تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین

تعداد صفحات: 140 فرمت فایل: word کد فایل: 15709
سال: مشخص نشده مقطع: مشخص نشده دسته بندی: مهندسی کامپیوتر
قیمت قدیم:۳۸,۰۰۰ تومان
قیمت: ۳۴,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین

    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 میکروپروسسور های 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 کامپیوتر های شخصی هستیم.

     

     

           مقدمه

     

     

    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

    (تصاویر در فایل اصلی موجود است)

    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 خانواده [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.

     

    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 گیرنده 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.

               

    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.

     

  • فهرست و منابع تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین

    فهرست:

    مقدمه  7

    فصل اول. 8

    باس‏‏ها و اجزای داخلی کامپیوتر. 8

    1-1 باس‏ها و عملکردشان. 8

    1-1-1 باس نوع یک.... 9

    1-1-2 باس نوع دو. 10

    1-1-3 باس نوع3.. 12

    1-2 ثبات‏ها 17

    1-3  واحد محاسبه و منطق(ALU) 18

    1-4  رجیستر دستورالعمل (IR) 19

    1-5  واحد کنترل و زمان‏بندی.. 19

    فصل دوم. 20

    حافظه‏ها 20

    2-1 ROM... 20

    2-2 EPROM... 20

    2-3  E2PROM... 20

    2-4  RAM... 21

    2-5  RAM های‏استاتیک و دینامیک.... 21

    فصل سوم. 21

    کامپیوتر شریف... 21

    3-1  بلوک دیاگرام کامپیوتر شریف... 22

    3-1-1  باس داده (DB). 22

    3-1-2 واحد محاسبه ومنطق (ALU) 23

    3-1-3  رجیستر وضعیت... 23

    3-1-4  آکومولاتور (Acc) 24

    3-1-5   واحد زمان‏بندی و کنترل. 24

    3-1-6  رجیستر دستورالعمل (IR) 25

    3-1-7  شمارنده برنامه  (PC). 25

    3 -1-8  باس آدرس  (AB). 25

    3-2 دو عمل اصلی CPU... 25

    3-3 عملکرد کامپیوتر شریف و قالب بندی دستورالعملها 27

    3-4  شاخص‏ها 28

    فصل چهارم. 30

    میکرو پروسسور 8085.. 30

    4-1 پایه‏های 8085.. 30

    4-1-1  0AD-7AD... 30

    4-1-2   15A-8A... 30

    4-1-3  Error! Objects cannot be created from editing field codes. 31

    4-1-4  READY... 31

    4-1-5  HOLD... 31

    4-1-6 HLDA   31

    4-1-7 INTR 31

    4-1-8  INTA 32

    4-1-9  (7.5, 6.5) RST5.5.. 32

    4-1-10  TRAP.. 32

    4-1-11   RESET IN... 32

    4-1-12   RESET OUT.. 32

    4-1-13 X1,X2.. 32

    4-1-14 CLK OUT.. 33

    4-1-15 SID... 33

    4-2 شاخص‏ها 33

    4-3 انواع آدرس‏دهی در 8085.. 34

    4-3-1  روش آدرس‌دهی مستقیم.. 34

    4-3-2 روش آدرس‌دهی ثباتی.. 35

    4-3-3 روش آدرس‌‌دهی فوری.. 35

    4-3-4 روش آدرس‌دهی غیر مستقیم.. 35

    4-3-5 روش آدرس‌دهی مستتر. 35

    4-4 برنامه‏نویسی در 8085.. 36

    4-4-1 انتقال داده. 36

    4-4-2 گروه دستورهای محاسباتی.. 38

    4-4-3 گروه شامل دستورات منطقی.. 41

    4-4-4 گروه دستورات پرش... 42

    4-4-5 گروه دستورات O/I و کنترل ماشین و Stack.. 42

    4-5 وقفه ها 45

    4-6 زمان‏بندی 47

    4-6-1 سیکل خواندن. 47

    4-6-2 سیکل نوشتن.. 48

    4-6-3 زمان‏بندی یک دستورالعمل نمونه. 48

    4-5 IC های جانبی 8085.. 49

    4-6-1  IC های 8755  و 8355.. 49

    4-6-2  IC های 8155  و 8156.. 50

    4-6-3   8255 (PPI) 51

    4-7  اسکن صفحه کلید. 54

    4-8  کنترل موتور پله‌ای.. 56

    4-9 برنامه ‌ چراغ راهنما 57

    4-9 ثابت‌ها و آرایه‌ها در زبان اسمبلی.. 59

    فصل پنجم.. 61

    میکروکنترلر 8051.. 61

    5-1 بررسی اجمالی پایه‌های 8051.. 62

    5-1-1  درگاه صفر. 62

    5-1-2  درگاه یک.... 63

    5-1-3  درگاه دو. 63

    5-1-4  درگاه سه. 63

    5-1-5  PSEN... 64

    5-1-6  ALE.. 64

    5-1-7   ..... 64

    5-1-8  RST.. 64

    5-1-9 ورودی‌های نوسان‌ساز. 65

    5-1-10 اتصالات تغذیه. 65

    5-2 سازمان حافظه. 66

    5-2-1  RAM همه منظوره. 66

    5-2-2 RAM بیت آدرس پذیر. 66

    5-2-3 بانک های ثبات 67

    5-2-4 ثبات‌های کاربرد خاص.... 68

    5-3 دستیابی به حافظه کد و داده خارجی.. 70

    5-4 روش‌های آدرس دادن. 71

    5-4-1 آدرس‌دهی ثبات... 71

    5-4-2 آدرس دهی مستقیم.. 72

    5-4-3 آدرس دهی غیر مستقیم.. 73

    5-4-4 آدرس دهی فوری 73

    5-4-5 آدرس دهی نسبی 74

    5-4-6 آدرس دهی مطلق 74

    5-4-7 آدرس دهی طولانی 75

    5-4-8 آدرس دهی اندیس دار. 75

    5-5 انواع دستورالعمل‏ها 75

    5-5-2 دستورالعمل‏های منطقی.. 76

    5-5-3-1 RAM  داخلی.. 77

    5-5-3-2 RAM  خارجی.. 77

    5-5-3-3 جدول‏های جستجو. 78

    5-5-4 دستورالعملهای بولی.. 78

    5-5-5 دستورالعمل‏های انشعاب برنامه. 79

    5-6 تایمرها 79

    5-6-1 ثبات حالت تایمر. 80

    5-6-2 ثبات کنترل تایمر. 82

    5-7  شروع به کار، توقف و کنترل تایمرها 83

    5-8  عملیات درگاه سریال. 85

    5-8-1 حالت 1.. 85

    5-8-2 حالت 2.. 86

    5-8-3 حالت 3.. 86

    5-8 وقفه ها 88

    5-8-1 سازمان وقفه. 88

    5-8-2 فعال و غیر فعال کردن وقفه ها 88

    5-8-3 تقدم وقفه ها 89

    5-8-4 اجرای وقفه‌ها 90

    5-8-5  بیتهای پرچم وقفه‌ها 90

    5-8-6 بردارهای وقفه. 91

    فصل ششم.. 94

    میکروکننده های AVR.. 94

    6-1 مقدمه. 94

    6-2 پایه ها و سیگنال ها 95

    6-3 امکانات موجود در AVR.. 97

    6-3-1 CPU... 97

    6-3-2 حافظه ها 101

    6-3-2-1 حافظه برنامه. 101

    6-3-3 مدارات راه اندازی و کنترل. 103

    6-3-4 واحدهای جانبی (I/O) 105

    فصل هفتم.. 107

    DMA    107

    7-1 مفهوم DMA... 107

    7-2 برنامه ریزی تراشه 8237 DMA... 108

    7-3 ثبات های کنترل داخلی 8237.. 108

    7-3-1 ثبات فرمان. 109

    7-3-2 ثبات وضعیت... 109

    7-3-3 ثبات مد. 109

    7-3-4 ثبات تک پوشش.... 110

    7-3-5 ثبات تمام پوشش.... 110

    7-3-6 ثبات موقت/پاک کردن اصلی.. 110

    7-3-7 پاک کردن ثبات پوشش.... 110

     

     

    منبع:

     

    1- جزوه درسی دکتر تابنده

    Digital and Microprocessor Fundamentals- William Kleit     2-     

    3- کتاب میکروکنترلر 8051 ,آی اسکات مکنزی, ترجمه مهندس حمید رضا رضایی نیا و مهندس پیمان

    4- کتاب میکروپروسسور, جان افن‌بک, ترجمه دکتر قدرت سپیدنام, ویرایش سوم                                       

تحقیق در مورد تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین, مقاله در مورد تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین, تحقیق دانشجویی در مورد تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین, مقاله دانشجویی در مورد تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین, تحقیق درباره تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین, مقاله درباره تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین, تحقیقات دانش آموزی در مورد تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین, مقالات دانش آموزی در مورد تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین, موضوع انشا در مورد تحقیق مقاله ساختار و زبان ماشین
ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت