/O ي سري خواهيم پرداخت. همچنين، به اختصار به معرفي فلسفه و توري پايه DMA و AVR مي پردازيم.

 فصل اول

 باس‏‏ها و اجزای داخلی يك کامپيوتر

در اين فصل ابتدا با باس‏ها[6] و زمان‏بندی[7] عملکرد صحيح آنها، مطالبي از قبيل سه‏حالته[8] و امکان اتصال خروجي‏هاي چند گيت[9] به يکديگر آشنا خواهيم شد. ادامه اين فصل به ساير اجزاي اصلي کامپيوتر(CPU) اختصاص دارد.

 باس‏ها و عملکردشان

باس را مي‏توان يک مجموعه خط(سيم) براي انتقال داده بين يک ارسال كننده داده و يک گيرنده تعريف کرد. معمولا خطوط سيگنالي را كه با يكديگر وجه مشتركي دارند پهلوي هم گذاشته و آن را يك باس مي ناميم. به اين ترتيب باس داده، باس آدرس و باس کنترل و غيره را به دست مي‏آوريم. در يک طراحي مناسب، بايد مسائلي از قبيل مصونيت در مقابل نويز، اثرهاي بارگذاري ac و dc، انعکاس ناشي از پالس هاي منطقي سريع و نيز تداخل بين هادي‏‏هاي موازي بايد در نظر گرفته شوند. ولي، از آنجا که ما در اين درس درصدد پرداختن به جنبه الکترونيک عناصر نيستيم، از بحث در باره اين مسائل صرف نظر مي کنيم.

 باس نوع اول

روي باس نوع 1، يک فرستنده سيگنال و يک گيرنده داريم. از آنجا که ميکروپروسسورها با

[1] · Integrated Electronics

[2] · Personal Computer(PC)

[3] · Microprocessors

[4] · Microcontrollers

[5] ·منظور همان Peripheralا ست.

[6] · Bus

[7] · Timing

[8] · Tri State

[9] · Gate

 

• فهرست مطالب
• پيشگفتار. 8
• مقدمه. 9
• باس‏‏ها و اجزای داخلی يك کامپيوتر. 9
• باس‏ها و عملکردشان. 10
• باس نوع اول. 10
• باس نوع دوم. 12
• باس نوع سوم. 14
• 1-2 ثبات‏ها 19
• 1-3 واحد محاسبه و منطق(ALU) 21
• 1-4 رجيستر دستورالعمل (IR) 21
• 1-5 واحد کنترل و زمان‏بندی.. 21
• فصل دوم. 22
• حافظه‏ها 22
• 2-1 ROM… 22
• 2-2 EPROM… 23
• 2-3 E2PROM… 23
• 2-4 RAM… 23
• 2-5 RAM های‏استاتيك و ديناميک…. 24
• فصل سوم. 24
• کامپيوتر شريف… 24
• 3-1 بلوک دياگرام کامپيوتر شريف… 25
• 3-1-1 باس داده (DB). 25
• 3-1-2 واحد محاسبه ومنطق (ALU) 26
• 3-1-3 رجيستر وضعيت… 26
• 3-1-4 آکومولاتور (Acc) 26
• 3-1-5 واحد زمان‏بندی و کنترل. 27
• 3-1-6 رجيستر دستورالعمل (IR) 27
• 3-1-7 شمارنده برنامه (PC). 28
• 3 -1-8 باس آدرس (AB). 28
• 3-2 دو عمل اصلی CPU… 28
• 3-3 عملکرد کامپيوتر شريف و قالب بندي دستورالعملها 30
• 3-4 شاخص‏ها 32
• فصل چهارم. 33
• ميکرو پروسسور 8085. 33
• 4-1 پايه‏های 8085. 33
• 4-1-1 0AD-7AD… 33
• 4-1-2 15A-8A… 34
• 4-1-3 Error! Objects cannot be created from editing field codes. 34
• 4-1-4 READY… 34
• 4-1-5 HOLD… 34
• 4-1-6 HLDA 34
• 4-1-7 INTR 35
• 4-1-8 INTA 35
• 4-1-9 (7.5، 6.5) RST5.5.. 35
• 4-1-10 TRAP.. 35
• 4-1-11 RESET IN… 35
• 4-1-12 RESET OUT.. 36
• 4-1-13 X1،X2.. 36
• 4-1-14 CLK OUT.. 36
• 4-1-15 SID… 36
• 4-2 شاخص‏ها 37
• 4-3 انواع آدرس‏دهی در 8085. 38
• 4-3-1 روش آدرس‌دهي مستقيم.. 38
• 4-3-2 روش آدرس‌دهي ثبّاتي.. 38
• 4-3-3 روش آدرس‌‌دهي فوري.. 38
• 4-3-4 روش آدرس‌دهي غير مستقيم.. 39
• 4-3-5 روش آدرس‌دهي مستتر. 39
• 4-4 برنامه‏نويسی در 8085. 39
• 4-4-1 انتقال داده. 40
• 4-4-2 گروه دستورهاي محاسباتي.. 42
• 4-4-3 گروه شامل دستورات منطقي.. 46
• 4-4-4 گروه دستورات پرش… 47
• 4-4-5 گروه دستورات O/I و كنترل ماشين و Stack.. 47
• 4-5 وقفه ها 51
• 4-6 زمان‏بندی 53
• 4-6-1 سيكل خواندن. 53
• 4-6-2 سيکل نوشتن.. 54
• 4-6-3 زمان‏بندی يک دستورالعمل نمونه. 54
• 4-5 IC هاي جانبی 8085. 55
• 4-6-1 IC های 8755 و 8355. 55
• 4-6-2 IC های 8155 و 8156. 56
• 4-6-3 8255 (PPI) 57
• 4-7 اسکن صفحه کليد. 60
• 4-8 کنترل موتور پله‌ای.. 62
• 4-9 برنامة‌ چراغ راهنما 64
• 4-9 ثابت‌ها و آرايه‌ها در زبان اسمبلی.. 65
• فصل پنجم.. 68
• ميکروکنترلر 8051. 68
• 5-1 بررسی اجمالی پايه‌های 8051. 69
• 5-1-1 درگاه شمارة صفر. 69
• 5-1-2 درگاه يک…. 70
• 5-1-3 درگاه دو. 70
• 5-1-4 درگاه سه. 70
• 5-1-5 PSEN… 70
• 5-1-6 ALE.. 71
• 5-1-7 ….. 71
• 5-1-8 RST.. 71
• 5-1-9 ورودي‌هاي نوسان‌ساز. 72
• 5-1-10 اتصالات تغذيه. 72
• 5-2 سازمان حافظه. 73
• 5-2-1 RAM همه منظوره. 73
• 5-2-2 RAM بيت آدرس پذير. 73
• 5-2-3 بانک های ثبات 74
• 5-2-4 ثبات‌های کاربرد خاص (SFR). 75
• 5-3 دستيابی به حافظه کد و داده خارجی.. 78
• 5-4 روش‌های آدرس دادن. 78
• 5-4-1 آدرس‌دهی ثبات… 78
• 5-4-2 آدرس دهی مستقيم.. 80
• 5-4-3 آدرس دهی غير مستقيم.. 80
• 5-4-4 آدرس دهی فوری 81
• 5-4-5 آدرس دهی نسبی 81
• 5-4-6 آدرس دهی مطلق 82
• 5-4-7 آدرس دهی طولانی  (مطول ؟) 82
• 5-4-8 آدرس دهی انديس دار. 83
• 5-5 انواع دستورالعمل‏ها 83
• 5-5-2 دستورالعمل‏های منطقی.. 84
• 5-5-3-1 RAM داخلی.. 85
• 5-5-3-2 RAM خارجی.. 85
• 5-5-3- جستجودر جدول‏ها 86
• 5-5-4 دستورالعملهاي بولي.. 86
• 5-5-5 دستورالعمل‏های انشعاب برنامه(زير نويس ؟) 87
• 5-6 تايمرها 87
• 5-6-1 ثبات حالت تايمر. 88
• 5-6-2 ثبات كنترل تايمر. 90
• 5-7 شروع به كار، توقف و كنترل تايمرها 91
• 5-8 عمليات درگاه سريال. 93
• 5-8-1 حالت 1.. 93
• 5-8-2 حالت 2.. 94
• 5-8-3 حالت 3.. 95
• 5-8 وقفه ها 96
• 5-8-1 سازمان وقفه. 97
• 5-8-2 فعال و غير فعال کردن وقفه ها 97
• 5-8-3 تقدم وقفه ها 97
• 5-8-4 اجراي وقفه‌ها 98
• 5-8-5 بيتهاي پرچم وقفه‌ها 99
• 5-8-6 بردارهاي وقفه. 99
• فصل ششم.. 103
• ميکروکنترلر های AVR.. 103
• 6-1 مقدمه. 103
• 6-2 پايه ها و سيگنال ها 104
• 6-3 امكانات موجود در AVR.. 106
• 6-3-1 CPU… 106
• 6-3-2 حافظه ها 110
• 6-3-2-1 حافظه برنامه. 110
• 6-3-3 مدارات راه اندازي و كنترل. 112
• 6-3-4 واحدهاي جانبي (I/O) 114
• فصل هفتم.. 116
• DMA… 116
• 7-1 مفهوم DMA… 116
• 7-2 برنامه ريزي تراشه 8237 DMA… 117
• 7-3 ثبات هاي كنترل داخلي 8237. 117
• 7-3-1 ثبات فرمان. 118
• 7-3-2 ثبات وضعيت… 118
• 7-3-3 ثبات مد. 118
• 7-3-4 ثبات تك پوشش…. 118
• 7-3-5 ثبات تمام پوشش…. 119
• 7-3-6 ثبات موقت/پاك كردن اصلي.. 119
• 7-3-7 پاك كردن ثبات پوشش…. 119

 

قسمت‌هایی از این مقاله حذف شده و نسخه کامل آن فقط در فایل‌های word و Pdf قابل دانلود است.
لطفا برای دریافت نسخه کامل این مقاله فایل‌های word و pdf را دانلود نمائید.

با خرید این محصول فایل word و PDF مربوط به این مقاله را دریافت خواهید کرد.
لینک دانلود بی‌درنگ پس از پرداخت نمایش داده شده و فایل فشرده‌ مربوط به این مقاله آماده دانلود خواهد بود.

تعداد صفحات: 120 صفحه | حجم فایل: کمتر از 1 مگابایت | فونت استفاده شده: B Zar | به همراه صفحه اول