Microprocesador 8080 A

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 Microprocesador 8080 Sistemas Digitales basados en Microprocesadores Descripción del microprocesador de Intel 8080. 2013 Mauricio Pedro Galvez Legua Universidad Nacional de Ingeniería 01/04/2013

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    Microprocesador8080Sistemas Digitales basados en

    Microprocesadores

    Descripcin del microprocesador de Intel 8080.

    2013

    Mauricio Pedro Galvez Legua

    Universidad Nacional de Ingeniera

    01/04/2013

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    Tabla de contenido

    INTRODUCCIN........................................................................................................................................... 3

    CONJUNTO DE REGISTROS DEL 8080.......................................................................................................... 3

    CONJUNTO DE INSTRUCCIONES DEL 8080.................................................................................................. 4

    PINOUT DEL 8080......................................................................................................................................... 4

    CHIPS DE SOPORTE...................................................................................................................................... 6

    REGISTROS DEL 8080................................................................................................................................... 7

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    INTRODUCCIN

    El 4004y el 8008fueron precursores del mercado de los microprocesadores. El 8080es la versin mejorada del 8008. Con el 8080se cre el verdadero mercado de los microprocesadores. Utiliz el proceso NMOS(que utiliza transistores MOS de canal N). En comparacin al 8008, tiene una mejor estructura de interrupciones, mayor direccionamiento de

    memoria (16 KB en el 8008contra 64 KB en el 8080) e instrucciones adicionales.

    La primera fabricacin del 8080 se realiz en diciembre de 1973. El equipo de desarrolloencontraron un pequeo error y recin el 1 de abril de 1974 se pudo lanzar al mercado el uP.

    En el 8080 corra el famoso sistema operativo CP/M(Control ProgramforMicrocomputers) de ladcada del '70 que fue desarrollado por la compaa Digital Research.

    El 8080 tena alrededor de 6000 transistores MOS de canal N (NMOS) de 6 micrones. Vena en un encapsulado de 40 pinesy necesitaba tres tensiones para su funcionamiento (tpico de

    los circuitos integrados de esa poca: +12V, +5V y -5V).

    La frecuencia mxima de reloj era de 2 MHz.

    Tena 74 instrucciones. El 8080 tena 256 puertosde I/O (entrada/salida). Un factor clave en el xito del 8080 fue el amplio rango de chips de soporte disponibles:

    o 8251: Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter (UART).o 8253: Programmable Interval Timers (PIT).o 8255: Programmable Peripheral Interface (PPI).o 8257: Programmable DMAController (Direct Memory Access).o 8259: Programmable Interrupt Controller (PIC).

    Seis meses despus del lanzamiento del 8080, apareci el 6800de Motorola. El mayor competidor del 8080 fue el Z-80lanzado en 1976 por la empresa Zilog. Cuando es inicializado (Reset) el 8080 va a la direccin 0000(H)CONJUNTO DE REGISTROS DEL 8080

    Es una ampliacin de los registros que tena el 8008. Tena siete registros de 8 bits, seis de los cuales se

    podan combinar en tres registros de 16 bits, un puntero de pila en memoria de 16 bits que reemplazaba

    la pila interna del 8008, y un contador de programa de 16 bits.

    Clasificacin Registro Longitud Pares de registros Longitud

    Acumulador A 8 bits

    Registros de uso general

    B 8 bitsBC 16 bits

    C 8 bits

    D 8 bitsDE 16 bits

    E 8 bits

    H 8 bitsHL 16 bits

    L 8 bits

    Contador de programa PC 16 bits

    Puntero de pila SP 16 bits

    Indicadores F 8 bits

    Hay cinco indicadores (Sign, Zero, AlternateCarry, Parity, Carry) ubicado en el registro F(de Flags):

    Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

    Flag S Z 0 AC 0 P 1 C

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    Los tres bits no usados siempre toman esos valores.

    CONJUNTO DE INSTRUCCIONES DEL 8080

    Incluye el conjunto de instrucciones del 8008. Adems existen las siguientes:

    SUMA 16 BITS CARGA 16 BITSDADB HL

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    Pin Nombre Descripcin1 A10 Bus de direcciones2 GND Referencia de tierra. Todas las tensiones se miden con respecto a este punto.

    3 D4Si SYNC = 0: Bus de datos.

    Si SYNC = 1: Seal de control que indica salida a perifrico (IOWR)

    4 D5Si SYNC = 0: Bus de datos.

    Si SYNC = 1: Seal que indica si el uP est en ciclo de bsqueda de instruccin (SI).

    5 D6Si SYNC = 0: Bus de datos.

    Si SYNC = 1: Seal de control que indica entrada de perifrico (IORD)

    6 D7Si SYNC = 0: Bus de datos.

    Si SYNC = 1: Seal de control que indica lectura de memoria (MEMRD).

    7 D3Si SYNC = 0: Bus de datos.

    Si SYNC = 1: Seal que indica que el uP se ha detenido (HALT).

    8 D2Si SYNC = 0: Bus de datos.

    Si SYNC = 1: Seal que indica que se realiza una operacin con el stack (SO).

    9 D1Si SYNC = 0: Bus de datos.

    Si SYNC = 1: Modo lectura/escritura (MRDWR).

    10 D0

    Si SYNC = 0: Bus de datos.

    Si SYNC = 1: Seal de reconocimiento de interrupcin (INTA).11 -5V Voltaje de alimentacin del 8080.

    12 RESETSeal de borrado de todos los registros internos del 8080. Para ello, ponerlo a uno durante tres

    ciclos de reloj como mnimo. El microprocesador va a la direccin 0000H

    13 HOLD Sirve para poner los buses en alta impedancia para el manejo de DMA (acceso directo a memoria).14 INT Seal de pedido de interrupcin.15 CLK2 Seal de reloj (debe venir del generador de reloj 8224).16 INTE Seal de aceptacin de interrupcin. Refleja el estado del bit de permiso de interrupciones INTE

    17 DBIN Indica que el bus de datos est en modo lectura (Read).18 WR Indica que el bus de datos est en modo escritura (Se activa con el nivel cero).19 SYNC Este pin se pone a uno cuando comienza una nueva instruccin.20 +5V Uno de los tres pines de alimentacin del 8080.

    21 HLDA Reconocimiento de HOLD.22 CLK1 Seal de reloj (debe venir del generador de reloj 8224).

    23 READYSirve para sincronizar memorias o perifricos lentos (detiene al 8080 mientras se lee o escribe el

    dispositivo).

    24 WAIT Cuando vale "1", el 8080 est esperando a un perifrico lento.25 A0

    Bus de direcciones.26 A1

    27 A228 +12V Voltaje de alimentacin del 8080.29 A3

    Bus de direcciones.

    30 A4

    31 A532 A633 A7

    34 A835 A936 A1537 A12

    38 A1339 A14

    40 A11

    Cuando el pin SYNC est a "1" lgico, los pines D0-D7 pasan a ser seales de control, por lo que no se

    puede conectar directamente D0-D7 al bus de datos. Se debe intercalar un controlador y amplificadorde bus 8228. De esta manera se puede observar que el 8080 no funciona si no se agregan los circuitos

    integrados de soporte 8224 y 8228.

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    CHIPS DE SOPORTE

    El microprocesador para trabajar requiere de unos chips de soporte: 8224 (Generador de clock y driver)

    y el 8228 (Controlador de sistema y bus).

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    REGISTROS DEL 8080

    La pila en el 8080 se puede ubicar en cualquier parte de la memoria RAM (previamente se debe cargar alregistro SP la direccin inicial definida). Cada vez que algo se almacena en la pila, el puntero SP se

    decrementa, por lo que la pila crece hacia abajo en la memoria.

    Operaciones de la pila se realizan siempre con pares de registros. Un par de registro es referenciado por

    el nombre del registro MSB: B, D o H. La nica excepcin es PSW, que de hecho es el LSB registro del par

    de AF.

    Un impulso en la pila, si se trata de la instruccin PUSH, una llamada a subrutina, o interrupcin tiene la

    siguiente secuencia:

    Disminuir SP por 1 Guardar byte ms significativo del par de registros Disminuir SP por 1 Guardar el byte menos significativo del par de registros

    Naturalmente, un pop de la pila tiene el efecto contrario:

    Cargar el byte menos significativo del par de registros Incremento por SP 1 Cargar byte ms significativo del par de registros Incremento por SP 1