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Diseño de Sistema con el microprocesador 8080/85 de Intel
Trabajo #3

  1. Introducción

  2. Características Generales

  3. Estructura y Funcionamiento

  4. Periféricos de Soporte

  5. Ejercicios

OBJETIVOS:

DESARROLLO DE TEMAS

Ing. Inversa Trabajo #1

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El 8085 diseñado por Intel y luego manufacturado por otros fabricantes, forma parte de los microprocesadores de 8 bits de propósito general. En este sentido el 8085 no está a la altura de procesadores avanzados como los de la familia Pentium u otras similares, sin embargo, se debe recordar que en la práctica no existe un microprocesador mejor que otro, sino más bien un microprocesador más adecuado para una aplicación específica.

De lo anterior, el 8085 es un dispositivo excelente para aplicaciones de bajo nivel de procesamiento y que no requieran operar a altas frecuencias, por lo que es muy popular a nivel

de cursos de aprendizaje ya que su constitución interna es más fácil de entender y analizar que

otros procesadores.

 Descripción del entorno del sistema

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Estructura de un computador digital y sus características:

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A continuación se presenta un listado de las principales características del 8085, mismas que pueden ser utilizadas como base para evaluar futuros microprocesadores y microcontroladores:

•Opera con una tensión de +5V.

•Frecuencia máxima de operación de 6MHz.

•Tiene un generado interno de reloj, lo que le permite utilizar externamente una red RC

o un cristal para establecer la frecuencia de operación.

•Su ciclo de instrucción es de 1.3useg.

•Posee un bus de direcciones de 16 bits lo que le permite controlar directamente una memoria de 64KB.

•Tiene un bus de datos de 8 bits que esta multiplexado con las 8 primeras líneas de dirección. Esta modificación permite que el dispositivo pueda ser contenido en un encapsulado PDIP de 40 pines.

•Tiene un set amplio de periféricos de soporte lo que permite el fácil desarrollo de sistemas computarizados de bajo costo.

En la siguiente figura se puede apreciar la distribución de pines del 8085:

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Figura: UP 1A

A continuación se explica la función de los pines de mayor relevancia:

•AD0 - AD7: Conforman el bus de datos que a su vez esta multiplexado con los 8 bits de menor valor del bus de direcciones.

•A8 - A15: Representan los 8 bits de mayor valor del bus de direcciones. Estas líneas no están multiplexadas con ninguna otra función del dispositivo.

•ALE: Esta línea indica con un FLANCO DE BAJADA que el dato disponible en AD0 – AD7 representa una dirección, es decir, representa a A0 – A7, por otra parte si esta en FLANCO DE SUBIDA, indica que el dato representa a D0 – D7. En algunos sistemas, se utiliza esta línea para controlar a un registro externo de 8 bits a fin de almacenar los

8 bits del bus de direcciones y de esta manera aislar el bus de direcciones del bus de datos, tal como se observa a continuación:

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•RD: Indica con un CERO que el procesador va realizar una operación de lectura sobre un dispositivo de memoria o de entrada / salida.

•WR: Indica con un CERO que el procesador va realizar una operación de escritura sobre un dispositivo de memoria o de entrada / salida.

•RESET IN: Al recibir un pulso en CERO, coloca en cero al contador de programa con lo que el procesador se reinicia y empieza a leer instrucciones desde la localidad 0x0000.

•RESET OUT: Indica con un CERO que el procesador esta en condición de RESET. Es usual utilizar esta línea para reiniciar a otros dispositivos tales como periféricos de entrada y/o salida.

  • X1 - X2: En estos terminales se puede conectar una red RC o un cristal a fin de establecer la frecuencia de operación del microprocesador. El uso de un cristal permite obtener una señal más inmune a ruidos y altamente estable, sin embargo incrementa el costo y tamaño de sistemas pequeños. En el siguiente gráfico se muestran estas dos configuraciones:

​

  • • CLK: En este pin se obtiene una señal de reloj, cuya frecuencia es la mitad de la frecuencia del cristal utilizado. Generalmente se utiliza como señal de sincronización de para periféricos de entrada y/o salida como temporizadores.

​

  • • IO / M: El microprocesador utiliza esta línea para indicar con un CERO que la operación de lectura o escritura a realizarse será sobre un dispositivo de memoria, y con un UNO, si será sobre un periférico de entrada / salida.

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  • • VCC – VSS: Pines de alimentación del microprocesador. Es importante recalcar que la tensión de alimentación debe ser de +5V, con una variación máxima de +/-0.1V, de lo contrario se produciría un comportamiento impredecible en la ejecución de instrucciones.

Estructura y Funcionamiento

En la siguiente figura se puede apreciar la estructura lógica interna del 8085 junto con una explicación de los principales bloques funcionales:

Figura: UP 2A

Acumulador

De los registros internos, el Acumulador probablemente es el más importante de todos, ya que por medio de él se realiza la mayor parte de operaciones de la ALU, así como también movimientos de datos internos desde o hacia el exterior. Un detalle importante que hay que recordar, es que este registro al igual que la mayoría de registros internos, es de 8 bits, esto se debe a que el bus de datos del sistema es de 8 bits.

Registros de Propósito General:

Los registros de propósito general (B, C, D, E, H, L), son registros de 8 bits que son utilizados generalmente para el almacenamiento temporal de información proveniente del exterior o del interior (ej. guardan contenido de contadores, resultados de operaciones aritméticas, direcciones de memoria, etc.). Un detalle adicional es que pueden trabajar en parejas (BC, DE, HL) lo que permite almacenar valores de 16 bits.

•Contador de Programa:

El contador de programa controla el bus direcciones del microprocesador, por lo que a diferencia de los anteriores, este registro es de 16 bits. Por cada instrucción ejecutada este contador incrementa en uno su valor, es decir, señala siempre la siguiente instrucción a ejecutarse.Normalmente el conteo se incrementa de uno en uno, sin embargo existen instrucciones especiales, tales como llamadas a subrutinas (CALL), saltos (JMP) y retornos(RET), que pueden cambiar el contador de programa para que señale a una dirección de memoria específica:

Estructura de un computador digital

Instrucciones Básicas y control
Unidad de proceso y memoria
PPI Y PPA Entrada/Salida
Puertos periféricos de interfaz y grupos de instrucciones

Decodificacióon y Ejecución

Microprocesadores y microcomputadores

Formato de instrucciones

PC con el 4040

Instrucciones del 4040

Característica y estructuras del microprocesador 8080

Sensores de temperatura y sistema de conversión de energía (transductores).

Aspecto del diseño

Descripción funcional del sistema

Diagrama en bloques del sistema (ESQUEMA DEL CONTROL DE UN PROCESO INDUSTRIAL CON MICROPROCESADOR)

Figura: 2-60

Limitaciones del sistema: esta se encuentra limitado por la propiedades del microprocesador, por la temperatura del sistema, el nivel de calor que soporta la caldera.

Identificación de la variable controlada por el sistema: 

Energía de calor, temperatura y presión

Clasificacion: análogas o digitales

-Son de tipo análoga.

Rango de medición: Es de -200 a 850 grados centigrados para termómetro de resistencia RTD (detector de temperatura por variación de resistencia.

Manejo de errores: esta asociado básicamente al tipo de convertidor análogo digital o digital análogo y otros factores asociado a la planta, etc.

Forma de captura de los valores de la variable: atravez de sensores o transductores RTD.

Evaluación y selección del microprocesador a emplear 8080-85 de intel: Ver Estructura de un computador digital y sus características, figura UP1A, UP 2A, Caracterista y estructura de UP 8080.

Detalles del entorno de trabajo del microprocesador: CPU 8080.

figura: 10.3

Figura: 1.40

Diagrama en bloque funcional del SDK 85 (D)

Diagrama del Circuito del teclado SDK 85 (A)

Diagrama de interconexion de los componentes SDK 85 (B)

Diagrama del circuito SDK 85 (C)

ANEXO: Hardware, Software y kit de conexion SDK 85

Aplicación de los microprocesadores

PPI y fuente de alimentación

Detalle del entorno del microporcesador-2 (8080) de intel

Modo de operacion del PPI 8212

Conjunto Instrucciones( UP 8080 reconoce 78 instrucciones pudiendo ser cada una de ellas de una, dos y tres palabras.

Selección y característica de la ROM de la RAM

Selección y característica de la RAM y ROM

Memoria

NOTA: enviaremos en una carpeta el datasheet de los demás dispositivos asociado al UP 85.

Convertidor AD y DA

Tiene un error de .01 o menos

Diagrama de interconexion

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Convertidor digital análogo

Despliegue de informacion del sistema

El ciclo de control del 8080

Display

Fiabilidad del sistema

Control de fallas: el sistema del SDK 85 es una tarjeta de prueba de fácil acceso por ende podemos corregir cualquier falla.

Control de averías: por la razón anterior se hace fácil corregir cualquier problema en la tarjeta electrónica a menos que exista un problema en la caldera.

Estrategia de mantenimiento correctivo y preventivo: A ser el sistema SDK 85 una tarjeta constituida por un conjunto de elemento muy reducido y de fácil acceso la estrategia de mantenimiento correctivo y preventivo no es una cosa que requiera tanta atención. 

Aspecto economicos del sistema

Costo de diseño: entre US$500 y US$1000

Costo de desarrollo: oscila entre los US$1000 Y US$1500

Costo de adquisión o compra: entre US$1000 Y US$1500

Costo e mantenimiento: US$500

Analisis de resultado

Ventajas del uso del sistema: versatilidad de fácil adquisión, costo relativamente bajo, etc. 

Mejoras futuras: debido a su versatilidad tiene una gran conectividad con un elevado conjunto de tarjeta o perifericos comerciales.

Otras soluciones comerciales alternativas: Ver figura 1.40, 10.3

Glosario

Fuente de información

Primaria:

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-Lógica digital y diseño de computadores (M.Morris Mano).

​

-Fundamentos de electrónica digital Vol.3 (Floyd).

​

-Instrumentación digital (Amicee).

​

-Microprocesadores y microcomputadores (Jose mompín Poblet).

​

-Fundamento de tecnologia digital ( Louis Nashelsky).

​

-Instrumentación industrial 8a edición (Antonio Creus).

Secundaria: 

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-Saber electrónica no. de colección 190, año 17no. 06

Datasheet:

RAM 8155

ROM 8355

PPI 8255

Pantalla y teclado programable 8279

DCA 8205

PIA I/O 8212

EPROM 8755

Controlador DMA 8257

Controlador de Interrupciones 8259

Bus Bidireccional 8216

Decodificador/multiplexor 74LS156

Decoder/Demultiplexer 74LS138

Intel up8086

uP 8085

© 2017. Creado por Francisco Arciniega 

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