Microprocesador z80

EL MICROPROCESADOR Z-80

Qué es un microprocesador
Un ordenador es una máquina fundamentalmente secuencial. Esto quiere decir que realiza sus tareas una detrás de otra, siguiendo el orden en el que están las instrucciones para realizarlas.
Sus componentes básicos serán, por tanto, un lugar donde almacenar las instrucciones y datos (Memoria) y un elemento encargado de ejecutar los procesosindicados por esas instrucciones (Unidad Central de Proceso o CPU).
La CPU debe incluir todos los componentes necesarios para leer la memoria, decodificar las instrucciones y ejecutar cálculos aritméticos y lógicos. En los ordenadores de pequeño tamaño (minis y micros), la CPU está integrada dentro de un solo chip de silicio, a este chip se le conoce por el nombre de microprocesador.
Unmicroprocesador consta, normalmente, de una serie de registros, unaUnidad Aritmética-Lógica (ALU) y los circuitos de control para la comunicación interna y externa. En la FIGURA 1 se puede ver el diagrama de bloques del microprocesador Z-80.
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Figura 1. Diagrama de bloques del Z-80. |
Registros
Los registros constituyen una especie de pequeña memoria interna al microprocesador. El Z-80 tiene registrosde 8 y 16 bits, si bien los de 8 bits se pueden agrupar de 2 en 2 para formar uno de 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; por eso se dice que el Z-80 es un microprocesador orientado hacia los registros. La posibilidad de agrupar dos registros de 8 bits para formar uno de 16,permite al Z-80 realizar 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. Algunos son de uso general y otros tienen asignadas funciones específicas.
Como se ve, los registros cumplen en Código Máquina una función similar a la de las variables en Basic. La configuración de registros del Z-80 se muestra en laFIGURA 2.
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Figura 2. Registros del Z-80. |
Registros especiales de 16 bits
Los cuatro registros especiales de 16 bits son: el Contador de programa (PC), el Puntero de pila (SP), el registro índice "X" (IX) y el registro índice "Y" (IY). A continuación vamos a verlos de uno en uno.
CONTADOR DE PROGRAMA (ProgramCounter "PC"):
Es el registro que contiene la dirección de memoria desde dondehay que leer la instrucción en curso, tras la ejecución el registro se incrementa para continuar con la siguiente, o se sustituye su valor por otro si se ha de ejecutar un salto o una llamada a subrutina. En el momento de conectar el ordenador, la señal de RESET pone este registro a "cero", por lo que la ejecución comienza desde la primera dirección de memoria.
PUNTERO DE PILA (Stack Pointer"SP"):
Una pila es una zona reservada de memoria cuyos datos están organizados como "último en entrar, primero en salir" (LIFO: Last In FirstOut), y sirve para almacenar determinados datos, como por ejemplo, la dirección de retorno tras una llamada a subrutina. De una pila sólo se puede recuperar cada vez el último dato que se ha introducido. El registro SP es el puntero de la Pila de Máquina. Apuntasiempre al último dato introducido, los datos que se introducen en la pila de máquina tienen siempre dos bytes de longitud. Durante la rutina de inicialización, se carga este registro con un valor (inmediatamente debajo de RAMTOP) y cada vez que se mete un dato en la pila, el puntero (SP) se decrementa dos veces (la pila se expande hacia abajo).
La existencia de una pila permite la ejecución dellamadas a subrutinas, cada vez que se llama a una subrutina, se introduce en la pila el contenido actual del PC, se decrementa dos veces el SP y se carga el PC con la nueva dirección de la subrutina. Para retornar, se carga el PC con el contenido superior de la pila y se incrementa dos veces el SP. Este sistema permite laanidación de subrutinas hasta el límite de la memoria disponible para la...