5.3. Архитектура микропроцессора Intel 8080

Практически все микропроцессоры содержат по меньшей мере следующие элементы: АЛУ;

несколько регистров; счетчик команд; систему декодирования команд; секцию управления и

синхронизации; буферы и защелки; внутренние шины цепей управления; несколько входов и выходов

управления.

Кроме того, кристалл микропроцессора может также содержать функциональные устройства: ПЗУ;

ОЗУ; ряд портов ВВ; внутренние цепи ГТИ — часов; программируемый таймер; систему выбора приоритета

прерываний; логику интерфейса последовательно-параллельных взаимодействий при ВВ; логическое

управление прямым доступом к памяти.

Микропроцессор обладает восемью двунаправленными связями с шиной данных, по которым они

выводятся на внутреннюю шину. Слева от МП показаны 16 выходов на адресную шину с буфера-

ми/защелками на внутренней адресной шине. Выходы управления показаны внизу слева; это линии записи,

чтения и ГТИ. Внизу справа от МП принимаются два сигнала по линиям сброса и требования прерывания. У

нашего МП есть внутренняя цепь ПИ, и ему нужен только один внешний кристалл (или в некоторых

случаях — одна емкость) для запуска МП. Наконец, этот микропроцессор запитан от единственного

источника напряжением +5 В.

Регистр команд: это устройство является 8-разрядным регистром и содержит первый байт команды

(ее КОП).

Дешифратор команд: это устройство интерпретирует (декодирует) содержимое регистра команд,

определяет микропрограмму для выполнения нужной из всего множества команд и последовательно вводит

в действие секцию управления.

Арифметико-логическое

устройство

(АЛУ):

это

устройство

выполняет

операции

арифметические, логические и сдвига, в результате которых устанавливает регистр состояния (индикаторы).

Результаты помещаются в аккумулятор, связанный с внутренней шиной. Часто внутренние регистры и

аккумулятор рассматриваются как часть АЛУ. Условия индикатора передаются в устройство управления и

синхронизации.

Аккумулятор: это устройство является универсальным 8-разрядным регистром, где

концентрируется большинство результатов выполнения команд — арифметических, логических, загрузки,

запоминания результата, ввода/вывода.

Счетчик команд: это устройство является разновидностью 16-разрядной памяти, которое

постоянно указывает на следующую выполняемую команду. Оно всегда содержит 16-разрядный адрес.

Счетчик может быть инкрементировап или сброшен устройством управления или изменен командой

передачи данных.

Устройство управления и синхронизации: это устройство получает сигналы дешифратора команд

для определения природы выполняемой команды. Оно получает также информацию от регистра состояния в

случае условного перехода. Сигналы управления и синхронизации передаются во все устройства системы

для координации выполнения команд, и, наконец, оно вырабатывает сигналы управления внешними

устройствами (ОЗУ, ПЗУ, УВВ и т. д.).

Регистр состояния: элементарный микропроцессор на рис. 5.6 содержит в своем регистре

состояния индикаторы только нуля и переноса.

Новые дополнительные устройства этого микропроцессора содержат внутренний ГТИ, систему

управления прерываниями, указатель стека и универсальный регистр данных/адреса.

Устройство управления прерываниями принимает сигнал прерывания с внешнего устройства

через вход 1NTR. Оно управляет по этому сигналу МП в соответствии с ранее рассмотренными этапами (см.