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µP 8085 - Eine Einführung
Der µP 8085 war einer der am
häufigsten verwendeten 8-Bit µP. Er soll hier verwendet werden, um den inneren
Aufbau und die Funktion eines Prozessors zu erklären. Heute wird der 8085 meist
nicht mehr eingesetzt, da er durch speziell für den Anwendungsfall entwickelte
Mikrocontroller ersetzt wurde. Bei den Arbeitsplatzrechnern wurde er durch die
x86-Reihe verdrängt. Der µP wird in NMOS und HMOS-Technik mit unterschiedlichen
Taktfrequenzen von 3,5 und 6 MHz hergestellt. Hierbei kann man wählen, ob der
Takt von außen zugeführt wird, oder ob er durch einen internen Oszillator
erzeugt wird. Bei einer Spannungsversorgung von 5 Volt hat er eine
Leistungsaufnahme von ca. 1 Watt.
Die acht Datenvariablen (D7-D0), die unteren 8 Adreßvariablen (A7-A0), sowie einige Steuer- und Meldeleitungen werden im Zeitmultiplexverfahren zur Verfügung gestellt, somit kann die Anzahl der Anschlußstifte (40) gering gehalten werden. Es ist möglich, zusammen mit speziellen Tor- und Speicherbausteinen, ein komplettes Mikrorechnersystem aufzubauen. Verwendet man Demultiplexer, so kann ein System mit getrennten Daten- und Adreßleitungen aufgebaut werden, an welches dann Standart-Peripheriebausteine angeschlossen werden können.
Der Mikroprozessor 8085 kann maximal 64 kByte Speicher sowie 256 Ein-bzw. Ausgabetore adressieren. Fünf Alarmeingänge (TRAP, INTR, RST5.5, RST 6.5, RST 7.5), sowie ein Alarmquittierungseingang (INTA) stehen für die Alarmbearbeitung zur Verfügung.
Durch den sogenannten ´direct memory access`(DMA) kann einem Peripheriebaustein die Steuerung des Adreß- und Datenbusses übertragen werden. Dieser wird durch die Eingangsvariable HOLD angefordert, und vom µP durch die Ausgangsvariable HLDA (hold acknowledge) bestätigt. Ist dies geschehen, so werden die Ausgangstreiber der Daten-, Adreß- und Steuerleitungen in den hochohmigen Zustand geschaltet. Werden langsamere Peripheriekomonenten verwendet, so besteht die Möglichkeit das zeitliche Verhalten des Prozessors über READY an diesen Baustein anzupassen.
Bild 1:Pinbelegung im DIL Gehäuse
Bedeutung und Funktion der Anschlüsse:
 Bild 2: Innerer Aufbau des µP 8085
Bild 2 zeigt den inneren Aufbau des Prozessors. Im folgenden werden nun die einzelnen Anschlüsse nach ihrer Funktion geordnet erklärt:
Takt- bzw. Versorgungsanschlüsse:
| Pinbezeichnung | Ein- bzw. Ausgang | Beschreibung | | X1, X2 | E | Hier kann ein Quarz
angeschlossen werden, um den internen Oszillator zu betreiben. An X1 kann
der Takt auch durch ein logisches Gatter angelegt werden. Die interne
Frequenz ist die Hälfte der angelegten. | | Vcc | E | +5 Volt
Spannungsversorgung | | GND | E | Masse |
Adress- und Datenleitungen:
| Pinbezeichnung | Ein- bzw. Ausgang | Beschreibung | | AD7-AD0 | E/A | Gemultiplexter Adreß-/
Datenbus. Während dem ersten Taktzyklus (sog. T-State) liegen hier die
niederwertigen 8 Bits der Speicheradresse. Während der restlichen Zeit
werden dann Daten übertragen. | | A15-A8 | A | Stellt die höherwertigen 8 Bits
der Speicherd´adresse dar. Beim Zugriff auf ein Aus- bzw. Eingabetor steht
hier die 8 Bit Adresse. |
Steuerleitungen:
| Pinbezeichnung | Ein- bzw. Ausgang | Beschreibung | | ALE | A | adress latch enable, ist aktiv
beim ersten Taktzyklus während des ersten Maschinenzyklus. Dadurch wird
der Adresszwischenspeicher freigegeben. | | /RD | A | lesen, eine '0' hier zeigt an,
daß der adressierte Speicherbereich, oder das Ein- bzw. Ausgangstor
gelesen werden soll. | | /WR | A | schreiben, s. /RD nur das hier
geschrieben wird. | | READY | E | Bereitschaft: hier signalisiert
eine '1', daß der Speicher oder die Peripherie bereit ist, um Daten zu
senden oder empfangen. Liegt eine '0' an, so wartet die CPU einige
Taktzyklen, sobald dann READY wieder auf eins ist arbeitet sie
weiter. | | CLK | A | Taktausgang zur Verwendung als
Systemtakt. Dieser ist doppelt so hoch als der Eingestellte an
X1,X2. | | HOLD | E | Durch eine '1' zeigt ein
anderes Gerät an, daß es die Steuerung des Adress- und Datenbusses
übernehmen will. Der Prozessor gibt dann nach Beendigung des momentanen
Transfers die Steuerung des Busses ab. Der Prozessor kann erst bei einer
'0' an HOLD die Bussteuerung wieder übernehmen. Ist HOLD aktiv, so werden
sämtliche Ein- bzw. Ausgangstreiber in den hochohmigen Zustand
geschaltet. | | HLDA | A | hold acknowledge, durch eine
'1' wird angezeigt, daß die CPU das HOLD Signal empfangen hat, und den Bus
nach Beendigung des aktuellen Transfers freigibt. Es wird wieder '0'
sobald die HOLD Anforderung verschwindet. | | /RESET IN | E | Durch einen Reset wird der
Programmzähler auf Null gesetzt. Außerdem werden die HLDA und HOLD
Flip-Flop´s zurückgesetzt. Während des Resets sind Daten-, Adreß- und
Meldeleitungen hochohmig geschaltet. Da es sich hierbei um eine asynchrone
Leitung handelt, können die internen Register in einen undefinierten
Zustand gelangen. | | RESET OUT | A | Kann als Systemreset benutzt
werden. Dieses Signal ist mit dem Prozessortakt
synchronisiert. | | /INTA | A | interrupt acknowledge: Der
Prozessor hat eine Alarmmeldung auf INTR empfangen und ist zum Lesen des
von einem Peripheriegerät gesendeten Befehls
bereit. |
Statusleitungen:
| Pinbezeichnung | Ein- bzw. Ausgang | Beschreibung | | IO /M | A | Ein- Ausgabe bzw.
/Speicherzugriff, eine '1' bedeutet Zugriff auf einen Torbaustein, eine
'0' kennzeichnet einen Speicherzugriff. | | SO | A | Zusammen mit S1 und IO /M
definiert So den laufenden Maschinenzyklus. | | S1 | A | s.
S0 |
Serielle Ein- und Ausgabe:
| Pinbezeichnung | Ein- bzw. Ausgang | Beschreibung | | SID | E | serielle Eingansdatenleitung,
durch Ausführung des RIM Befehls wird der Wert in den Akkumulator
übernommen. | | SOD | A | serieller Datenausgang, wird
gesetzt oder zurückgesetzt durch einen SIM
Befehl. |
Alarmmeldeleitungen: (alle Eingangsleitungen)
| Pinbezeichnung | Beschreibung | | TRAP | nicht maskierbarer Eingang mit
höchster Priorität. Wird erzeugt durch 0-1 bergang, wenn anschließend TRAP
auf '1' bleibt. Bei Auftreten dieses Interrupts wird an die Adresse 24h
verzweigt. | | RST7.5 | Eingang, der durch die Befehle SIM und DI maskierbar ist. Alarmmeldung bei 0-1 Übergang. Hier wird nach 3Ch verzweigt. RST7.5 höchste Priorität der RST´s, RST5.5
die niedrigste. | | RST6.5 | s. RST7.5. Verzeigung nach
34h. | | RST5.5 | s. RST7.5. Verzeigung nach
2Ch. | | INTR | kann durch DI maskiert werden.
Nach dem Empfang von INTR wird INTA aktiv. Danach wird vom
Peripheriebaustein i.d.R ein CALL Befehl übertragen, der zu einem
Alarmbedienunterprogramm
verzweigt. |
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