Uvod:

A mikroprocesor je večnamenska, programabilna elektronska naprava, ki temelji na registru in temelji na uri, bere binarna navodila iz pomnilniške naprave, imenovane pomnilnik, sprejema binarne podatke kot vhod in obdeluje podatke v skladu s temi navodili ter zagotavlja rezultate kot izhod. Mikroprocesor 8085 je 8-bitni mikroprocesor druge generacije in je osnova za preučevanje in uporabo vseh mikroprocesorjev, ki so na voljo na trgu.

Zakaj uporabljati registre v mikroprocesorju 8085?

Tukaj je nekaj razlogov, zakaj se v mikroprocesorju 8085 uporabljajo registri:

1. Začasna shramba: Registri se uporabljajo kot začasne lokacije za shranjevanje podatkov, ki jih mora obdelati mikroprocesor. Na primer, pri izvajanju aritmetičnih operacij so operandi običajno shranjeni v registrih.
2. Naslavljanje: Registri se uporabljajo za naslavljanje pomnilniških lokacij v mikroprocesorju 8085. Register programskega števca (PC) spremlja pomnilniško lokacijo trenutnega ukaza, medtem ko register kazalca sklada (SP) spremlja vrh sklada.
3. Vhod/izhod: Registri se uporabljajo za komunikacijo z vhodno/izhodnimi (I/O) napravami. Na primer, register akumulatorja (A) se uporablja za komunikacijo s podatkovnim vodilom, ki je povezano z V/I napravami.
4. Statusne informacije: Registri se uporabljajo za shranjevanje statusnih informacij o stanju mikroprocesorja. Na primer, register zastavic hrani informacije o rezultatih aritmetičnih in logičnih operacij, vključno s tem, ali je rezultat negativen, nič ali prenos.
5. Optimizacija: Registri se uporabljajo za optimizacijo delovanja mikroprocesorja. Z uporabo registrov za shranjevanje pogosto uporabljenih podatkov in navodil lahko mikroprocesor dostopa do teh informacij hitreje, kot če bi jih moral pridobiti iz pomnilnika.

Registri v 8085:

(a) Registri za splošne namene – 8085 ima šest splošnih registrov za shranjevanje 8-bitnih podatkov; ti so identificirani kot B, C, D, E, H in L. Te lahko kombiniramo kot registrske pare – BC, DE in HL, da izvedemo nekaj 16-bitnih operacij. Ti registri se uporabljajo za shranjevanje ali kopiranje začasnih podatkov z uporabo navodil med izvajanjem programa.

(b) Registri za posebne namene –

Akumulator: Akumulator je 8-bitni register (lahko shrani 8-bitne podatke), ki je del aritmetične in logične enote (ALU). Po izvedbi aritmetičnih ali logičnih operacij se rezultat shrani v akumulator. Akumulator je definiran tudi kot register A. Registri zastavic: Register zastavic je register za posebne namene in se popolnoma razlikuje od drugih registrov v mikroprocesorju. Sestavljen je iz 8 bitov in le 5 jih je uporabnih. Druge tri ostanejo prazne in se uporabljajo v prihodnjih različicah Intel. Teh 5 zastavic je nastavljenih ali ponastavljenih (ko je vrednost zastavice 1, se reče, da je nastavljena, in ko je vrednost 0, se reče, da je ponastavljena ) po operaciji v skladu s podatkovnim pogojem rezultata v akumulatorju in drugih registrih. 5 registrov zastavic je:
Zastavica znaka: Zaseda sedmi bit registra zastavic, ki je znan tudi kot najpomembnejši bit. Programerju pomaga ugotoviti, ali je število, shranjeno v akumulatorju, pozitivno ali negativno. Če je zastavica znaka nastavljena, pomeni, da je število, shranjeno v akumulatorju, negativno, če je ponastavljeno, pa je število pozitivno. Zero Flag: : Zaseda šesti bit registra zastavic. Nastavljen je, ko je rezultat operacije, izvedene v ALU, nič (vseh 8 bitov je nič), sicer se ponastavi. Pomaga pri ugotavljanju, ali sta dve številki enaki ali ne. Pomožna nosilna zastavica: Zaseda četrti bit registra zastavic. Pri aritmetični operaciji, ko tretji bit ustvari zastavico za prenos in jo prenese na četrti bit, se nastavi zastavica za pomožni prenos. Če ni, se zastavica ponastavi. Ta zastavica se interno uporablja za operacije BCD (binarno kodirano decimalno število). Opomba - To je edini register zastavic v 8085, ki ni dostopen uporabniku. Paritetna zastavica: Zaseda drugi bit registra zastavic. Ta zastavica preizkuša število 1 v akumulatorju. Če akumulator vsebuje sodo število 1, potem je ta zastavica nastavljena in pravimo, da ima sodo pariteto. Po drugi strani pa, če je število 1 liho, potem se ponastavi in ​​reče se, da je liha pariteta. Prenosna zastavica: Zaseda ničelni bit registra zastavic. Če aritmetična operacija povzroči prenos (če je rezultat večji od 8 bitov), ​​je zastavica za prenos nastavljena; drugače se ponastavi.

(c) pomnilniški registri – Obstajata dva 16-bitna registra, ki se uporabljata za shranjevanje pomnilniških naslovov. Velikost teh registrov je 16 bitov, ker so pomnilniški naslovi 16 bitov. So: -

Programski števec: ta register se uporablja za zaporedje izvajanja ukazov. Funkcija programskega števca je, da kaže na pomnilniški naslov, iz katerega je treba pridobiti naslednji bajt. Ko se pridobi bajt (strojna koda), se programski števec poveča za eno, da kaže na naslednjo pomnilniško lokacijo. Kazalec sklada: Uporablja se kot kazalec pomnilnika. Kaže na pomnilniško lokacijo v pomnilniku za branje/pisanje, imenovano sklad. Med delovanjem potiskanja in izpiranja se vedno poveča/zmanjša za 2.
Zastavica znaka (7. bit): Ponastavi se (0), kar pomeni, da je število, shranjeno v akumulatorju, pozitivno. Ničelna zastavica (6. bit): Ponastavi se (0), zato je rezultat operacij, izvedenih v ALU, različen od nič. Pomožna zastavica za prenos (4. bit): Vidimo lahko, da b3 ustvari prenos, ki ga sprejme b4, zato se nastavi pomožna zastavica za prenos (1). Zastavica parnosti (2. bit): Ponastavljena je (0), kar pomeni, da je pariteta liha. Akumulator vsebuje liho število 1. Prenosna zastavica (0. bit): nastavljena je (1), rezultat je več kot 8-bitni.

Uporaba registrov mikroprocesorja 8085:

Tukaj je nekaj pogostih uporab različnih registrov v mikroprocesorju 8085:

1. Register akumulatorja (A): register akumulatorja je najpogosteje uporabljen register v mikroprocesorju 8085. Uporablja se za aritmetične in logične operacije ter za vhodno/izhodne (I/O) operacije. Akumulator se uporablja tudi kot začasno mesto za shranjevanje podatkov.
2. Register programskega števca (PC): Register PC se uporablja za spremljanje pomnilniške lokacije trenutnega ukaza. Ko se navodilo izvede, se register računalnika samodejno poveča, da kaže na naslednje navodilo v pomnilniku.
3. Register kazalca sklada (SP): register SP se uporablja za spremljanje vrha sklada. Sklad se uporablja za začasno shranjevanje podatkov in povratnih naslovov med klici podprogramov.
4. Register zastavic: Register zastavic se uporablja za shranjevanje informacij o stanju rezultatov aritmetičnih in logičnih operacij, vključno s tem, ali je rezultat negativen, nič ali prenos.
5. Splošni registri (B, C, D, E, H in L): Ti registri se uporabljajo za splošno shranjevanje podatkov, pa tudi za naslavljanje pomnilniških lokacij. Uporabljajo se lahko v parih kot 16-bitni registri, kot so BC, DE in HL, za učinkovitejše naslavljanje pomnilniških lokacij.
6. Register ukazov (IR) in register strojnih ciklov (MCR): Te registre interno uporablja mikroprocesor za dekodiranje navodil in krmiljenje časa strojnih ciklov.

Značilnosti teh registrov so:

1. Vsi registri v mikroprocesorju 8085 so neposredno dostopni preko aritmetične in logične enote (ALU), kar omogoča učinkovito obdelavo podatkov.
2. Register akumulatorja se uporablja kot privzeti cilj za večino aritmetičnih in logičnih ukazov, kar poenostavlja programiranje.
3. Splošne registre je mogoče uporabiti za shranjevanje podatkov med izračuni, lahko pa jih uporabimo tudi za shranjevanje pomnilniških naslovov, zaradi česar so uporabni za dostop do pomnilniških lokacij.
4. Programski števec in registri kazalcev sklada so ključni za upravljanje pretoka navodil in podatkov v programu.
5. Register zastavic nudi dragocene informacije o rezultatih aritmetičnih in logičnih operacij, kar omogoča učinkovito odločanje v programih.
6. Register ukazov shrani trenutni ukaz, ki se izvaja, kar omogoča učinkovito dekodiranje in generiranje krmilnega signala s strani krmilne enote.

Prednosti:

Hiter dostop: Registri omogočajo hiter in učinkovit način dostopa do podatkov in izvajanja operacij. Ker se registri nahajajo znotraj procesorja, je do njih mogoče hitro dostopati, ne da bi morali čakati, da se podatki pridobijo iz pomnilnika. Zmanjšan dostop do pomnilnika: uporaba registrov lahko pomaga zmanjšati število potrebnih dostopov do pomnilnika, kar lahko izboljša splošno zmogljivost sistema. Specializirana funkcionalnost: Vsak register v mikroprocesorju 8085 ima specifično funkcijo, kot je akumulator za aritmetične operacije in programski števec za shranjevanje naslova naslednjega ukaza. Ta specializirana funkcionalnost lahko olajša programiranje in odpravljanje napak. Zmanjšana kompleksnost: mikroprocesor 8085 z zagotavljanjem namenskih registrov za posebne namene zmanjša kompleksnost procesa programiranja in izvajanja.

Slabosti:

Omejena zmogljivost shranjevanja: mikroprocesor 8085 ima omejeno število registrov, ki lahko omejijo količino podatkov, ki jih je mogoče shraniti in manipulirati v danem trenutku. Zapleteni načini naslavljanja: Nekateri načini naslavljanja, ki se uporabljajo v mikroprocesorju 8085, so lahko zapleteni, kar lahko oteži programiranje. Preklapljanje konteksta: V nekaterih primerih lahko preklapljanje med različnimi nabori registrov poveča stroške in zaplete proces programiranja. Pomanjkanje prilagodljivosti: Fiksno število in funkcija registrov v mikroprocesorju 8085 lahko omejita prilagodljivost sistema in otežita prilagajanje spreminjajočim se zahtevam.