Diseño De Un Sistema Básico Con Un Microprocesador

SISTEMAS MICROPROCESADORES

TEMA DISEÑO DE UN SISTEMA BÁSICO CON UN MICROPROCESADOR

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL
Diseñar un sistema básico con un microprocesador de 8 bits utilizando el microprocesador Z80, para entender su funcionamiento.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Analizar la estructura del microprocesador, las memorias y de los puertos E/S en el datasheet. Estudiar cada elemento quecompone el sistema. Conectar esquemáticamente los elementos del sistema.

MICROPROCESADOR ZILOG Z80

DESCRIPCIÓN GENERAL El Zilog (Z80) es un microprocesador de 8 bits. Maneja instrucciones de 16 bits y puede direccionar hasta 64 Kb de RAM. Su arquitectura se Von Neumann, por lo cual se accede a las dos memorias (datos y programa) mediante un único bus de direcciones. Si consideramos al Z80 comoprocesador de arquitectura de registros generales, se sitúa dentro del tipo de registro-memoria.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

•Bus de datos de 8 bits •Bus de direcciones de 16 bits •En total 18 registros de 8 bits y 4 de 16 bits •12 registros de 8 bits que se pueden usar en pares para formar 6 de 16 bits •Clock de 4 MHz •El set de instrucciones contiene 158 instrucciones. •El extenso set deinstrucciones incluye operaciones con palabras, bit, byte y cadena de caracteres. •Set duplicado de registros de banderas y de propósito general. •Dos registros índices de 16 bits. •Contador de refresco de memoria dinámica. •Bajo consumo de energía. •Una fuente de alimentación de 5V (5V ± 10%) •Temperatura de funcionamiento (0°C a 70°C) •Potente función de interrupción •10 modos de direccionamientoCICLOS DE MAQUINA Y DE INSTRUCCION

Se denomina "M1" al ciclo de máquina correspondiente a la búsqueda del código de operación, durante el cual, el pin M1 del microprocesador se coloca a nivel bajo. El ciclo de máquina M1 ocupa 4 ciclos de reloj. Un ciclo de memoria es una operación de lectura o escritura en memoria, emplea 3 ciclos de reloj, y dura 0.86 (us).

REGISTROS

El Z-80 es unmicroprocesador orientado hacia los registros. Los registros constituyen una especie de pequeña memoria interna al microprocesador. Tiene registros de 8 y 16 bits Todas las operaciones que realiza el Z-80 se hacen entre números contenidos en los registros, o bien, entre un registro y una posición de memoria. La posibilidad de agrupar dos registros de 8 bits para formar uno de 16, permite al Z-80realizar operaciones de 16 bits a pesar de ser un microprocesador de 8 bits. El Z-80 tiene, en total, 18 registros de 8 bits y 4 registros de 16 bits.

REGISTROS

Registros especiales de 16 bits •Contador de programa (program counter "pc") •Puntero de pila (stack pointer "sp") •Registro índice (index x e index y “ix” e “iy”) Registros especiales de 8 bits •Vector de interrupcion (Interrupt"I") •Registro de regeneración (refresh "r") Registros alternativos •Acumulador (acumulator "a") •Registro de estado (flags "f") •Registros de uso general ("b", "c", "d", "e", "h", "l") •Registro de instrucciones .

ADAPTADOR DE PUERTOS Z80 PIO

DESCRIPCION GENERAL Es un circuito programable. Dispositivo de puerto dual que proporciona un interfaz TTL compatible entre dispositivos periféricos yla CPU Z80. Típicos dispositivos : La mayoría de los teclados. Lectores de cinta de papel. Las impresoras. Los programadores de PROM, etc. Z8O-PIO se empaqueta en un DIP de 40 pines.

CARACTERISTICAS

•Proporciona una interfaz directa. •Cuatro modos operativos programables salida – entrada y bidireccional. •Interrupciones programables mediante periféricos. •6 MHz en operación del reloj de laCPU. •Voltajes Vcc 5v. •Temperatura de almacenamiento (-65°C a +150°C)

MODOS DE TRABAJO

El Z80PIO trabaja en cuatro modos de trabajo. MODO 0, 1 y 2, (entrada, salida de la señal, o bidireccional)

•Modo de palabra de control. Selecciona el modo de funcionamiento del puerto. •Interrupción de la Palabra de Vector. El Z80 PIO está diseñado para utilizarse con la CPU Z80 en el modo...