Úvod :

A mikroprocesor je viacúčelové, programovateľné, hodinami poháňané elektronické zariadenie založené na registroch, ktoré číta binárne inštrukcie z úložného zariadenia nazývaného pamäť, prijíma binárne dáta ako vstup a spracováva dáta podľa týchto inštrukcií a poskytuje výsledky ako výstup. Mikroprocesor 8085 je 8-bitový mikroprocesor druhej generácie a je základom pre štúdium a používanie všetkých mikroprocesorov dostupných na trhu.

formátovač reťazcov

Prečo používať registre v mikroprocesore 8085?

Tu je niekoľko dôvodov, prečo sa registre používajú v mikroprocesore 8085:

1. Dočasné ukladanie: Registre sa používajú ako miesta dočasného ukladania údajov, ktoré musí spracovať mikroprocesor. Napríklad pri vykonávaní aritmetických operácií sú operandy zvyčajne uložené v registroch.
2. Adresovanie: Registre sa používajú na adresovanie pamäťových miest v mikroprocesore 8085. Register počítadla programu (PC) sleduje pamäťové miesto aktuálnej inštrukcie, zatiaľ čo register ukazovateľa zásobníka (SP) sleduje vrchol zásobníka.
3. Input/Output: Registre sa používajú na komunikáciu so vstupno/výstupnými (I/O) zariadeniami. Napríklad register akumulátora (A) slúži na komunikáciu s dátovou zbernicou, ktorá je pripojená k I/O zariadeniam.
4. Stavové informácie: Registre sa používajú na ukladanie stavových informácií o stave mikroprocesora. Napríklad register príznakov uchováva informácie o výsledkoch aritmetických a logických operácií vrátane toho, či je výsledok záporný, nulový alebo prenášaný.
5. Optimalizácia: Registre sa používajú na optimalizáciu výkonu mikroprocesora. Použitím registrov na ukladanie často používaných údajov a inštrukcií môže mikroprocesor pristupovať k týmto informáciám rýchlejšie, ako keby ich musel získavať z pamäte.

Registruje sa v 8085:

(a) Všeobecné registre – 8085 má šesť všeobecných registrov na ukladanie 8-bitových údajov; tieto sú identifikované ako - B, C, D, E, H a L. Tieto môžu byť kombinované ako páry registrov - BC, DE a HL, aby sa vykonala nejaká 16-bitová operácia. Tieto registre sa používajú na ukladanie alebo kopírovanie dočasných údajov pomocou inštrukcií počas vykonávania programu.

(b) Registre na konkrétny účel –

Akumulátor: Akumulátor je 8-bitový register (môže uchovávať 8-bitové dáta), ktorý je súčasťou aritmetickej a logickej jednotky (ALU). Po vykonaní aritmetických alebo logických operácií sa výsledok uloží do akumulátora. Akumulátor je tiež definovaný ako register A. Registre príznakov: Vlajkový register je špeciálny účelový register a je úplne odlišný od ostatných registrov v mikroprocesore. Skladá sa z 8 bitov a iba 5 z nich je užitočných. Ďalšie tri sú ponechané prázdne a používajú sa v budúcich verziách Intel. Týchto 5 príznakov je nastavených alebo resetovaných (keď je hodnota príznaku 1, potom sa hovorí, že je nastavený a keď je hodnota 0, potom sa hovorí, že je resetovaný ) po operácii podľa stavu údajov výsledku v akumulátore a iných registroch. 5 vlajkových registrov je:
Sign Flag: Zaberá siedmy bit registra príznakov, ktorý je tiež známy ako najvýznamnejší bit. Pomáha programátorovi zistiť, či je číslo uložené v akumulátore kladné alebo záporné. Ak je nastavený príznak znamenia, znamená to, že číslo uložené v akumulátore je záporné a ak je resetované, potom je číslo kladné. Zero Flag: : Zaberá šiesty bit registra príznakov. Nastavuje sa, keď operácia vykonaná v ALU má za následok nulu (všetkých 8 bitov je nula), inak sa resetuje. Pomáha určiť, či sú dve čísla rovnaké alebo nie. Príznak pomocného prenosu: Zaberá štvrtý bit registra príznakov. V aritmetickej operácii, keď je príznak prenosu generovaný tretím bitom a prenášaný do štvrtého bitu, je nastavený príznak pomocného prenosu. Ak nie, príznak sa resetuje. Tento príznak sa používa interne pre operácie BCD (binárne kódované desiatkové číslo). Poznámka - Toto je jediný register príznakov v 8085, ktorý nie je prístupný používateľovi. Príznak parity: Zaberá druhý bit registra príznakov. Tento príznak testuje počet 1 v akumulátore. Ak má akumulátor párny počet 1, potom je tento príznak nastavený a hovorí sa o párnej parite. Na druhej strane, ak je počet 1 nepárny, potom sa resetuje a hovorí sa, že ide o nepárnu paritu. Carry Flag: Zaberá nultý bit v registri príznakov. Ak aritmetická operácia vedie k prenosu (ak je výsledok väčší ako 8 bitov), ​​nastaví sa príznak prenosu; inak sa resetuje.

(c) pamäťové registre – Na uchovávanie pamäťových adries slúžia dva 16-bitové registre. Veľkosť týchto registrov je 16 bitov, pretože adresy pamäte sú 16 bitov. Oni sú :-

Program Counter: Tento register sa používa na poradie vykonávania pokynov. Funkciou programového počítadla je ukazovať na adresu pamäte, z ktorej sa má získať ďalší bajt. Keď sa načítava bajt (strojový kód), počítadlo programu sa zvýši o jeden, aby ukázal na ďalšie miesto v pamäti. Stack Ukazovateľ: Používa sa ako ukazovateľ pamäte. Ukazuje na pamäťové miesto v pamäti na čítanie/zápis, nazývané zásobník. Vždy sa zvýši/zníži o 2 počas operácie push a pop.
Sign Flag (7. bit): Je reset(0), čo znamená, že číslo uložené v akumulátore je kladné. Zero Flag (6. bit): Je resetovaný (0), takže výsledok operácií vykonaných v ALU je nenulový. Príznak pomocného prenosu (4. bit): Môžeme vidieť, že b3 generuje prenos, ktorý prevezme b4, takže sa nastaví pomocný príznak prenosu (1). Príznak parity (2. bit): Je resetovaný (0), čo znamená, že parita je nepárna. Akumulátor má nepárny počet 1. Carry Flag (0. bit): Je nastavený (1), výstup má za následok viac ako 8 bitov.

Použitie registrov mikroprocesora 8085:

urfi javed

Tu je niekoľko bežných použití rôznych registrov v mikroprocesore 8085:

1. Register akumulátora (A): Register akumulátora je najčastejšie používaným registrom v mikroprocesore 8085. Používa sa na aritmetické a logické operácie, ako aj na vstupno-výstupné (I/O) operácie. Akumulátor slúži aj ako dočasné úložisko dát.
2. Register počítadla programov (PC): Register PC sa používa na sledovanie miesta v pamäti aktuálnej inštrukcie. Keď sa vykoná inštrukcia, register PC sa automaticky zvýši tak, aby ukazoval na ďalšiu inštrukciu v pamäti.
3. Register ukazovateľa zásobníka (SP): Register SP sa používa na sledovanie vrcholu zásobníka. Zásobník sa používa na dočasné ukladanie údajov a návratových adries počas volaní podprogramov.
4. Register príznakov: Register príznakov sa používa na ukladanie stavových informácií o výsledkoch aritmetických a logických operácií vrátane toho, či je výsledok záporný, nulový alebo prenášaný.
5. Všeobecné registre (B, C, D, E, H a L): Tieto registre sa používajú na ukladanie údajov na všeobecné účely, ako aj na adresovanie pamäťových miest. Môžu byť použité v pároch ako 16-bitové registre, ako napríklad BC, DE a HL, pre efektívnejšie adresovanie pamäťových miest.
6. Register inštrukcií (IR) a register strojových cyklov (MCR): Tieto registre interne používa mikroprocesor na dekódovanie pokynov a riadenie časovania cyklov stroja.

Vlastnosti týchto registrov sú:

1. Všetky registre v mikroprocesore 8085 sú priamo prístupné aritmetickej a logickej jednotke (ALU), čo umožňuje efektívne spracovanie údajov.
2. Register akumulátora sa používa ako predvolený cieľ pre väčšinu aritmetických a logických inštrukcií, čo zjednodušuje programovanie.
3. Všeobecné registre možno použiť na ukladanie údajov počas výpočtov, ale možno ich použiť aj na uchovávanie pamäťových adries, vďaka čomu sú užitočné na prístup k pamäťovým miestam.
4. Registre počítadla programu a ukazovateľa zásobníka sú kľúčové pre riadenie toku inštrukcií a údajov v rámci programu.
5. Vlajkový register poskytuje cenné informácie o výsledkoch aritmetických a logických operácií, čo umožňuje efektívne rozhodovanie v programoch.
6. Register inštrukcií ukladá aktuálnu vykonávanú inštrukciu, čo umožňuje efektívne dekódovanie a generovanie riadiaceho signálu riadiacou jednotkou.

Výhody:

Rýchly prístup: Registre poskytujú rýchly a efektívny spôsob prístupu k údajom a vykonávaniu operácií. Keďže sa registre nachádzajú vo vnútri procesora, je k nim rýchly prístup bez toho, aby ste museli čakať na načítanie údajov z pamäte. Znížený prístup k pamäti: Použitie registrov môže pomôcť znížiť počet požadovaných prístupov do pamäte, čo môže zlepšiť celkový výkon systému. Špecializovaná funkcionalita: Každý register v mikroprocesore 8085 má špecifickú funkciu, ako je akumulátor pre aritmetické operácie a počítadlo programu na uloženie adresy nasledujúcej inštrukcie. Táto špecializovaná funkcia môže uľahčiť programovanie a ladenie. Znížená zložitosť: Poskytnutím vyhradených registrov na špecifické účely znižuje mikroprocesor 8085 zložitosť procesu programovania a vykonávania.

Nevýhody:

Obmedzená úložná kapacita: Mikroprocesor 8085 má obmedzený počet registrov, ktoré môžu obmedziť množstvo dát, ktoré je možné ukladať a manipulovať s nimi v danom čase. Komplexné režimy adresovania: Niektoré režimy adresovania používané v mikroprocesore 8085 môžu byť zložité, čo môže sťažiť programovanie. Prepínanie kontextu: V niektorých prípadoch môže prepínanie medzi rôznymi sadami registrov zvýšiť réžiu a zložitosť procesu programovania. Nedostatok flexibility: Pevný počet a funkcia registrov v mikroprocesore 8085 môže obmedziť flexibilitu systému a sťažiť prispôsobenie sa meniacim sa požiadavkám.