માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર (4341101) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

RISC અને CISC ની સરખામણી કરો.

જવાબ:

યાદ રાખવા માટે: “RISC સરળતાથી સૂચનાઓ પૂર્ણ કરે છે”

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

વોન-ન્યુમેન અને હાર્વર્ડ આર્કિટેક્ચરની તુલના કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

યાદ રાખવા માટે: “હાર્વર્ડ પાસે અલગ જગ્યાઓ છે”

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

સમજાવો: 8085 ઈન્સ્ટ્રક્શન ફોર્મેટ, કંટ્રોલ યુનિટ, મશીન સાયકલ, ALU

જવાબ:

ઈન્સ્ટ્રક્શન ફોર્મેટ:

• ઈન્સ્ટ્રક્શન ફોર્મેટ: ઓપકોડ (3-8 બિટ્સ) અને 0-2 ઓપરેન્ડ્સ ધરાવે છે
• કંટ્રોલ યુનિટ: પ્રોસેસરનું હૃદય જે બધા ઓપરેશન્સનું સંચાલન કરે છે
• મશીન સાયકલ: ફેચ, ડિકોડ, એક્ઝિક્યુટ ફેઝ ધરાવે છે
• ALU: ડેટા પર ADD/SUB/AND/OR/XOR ઓપરેશન કરે છે

ડાયાગ્રામ:

યાદ રાખવા માટે: “CIMA: કંટ્રોલ સમજે, મશીન ક્રિયા કરે”

પ્રશ્ન 1(ક OR) [7 ગુણ]

#

માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકંટ્રોલરની સરખામણી કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

યાદ રાખવા માટે: “માઇક્રો-P પ્રોસેસ કરે, માઇક્રો-C કંટ્રોલ કરે”

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

માઇક્રોપ્રોસેસરમાં ઇન્સ્ટ્રક્શન ફેચિંગ, ડીકોડિંગ અને એક્ઝેક્યુશન ઓપરેશન સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

યાદ રાખવા માટે: “FDE: પહેલા લે, પછી સમજે, અંતે કરે”

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

8085 માઇક્રોપ્રોસેસરનું બસ ઓર્ગેનાઇઝેશન સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

યાદ રાખવા માટે: “ADC: એડ્રેસ બતાવે, ડેટા વહે, કંટ્રોલ દિશા આપે”

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

આકૃતિની મદદથી 8085 માઇક્રોપ્રોસેસરના આર્કિટેક્ચરનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

• ALU: ગાણિતિક અને લોજિકલ ઓપરેશન્સ કરે છે
• કંટ્રોલ યુનિટ: સૂચનાઓને ફેચ અને ડિકોડ કરે છે
• રજિસ્ટર્સ: પ્રોસેસિંગ દરમિયાન ડેટા અસ્થાયી રૂપે સ્ટોર કરે છે
• બસેસ: એડ્રેસ, ડેટા અને કંટ્રોલ સિગ્નલ્સ ટ્રાન્સફર કરે છે

યાદ રાખવા માટે: “ARCBD: આર્કિટેક્ચર રજિસ્ટર કંટ્રોલ બસ ડેટા”

પ્રશ્ન 2(અ OR) [3 ગુણ]

#

8085 માઇક્રોપ્રોસેસર માટે એડ્રેસ અને ડેટા બસોનું ડી-મલ્ટીપ્લેક્સીંગ સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

યાદ રાખવા માટે: “ALAD: ALE ડેટા પહેલા એડ્રેસ લેચ કરે”

પ્રશ્ન 2(બ OR) [4 ગુણ]

#

8085 માઇક્રોપ્રોસેસરનું ફ્લેગ રજિસ્ટર દોરો અને તેને સમજાવો.

જવાબ:

યાદ રાખવા માટે: “સુઝી ACની પરફેક્ટ કેરી”

પ્રશ્ન 2(ક OR) [7 ગુણ]

#

આકૃતિની મદદથી 8085 માઇક્રોપ્રોસેસરના પિન ડાયાગ્રામનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

• એડ્રેસ/ડેટા પિન્સ: મલ્ટિપ્લેક્સ્ડ પિન્સ ભૌતિક પિન બચાવે છે
• કંટ્રોલ પિન્સ: મેમરી અને I/O ઓપરેશન્સ કોઓર્ડિનેટ કરે છે
• ઇન્ટરપ્ટ પિન્સ: બાહ્ય ડિવાઇસને ઇન્ટરપ્ટ કરવા દે છે
• સીરિયલ પિન્સ: બેઝિક સીરિયલ કમ્યુનિકેશન પૂરું પાડે છે

યાદ રાખવા માટે: “ACID-PS: એડ્રેસ-કંટ્રોલ-ઇન્ટરપ્ટ-DMA-પાવર-સીરિયલ”

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

સ્ટેક, સ્ટેક પોઇન્ટર અને સ્ટેક ઓપરેશન સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

યાદ રાખવા માટે: “SP LIFO લેનને પોઇન્ટ કરે છે”

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલરનો પિન ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ:

યાદ રાખવા માટે: “PORT 0123: ડેટા-જનરલ-એડ્રેસ-સ્પેશિયલ”

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ] (ચાલુ)

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલરનો ટાઇમર્સ/કાઉન્ટર્સ લોજિક ડાયાગ્રામ દોરો અને વિવિધ મોડમાં તેની કામગીરી સમજાવો.

જવાબ:

Timer/Counter Diagram:

• ટાઇમર: આંતરિક ક્લોક વાપરે, મશીન સાયકલ ગણે
• કાઉન્ટર: બાહ્ય ઇનપુટ વાપરે, બાહ્ય ઘટનાઓ ગણે
• કંટ્રોલ બિટ્સ: TMOD રજિસ્ટર મોડ સેટ કરે, TCON ઓપરેશન કંટ્રોલ કરે
• મોડ્સ: વિવિધ ટાઇમિંગ જરૂરિયાતો માટે અલગ-અલગ કોન્ફિગરેશન

યાદ રાખવા માટે: “MARC: મોડ ઓટો-રિલોડ કાઉન્ટ”

પ્રશ્ન 3(અ OR) [3 ગુણ]

#

માઇક્રોકંટ્રોલર્સનાં કોમન ફીચર્સની સૂચિ બનાવો.

જવાબ:

યાદ રાખવા માટે: “CPU-TIS: CPU-RAM-I/O-ટાઇમર-ઇન્ટરપ્ટ-સીરિયલ”

પ્રશ્ન 3(બ OR) [4 ગુણ]

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલરનું ઈન્ટરનલ રેમ ઓર્ગેનાઇઝેશન સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

યાદ રાખવા માટે: “RBBS: રજિસ્ટર્સ-બિટ્સ-બફર-સ્ક્રેચ”

પ્રશ્ન 3(ક OR) [7 ગુણ]

#

આકૃતિની મદદથી 8051 માઇક્રોકંટ્રોલરનું આર્કિટેક્ચર સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

• હાર્વર્ડ આર્કિટેક્ચર: અલગ પ્રોગ્રામ અને ડેટા મેમરી
• CISC ડિઝાઇન: સમૃદ્ધ ઇન્સ્ટ્રકશન સેટ (100થી વધુ સૂચનાઓ)
• બિલ્ટ-ઇન પેરિફેરલ્સ: બાહ્ય કમ્પોનન્ટ્સની જરૂર નથી
• સિંગલ-ચિપ સોલ્યુશન: એક જ ચિપ પર સંપૂર્ણ સિસ્ટમ

યાદ રાખવા માટે: “CAPITALS: CPU આર્કિટેક્ચર પોર્ટ્સ I/O ટાઇમર ALU ઇન્ટરફેસ સીરિયલ”

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

બાહ્ય RAM સ્થાન 0123h થી TL0 અને બાહ્ય RAM સ્થાન 0234h થી TH0 ડેટાને કોપી કરવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

      MOV  DPTR, #0123H   ; DPTR મા સોર્સ એડ્રેસ 0123H લોડ કરો
      MOVX A, @DPTR       ; બાહ્ય RAM માંથી ડેટા વાંચો
      MOV  TL0, A         ; ટાઇમર 0 લો બાઇટમાં કોપી કરો
      
      MOV  DPTR, #0234H   ; DPTR મા સોર્સ એડ્રેસ 0234H લોડ કરો
      MOVX A, @DPTR       ; બાહ્ય RAM માંથી ડેટા વાંચો
      MOV  TH0, A         ; ટાઇમર 0 હાઈ બાઇટમાં કોપી કરો

મુખ્ય સ્ટેપ્સ:

• બાહ્ય RAM એડ્રેસ માટે DPTR વાપરો
• બાહ્ય મેમરી એક્સેસ માટે MOVX સૂચના
• ટાઇમર રજિસ્ટર્સમાં સીધો ટ્રાન્સફર

યાદ રાખવા માટે: “DRAM: DPTR વાંચો એડ્રેસ હલાવો”

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

પોર્ટ P1.3 પર ઇન્ટરફેસ કરેલ LED ને 1ms ના સમય અંતરાલ પર બ્લિંક કરવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

AGAIN:  SETB P1.3         ; P1.3 પર LED ચાલુ કરો
        ACALL DELAY       ; ડિલે સબરૂટીન કોલ કરો
        CLR  P1.3         ; P1.3 પર LED બંધ કરો
        ACALL DELAY       ; ડિલે સબરૂટીન કોલ કરો
        SJMP AGAIN        ; હંમેશા રિપીટ કરો

DELAY:  MOV  R7, #250     ; આઉટર લૂપ માટે R7 લોડ કરો
OUTER:  MOV  R6, #1       ; ઇનર લૂપ માટે R6 લોડ કરો
INNER:  DJNZ R6, INNER    ; R6 ઝીરો થાય ત્યાં સુધી ઘટાડો
        DJNZ R7, OUTER    ; R7 ઝીરો થાય ત્યાં સુધી ઘટાડો
        RET               ; સબરૂટીનમાંથી પાછા ફરો

મુખ્ય સ્ટેપ્સ:

• LED બ્લિંક કરવા માટે P1.3 પીન ટોગલ કરો
• ટાઇમિંગ માટે નેસ્ટેડ ડિલે લૂપ
• સતત બ્લિંકિંગ માટે અનંત લૂપ

યાદ રાખવા માટે: “STACI: સેટ-ટાઇમર-એન્ડ-ક્લિયર-ઇન્ફિનિટલી”

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલરના એડ્રેસિંગ મોડ્સની યાદી બનાવો અને ઉદાહરણની મદદથી તે બધાને સમજાવો.

જવાબ:

ઉદાહરણો:

• ઇમીડિયેટ: MOV A, #55H (A માં 55H લોડ કરો)
• રજિસ્ટર: ADD A, R3 (A માં R3 ઉમેરો)
• ડાયરેક્ટ: MOV 40H, A (A ને એડ્રેસ 40H પર સ્ટોર કરો)
• ઇનડાયરેક્ટ: MOV @R0, #5 (R0 માં રહેલા એડ્રેસ પર 5 સ્ટોર કરો)
• ઇન્ડેક્સ્ડ: MOVC A, @A+DPTR (કોડ મેમરી વાંચો)
• બિટ: CLR C (કેરી ફ્લેગ સાફ કરો)
• રિલેટિવ: JZ LOOP (જો A ઝીરો હોય તો જમ્પ કરો)

યાદ રાખવા માટે: “I’M DIRBI: ઇમીડિયેટ રજિસ્ટર ડાયરેક્ટ બિટ ઇન્ડેક્સ્ડ”

પ્રશ્ન 4(અ OR) [3 ગુણ]

#

RAM સ્થાન 14h માંથી RAM સ્થાન 11h નાં ડેટાને બાદ કરવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો; RAM સ્થાન 3Ch માં પરિણામ મૂકો.

જવાબ:

      MOV  A, 14H       ; RAM લોકેશન 14H નો કન્ટેન્ટ A માં લોડ કરો
      CLR  C            ; કેરી ફ્લેગ સાફ કરો
      SUBB A, 11H       ; બોરો સાથે 11H ના કન્ટેન્ટ બાદ કરો
      MOV  3CH, A       ; પરિણામને RAM લોકેશન 3CH માં સ્ટોર કરો

મુખ્ય સ્ટેપ્સ:

• એક્યુમુલેટરમાં મિન્યુએન્ડ લોડ કરો
• સાચા સબટ્રેક્શન માટે કેરી સાફ કરો
• બોરો સાથે સબટ્રેક્શન માટે SUBB વાપરો
• પરિણામને ડેસ્ટિનેશનમાં સ્ટોર કરો

યાદ રાખવા માટે: “LCSS: લોડ-ક્લિયર-સબટ્રેક્ટ-સ્ટોર”

પ્રશ્ન 4(બ OR) [4 ગુણ]

#

મોડ 1 માં ટાઈમર 0 નો ઉપયોગ કરીને પોર્ટ 1 ના બીટ 3 પર 50% ડ્યુટી સાયકલની સ્ક્વેર વેવ જનરેટ કરવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

      MOV  TMOD, #01H   ; ટાઇમર 0, મોડ 1 (16-બિટ)
AGAIN: MOV  TH0, #0FCH   ; હાઈ બાઇટ લોડ કરો
      MOV  TL0, #18H    ; લો બાઇટ લોડ કરો (-1000 16-બિટમાં)
      SETB TR0          ; ટાઇમર ચાલુ કરો
      JNB  TF0, $       ; ઓવરફ્લો માટે રાહ જુઓ
      CLR  TR0          ; ટાઇમર બંધ કરો
      CLR  TF0          ; ટાઇમર ફ્લેગ સાફ કરો
      CPL  P1.3         ; P1.3 ટોગલ કરો
      SJMP AGAIN        ; રિપીટ કરો

મુખ્ય સ્ટેપ્સ:

• મોડ 1 માં ટાઇમર 0 કોન્ફિગર કરો
• 1ms ડિલે માટે ટાઇમરમાં વેલ્યુ પ્રીલોડ કરો
• ટાઇમર ઓવરફ્લો માટે રાહ જુઓ
• સ્ક્વેર વેવ માટે આઉટપુટ બિટ ટોગલ કરો

યાદ રાખવા માટે: “MSTCCS: મોડ-સેટ-ટાઇમર-ચેક-ક્લિયર-સ્વિચ”

પ્રશ્ન 4(ક OR) [7 ગુણ]

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલર માટે કોઈપણ સાત લોજીકલ ઈન્સ્ટ્રક્શન ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ઉદાહરણો:

• ANL: ANL A, #0FH (A = A AND 0FH, હાઈ નિબલ માસ્ક)
• ORL: ORL 20H, A (20H = 20H OR A, બિટ્સ સેટ)
• XRL: XRL A, #55H (A = A XOR 55H, બિટ્સ ટોગલ)
• CLR: CLR C (કેરી ફ્લેગ ક્લિયર, C = 0)
• CPL: CPL A (A ને કોમ્પ્લિમેન્ટ, A = NOT A)
• RL: RL A (A ને એક બિટ લેફ્ટ રોટેટ)
• RR: RR A (A ને એક બિટ રાઇટ રોટેટ)

યાદ રાખવા માટે: “A-OX-CCR: AND OR XOR ક્લિયર કોમ્પ્લિમેન્ટ રોટેટ”

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલર સાથે Push button Switch નું ઇન્ટરફેસિંગ દોરો.

જવાબ:

મુખ્ય પોઇન્ટ્સ:

• એક્ટિવ-લો કોન્ફિગરેશન (બટન દબાવવાથી 0 મળે)
• પુલ-અપ રેસિસ્ટર ફ્લોટિંગ ઇનપુટ રોકે
• કોઈપણ I/O પિન સાથે જોડી શકાય

યાદ રાખવા માટે: “PIP: પુલ-અપ-ઇનપુટ-પ્રેસ”

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલર સાથે રિલે ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

મુખ્ય સ્ટેપ્સ:

• પોર્ટ પિન ટ્રાન્ઝિસ્ટર બેઝ ડ્રાઇવ કરે
• ટ્રાન્ઝિસ્ટર રિલે કોઇલ સ્વિચ કરે
• ડાયોડ બેક EMF સામે રક્ષણ આપે
• રિલે કોન્ટેક્ટ હાઈ-પાવર લોડ સ્વિચ કરે

યાદ રાખવા માટે: “TRIP: ટ્રાન્ઝિસ્ટર-રિલે-ઇન્ટરફેસ-પ્રોટેક્શન”

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ] (ચાલુ)

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલર સાથે ADC0804 ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

• ADC0804: 8-બિટ A/D કન્વર્ટર 0-5V ઇનપુટ રેન્જ સાથે
• ઇન્ટરફેસ: ડેટા પિન પોર્ટ 1 સાથે, કંટ્રોલ પોર્ટ 3 સાથે જોડો
• ઓપરેશન: કન્વર્ઝન શરૂ કરવા ADC ને લખો, INTR માટે રાહ જુઓ, રિઝલ્ટ વાંચો
• રેઝોલ્યુશન: 8-બિટ (256 સ્ટેપ) 0-5V માટે ~19.5mV પ્રતિ સ્ટેપ

યાદ રાખવા માટે: “CRIW: કંટ્રોલ-રીડ-ઇન્ટરપ્ટ-રાઇટ”

પ્રશ્ન 5(અ OR) [3 ગુણ]

#

વિવિધ ક્ષેત્રોમાં માઇક્રોકંટ્રોલરની એપ્લિકેશનોની સૂચિ બનાવો.

જવાબ:

યાદ રાખવા માટે: “I-MACS: ઇન્ડસ્ટ્રિયલ-મેડિકલ-ઓટોમોટિવ-કન્ઝ્યુમર-સિક્યુરિટી”

પ્રશ્ન 5(બ OR) [4 ગુણ]

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલર સાથે સ્ટેપર મોટર ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

કોડ સ્ટ્રક્ચર:

; ક્લોકવાઇઝ રોટેશન સિક્વન્સ
STEP_SEQ: DB 0000_1000B  ; સ્ટેપ 1
          DB 0000_1100B  ; સ્ટેપ 2
          DB 0000_0100B  ; સ્ટેપ 3
          DB 0000_0110B  ; સ્ટેપ 4

યાદ રાખવા માટે: “PDCS: પોર્ટ-ડ્રાઇવર-કરંટ-સિક્વન્સ”

પ્રશ્ન 5(ક OR) [7 ગુણ]

#

8051 માઇક્રોકંટ્રોલર સાથે LCD ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

બેઝિક કમાન્ડ્સ:

0x01 - ડિસ્પ્લે ક્લિયર
0x02 - હોમ પોઝિશન
0x0C - ડિસ્પ્લે ON, કર્સર OFF
0x38 - 8-બિટ, 2 લાઇન, 5x7 ડોટ્સ

• ઇનિશિયલાઇઝેશન: LCD ને 8-બિટ મોડ, 2 લાઇન માટે કોન્ફિગર કરો
• રાઇટિંગ: RS=1 સાથે ડેટા, RS=0 સાથે કંટ્રોલ મોકલો
• ટાઇમિંગ: E પલ્સ ટાઇમિંગ જરૂરિયાતો પૂરી કરવી જોઈએ
• કોન્ટ્રાસ્ટ: VEE પિન પર પોટેન્શિયોમીટર સાથે એડજસ્ટ કરો

યાદ રાખવા માટે: “DICE: ડેટા-ઇન્સ્ટ્રક્શન-કંટ્રોલ-એનેબલ”