หน่วยประมวลผลกลาง CPU
โครงสร้างหลักของระบบคอมพิวเตอร์ RD WR Control bus I/O CPU ROM RAM Input Output Address bus Data bus
โครงสร้างพื้นฐานของซีพียู Clock Timing and Control unit Program Counter (PC) A0 Reset Address reg MER MEW A15 IOR IOW ALU D0 Status register accumulator D7 Register Instruction decode Instruction reg
ชนิดของคำสั่งที่ใช้กับซีพียู Instruction Transfer data instruction Arithmetic and Logic instruction Branch and control instruction Internal data คณิตศาสตร์ Jump Subroutine External data Logic conditional unconditional การหมุน/เลื่อนข้อมูล conditional unconditional
ตัวอย่างคำสั่ง AT89c51 PIC18F458
ขั้นตอนในการประมวลผลของซีพียู เริ่มต้น เฟตซ์ไบต์คำสั่ง จากหน่วยความจำ Fetch cycle ถอดรหัสไบต์คำสั่ง คำสั่งชนิด 1 ไบต์ คำสั่งชนิด 2 ไบต์ No No เพิ่มค่า program counter ขึ้น 1 และเฟตซ์ค่าโอเปอแรนด์ Yes Yes เพิ่มค่า program counter ขึ้น 1 และเฟตซ์ค่าโอเปอแรนด์ เพิ่มค่า program counter ขึ้น 1 และเฟตซ์ค่าโอเปอแรนด์ เพิ่มค่า program counter ขึ้น 1 execute cycle ปฏิบัติตามคำสั่ง
การประยุกต์ใช้ซีพียู (ตัวอย่างการควบคุมหลอดไฟ) การประยุกต์ใช้ซีพียู (ตัวอย่างการควบคุมหลอดไฟ) CPU Address bus อุปกรณ์ อินพุต #E001H 1 Memory อุปกรณ์ เอาต์พุต #E002H Data bus MEMR IOR IOW
1’s complement ข้อมูลที่อ่านเข้ามาได้ Flowchart เริ่มต้น อ่านข้อมูลจาก อุปกรณ์อินพุต #E001H 1’s complement ข้อมูลที่อ่านเข้ามาได้ ส่งข้อมูลออก อุปกรณ์เอาต์พุต #E002H
Program Address 0000 0003 0004 0005 0008 0009 Hex 90 E0 01 E0 F4 02 00 00 Mnemonic code MOV DPTR,#0E001H MOVX A,@DPTR CPL A MOV DPTR,#0E002H MOVX @DPTR,A LJMP 0000H
คำสั่งในหน่วยความจำ Address Data bit Data D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B
การอ่านและตรวจสอบข้อมูล คำสั่งที่ 1 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 00 01 0000 Control Bus MEMR Instruction Decoder 9 Instruction Register Data bus 90
การอ่านข้อมูล Operand คำสั่งที่ 1 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 03 00 01 0001 Control Bus MEMR Instruction Decoder Data Register 9 E0 01 00 00 Instruction Register Data bus E0 01
การปฏิบัติตาม คำสั่งที่ 1 ( MOV DPTR,#E001H ) Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 03 Control Bus Data Pointer Register 00 E0 01 00 Instruction Decoder Data Register 9 E0 01 Instruction Register Data bus
การอ่านและตรวจสอบข้อมูล คำสั่งที่ 2 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 03 04 0003 Control Bus MEMR Data Pointer Register E0 01 00 00 Instruction Decoder Data Register E 9 E0 01 Instruction Register Data bus E0
การปฏิบัติตาม คำสั่งที่ 2 ( MOVX A,@DPTR ) Address bus Program Counter อุปกรณ์ อินพุต #E001H Control Unit 00 04 E001 Control Bus IOR Data Pointer Register 1 E0 01 Instruction Decoder 1 1 1 Accumulator Data Register E 5 A E0 01 Instruction Register Data bus 5AH
การอ่านและตรวจสอบข้อมูล คำสั่งที่ 3 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 00 05 04 0004 Control Bus MEMR Data Pointer Register E0 01 Instruction Decoder Accumulator Data Register E F 4 5 A E0 01 Instruction Register Data bus F4
การปฏิบัติตาม คำสั่งที่ 3 ( CPL A ) Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 05 Control Bus Instruction Decoder ALU Accumulator F 4 5 A Instruction Register Data bus
การปฏิบัติตาม คำสั่งที่ 3 ( CPL A ) Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 05 Control Bus Instruction Decoder ALU Accumulator F 4 A 5 5 A Instruction Register Data bus
การอ่านและตรวจสอบข้อมูล คำสั่งที่ 4 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 00 06 05 0005 Control Bus MEMR Data Pointer Register E0 01 Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register 9 F 4 E0 01 Instruction Register Data bus 90
การอ่านข้อมูล Operand คำสั่งที่ 4 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 06 0006 Control Bus MEMR Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register 9 E0 02 E0 01 Instruction Register Data bus E0 02
การปฏิบัติตาม คำสั่งที่ 4 ( MOV DPTR,#E002H ) Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 00 08 06 Control Bus Data Pointer Register E0 E0 02 01 Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register 9 E0 02 Instruction Register Data bus
การอ่านและตรวจสอบข้อมูล คำสั่งที่ 5 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 08 0008 Control Bus MEMR Data Pointer Register E0 02 Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register F 9 E0 02 Instruction Register Data bus F0
การปฏิบัติตาม คำสั่งที่ 5 ( MOV A,@DPTR ) Address bus Program Counter Control Unit 00 09 00 08 อุปกรณ์ เอาต์พุต #E002H E002 Control Bus IOW Data Pointer Register E0 02 Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register F E0 02 Instruction Register Data bus A5
การอ่านและตรวจสอบข้อมูล คำสั่งที่ 6 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 00 09 0A 0009 Control Bus MEMR Data Pointer Register E0 02 Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register F 2 E0 02 Instruction Register Data bus 20
การอ่านข้อมูล Operand คำสั่งที่ 6 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 0A 000A Control Bus MEMR Data Pointer Register E0 02 Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register 2 00 E0 00 02 Instruction Register Data bus 0000
การปฏิบัติตาม คำสั่งที่ 6 ( LJMP 0000H ) Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 00 00 0A Control Bus Data Pointer Register E0 02 Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register 2 00 00 Instruction Register Data bus
การอ่านและตรวจสอบข้อมูล คำสั่งที่ 1 Address bus Program Counter Control Unit Address Data 0000 90 0001 E0 0002 01 0003 0004 F4 0005 0006 0007 02 0008 F0 0009 000A 00 000B 00 00 Control Bus Data Pointer Register E0 02 Instruction Decoder A 5 Accumulator Data Register 2 00 00 Instruction Register Data bus