મુખ્ય સામગ્રી પર જાઓ
  1. સંસાધનો/
  2. અભ્યાસ સામગ્રી/
  3. ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને કમ્યુનિકેશન એન્જિનિયરિંગ/
  4. ઇસીઇ સેમેસ્ટર 4/
  5. માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર (4341101)/

માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર (4341101) - સમર 2023 સોલ્યુશન

23 મિનિટ· ·
Study-Material Solutions Microprocessor 4341101 2023 Summer Gujarati
મિલવ ડબગર
લેખક
મિલવ ડબગર
ઇલેક્ટ્રિકલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગમાં અનુભવી લેક્ચરર. એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સ, ઈમેજ પ્રોસેસિંગ, ડેટા સાયન્સ, મેટલેબ, પાયથન, STM32માં કુશળ. એલ.ડી. કોલેજ ઓફ એન્જિનિયરિંગ - અમદાવાદથી કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ એન્જિનિયરિંગમાં માસ્ટર્સ ડિગ્રી ધરાવતા મજબૂત શિક્ષણ વ્યાવસાયિક.
અનુક્રમણિકા

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]
#

માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકન્ટ્રોલરની સરખામણી કરો.

જવાબ:

ફીચરમાઇક્રોપ્રોસેસરમાઇક્રોકન્ટ્રોલર
વ્યાખ્યાએકલ ચિપ પર CPUએકલ ચિપ પર સંપૂર્ણ કમ્પ્યુટર
મેમરીબાહ્ય RAM/ROM જરૂરીઅંદર જ RAM/ROM
ઉપયોગોસામાન્ય કમ્પ્યુટિંગ, PCએમ્બેડેડ સિસ્ટમ, IoT
ઉદાહરણોIntel 8085, 80868051, Arduino, PIC
કિંમતવધારેઓછી

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “પ્રોસેસર રામ માંગે, કન્ટ્રોલર રામ રાખે” (પ્રોસેસરને બહારથી રામ જોઈએ, કંટ્રોલરમાં રામ અંદર જ હોય છે)

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]
#

RISC અને CISC ની સરખામણી કરો.

જવાબ:

ફીચરRISC (રિડ્યુસ્ડ ઇન્સ્ટ્રક્શન સેટ કમ્પ્યુટર)CISC (કોમ્પ્લેક્સ ઇન્સ્ટ્રક્શન સેટ કમ્પ્યુટર)
ઇન્સ્ટ્રક્શનથોડી, સરળ ઇન્સ્ટ્રક્શનઘણી, જટિલ ઇન્સ્ટ્રક્શન
એક્ઝિક્યુશન ટાઈમફિક્સ્ડ (1 ક્લોક સાયકલ)વેરિએબલ (ઘણી સાયકલ)
મેમરી એક્સેસમાત્ર લોડ/સ્ટોર દ્વારાઘણા મેમરી એક્સેસ મોડ
પાઇપલાઇનિંગસરળ અમલીકરણમુશ્કેલ અમલીકરણ
ઉદાહરણોARM, MIPSIntel x86, 8085
હાર્ડવેરસરળ, ઓછા ટ્રાન્ઝિસ્ટરજટિલ, વધુ ટ્રાન્ઝિસ્ટર
રજિસ્ટર સેટવધુ રજિસ્ટરઓછા રજિસ્ટર

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “RISC ઝડપી, CISC બહોળું” (RISC ઝડપી હોય છે, CISC માં ઘણી ઇન્સ્ટ્રક્શન હોય છે)

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]
#

વ્યાખ્યાયિત કરો: માઇક્રોપ્રોસેસર, ઓપરેન્ડ, ઈન્સ્ટ્રક્શન સાયકલ, ઓપકોડ, ALU, મશીન સાયકલ, ટી-સ્ટેટ

જવાબ:

શબ્દવ્યાખ્યા
માઇક્રોપ્રોસેસરએક ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ પર CPU જે ઇન્સ્ટ્રક્શન પ્રોસેસ કરે છે
ઓપરેન્ડઇન્સ્ટ્રક્શનમાં વપરાતી ડેટા વેલ્યુ
ઈન્સ્ટ્રક્શન સાયકલઇન્સ્ટ્રક્શન ફેચ, ડિકોડ અને એક્ઝિક્યુટની સંપૂર્ણ પ્રક્રિયા
ઓપકોડઓપરેશન કોડ જે CPU ને કહે છે કે કયું ઓપરેશન કરવાનું છે
ALUઅર્થમેટિક લોજિક યુનિટ જે ગણિત ઓપરેશન કરે છે
મશીન સાયકલમૂળભૂત ઓપરેશન જેમ કે મેમરી રીડ/રાઈટ (ઇન્સ્ટ્રક્શન સાયકલનો ભાગ)
ટી-સ્ટેટટાઈમ સ્ટેટ - પ્રોસેસરમાં સમયનો સૌથી નાનો એકમ (ક્લોક પીરિયડ)

ડાયાગ્રામ:

FGfEerTtoCmHinmsetmrourcytionINSTDIIREndUCteCOenTDrtIEpiOrfNeytCoYopCpeLcrEoadnedsEPSXetEroCfrUoeTrEmreospuelrtastion

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “મારો ઓલ્ડ Intel ચિપ ઓનલી મેક્સ ટ્રબલ” (માઇક્રોપ્રોસેસર, ઓપરેન્ડ, ઇન્સ્ટ્રક્શન, ઓપકોડ, ALU, મશીન, ટી-સ્ટેટ)

પ્રશ્ન 1(ક OR) [7 ગુણ]
#

વોન-ન્યુમેન અને હાર્વર્ડ આર્કિટેક્ચરની તુલના કરો.

જવાબ:

ફીચરવોન-ન્યુમેન આર્કિટેક્ચરહાર્વર્ડ આર્કિટેક્ચર
મેમરી બસઇન્સ્ટ્રક્શન અને ડેટા માટે એક જ મેમરી બસપ્રોગ્રામ અને ડેટા મેમરી માટે અલગ બસ
એક્ઝિક્યુશનસિક્વેન્શિયલ એક્ઝિક્યુશનપેરેલલ ફેચ અને એક્ઝિક્યુટ શક્ય
સ્પીડબસ બોટલનેક ને કારણે ધીમુંસમાંતર એક્સેસને કારણે ઝડપી
જટિલતાસરળ ડિઝાઇનવધુ જટિલ ડિઝાઇન
ઉપયોગોસામાન્ય કમ્પ્યુટિંગDSP, માઇક્રોકન્ટ્રોલર, એમ્બેડેડ સિસ્ટમ
સિક્યોરિટીઓછી સુરક્ષિત (કોડ ડેટા તરીકે બદલી શકાય)વધુ સુરક્ષિત (કોડ ડેટાથી અલગ)
ઉદાહરણમોટાભાગના PC, 8085, 80868051, PIC, ARM Cortex-M

ડાયાગ્રામ:

Von-NCePuUmann:Memory|H|arDvaaCtrPadU:Memory|ProgramMemory|

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “હાર્વર્ડ હંમેશા અલગ રસ્તા રાખે” (હાર્વર્ડમાં મેમરી પાથ અલગ હોય છે)

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]
#

8085 માઇક્રોપ્રોસેસરનું ફ્લેગ રજીસ્ટર દોરો અને તેને સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

S7Z6FLAG5REGA4ICSTE3R(FP2)1C0Y
ફ્લેગનામકાર્ય
Sસાઈનજો પરિણામ નેગેટિવ હોય તો સેટ થાય (બિટ 7=1)
Zઝીરોજો પરિણામ ઝીરો હોય તો સેટ થાય
ACઓક્ઝિલિયરી કૅરીજો બિટ 3 થી બિટ 4 માં કૅરી થાય તો સેટ થાય
Pપેરિટીજો પરિણામમાં ઇવન પેરિટી હોય તો સેટ થાય
CYકૅરીજો બિટ 7 થી કૅરી કે બોરો થાય તો સેટ થાય

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “સરસ ઝોમ્બી આજે પણ ચાલે” (સાઈન, ઝીરો, ઓક્ઝિલિયરી, પેરિટી, કૅરી)

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]
#

8085 માઇક્રોપ્રોસેસર માટે એડ્રેસ અને ડેટાબસોનું ડી-મલ્ટીપ્લેક્સીંગ સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

AA1D57--AA8D08A0L8E5CPUA17L54a-LtASc83h7(3HigherAAd7d-rAe0ss()LowerAddress)
  • જરૂરિયાત: 8085 માં પિન બચાવવા માટે મલ્ટીપ્લેક્સ્ડ પિન (AD0-AD7) હોય છે
  • પ્રક્રિયા:
    1. CPU એડ્રેસ AD0-AD7 પિન પર મૂકે છે
    2. ALE (એડ્રેસ લેચ એનેબલ) સિગ્નલ HIGH થાય છે
    3. એડ્રેસ લેચ (74LS373) લોઅર એડ્રેસ બિટ્સ પકડે છે
    4. ALE LOW થાય છે, એડ્રેસ લેચ થઈ જાય છે
    5. AD0-AD7 પિન હવે ડેટા ટ્રાન્સફર માટે ફ્રી થઈ જાય છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ALE પહેલા, ડેટા પછી” (એડ્રેસ લેચ એનેબલ પહેલા એડ્રેસ પકડે, પછી ડેટા આવે)

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]
#

આકૃતિની મદદથી 8085 માઇક્રોપ્રોસેસરના આર્કિટેક્ચરનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

RABSFADE,PldaG(C,adtIA,gAraScDPsLeTc,CUsBEuEsuRm,sS.HB),uLs8085CPUCIDTCMIOneioe/NscmnmOTtoitoRrdnrrDOuegoyeLcrlvt&&iUicNoeInsT
  • મુખ્ય ઘટકો:

    • રજિસ્ટર્સ: સ્ટોરેજ લોકેશન (A, B-L, SP, PC, Flags)
    • ALU: ગાણિતિક અને લોજિકલ ઓપરેશન કરે છે
    • કંટ્રોલ યુનિટ: ટાઈમિંગ અને કંટ્રોલ સિગ્નલ જનરેટ કરે છે
    • બસ: એડ્રેસ બસ (16-bit), ડેટા બસ (8-bit), કંટ્રોલ બસ
  • મુખ્ય ફીચર્સ:

    • 8-બિટ ડેટા બસ, 16-બિટ એડ્રેસ બસ (64KB એડ્રેસેબલ મેમરી)
    • 6 જનરલ-પર્પઝ રજિસ્ટર (B,C,D,E,H,L) અને એક્યુમુલેટર
    • 5 ફ્લેગ્સ સ્ટેટસ માહિતી માટે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “RABC” - “રજિસ્ટર, ALU, બસ, કંટ્રોલ” (મુખ્ય ઘટકો)

પ્રશ્ન 2(અ OR) [3 ગુણ]
#

8085 માઇક્રોપ્રોસેસરનું બસ ઓર્ગેનાઈઝેશન સમજાવો.

જવાબ:

બસ પ્રકારવિડ્થકાર્ય
એડ્રેસ બસ16-બિટ (A0-A15)મેમરી/I/O ડિવાઈસ એડ્રેસ લઈ જાય છે
ડેટા બસ8-બિટ (D0-D7)CPU અને મેમરી/I/O વચ્ચે ડેટા ટ્રાન્સફર કરે છે
કંટ્રોલ બસવિવિધ સિગ્નલ્સસિસ્ટમ ઓપરેશન કોઓર્ડિનેટ કરે છે

મુખ્ય કંટ્રોલ સિગ્નલ્સ:

  • RD̅: રીડ સિગ્નલ (એક્ટિવ લો)
  • WR̅: રાઈટ સિગ્નલ (એક્ટિવ લો)
  • ALE: એડ્રેસ લેચ એનેબલ
  • IO/M̅: I/O (હાઈ) અને મેમરી (લો) ઓપરેશન વચ્ચે ભેદ પાડે છે

ડાયાગ્રામ:

A(d1d6r-ebsist)BusD(8Ca80Pt-8Uab5iBtu)sCRoDn,tWrRo,lALBEus

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ADC” - “એડ્રેસ શોધે, ડેટા ફરે, કંટ્રોલ ચલાવે”

પ્રશ્ન 2(બ OR) [4 ગુણ]
#

સમજાવો: પ્રોગ્રામ કાઉન્ટર અને સ્ટેક પોઈન્ટર

જવાબ:

રજિસ્ટરસાઈઝકાર્ય
પ્રોગ્રામ કાઉન્ટર (PC)16-બિટઆગલા એક્ઝિક્યુટ થનાર ઇન્સ્ટ્રક્શનનું એડ્રેસ રાખે છે
સ્ટેક પોઈન્ટર (SP)16-બિટમેમરીમાં સ્ટેકના ટોપને પોઇન્ટ કરે છે

પ્રોગ્રામ કાઉન્ટર (PC):

  • ઇન્સ્ટ્રક્શન ફેચ પછી ઓટોમેટિક વધે છે
  • જમ્પ/કોલ ઇન્સ્ટ્રક્શન દ્વારા બદલાય છે
  • પ્રોગ્રામ એક્ઝિક્યુશન સિક્વેન્સ કંટ્રોલ કરે છે
  • રીસેટ પર 0000H પર સેટ થાય છે

સ્ટેક પોઈન્ટર (SP):

  • સ્ટેક પર છેલ્લે પુશ કરેલ ડેટા આઈટમને પોઇન્ટ કરે છે
  • સ્ટેક LIFO (લાસ્ટ ઇન ફર્સ્ટ આઉટ) પ્રમાણે કામ કરે છે
  • સબરૂટિન કોલ અને ઇન્ટરપ્ટ દરમિયાન વપરાય છે
  • સ્ટેક મેમરીમાં નીચે તરફ વધે છે (ઘટાડાય છે)

ડાયાગ્રામ:

MemIIDDonnaarssttyttaa:rr1212PSCtED:2ama0cpt0kta1:yHASP:3FFEH

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PC આગળ જુએ, SP સ્ટેક સંભાળે” (PC આગલું ઇન્સ્ટ્રક્શન જુએ છે, SP સ્ટેક મેનેજ કરે છે)

પ્રશ્ન 2(ક OR) [7 ગુણ]
#

આકૃતિની મદદથી 8085 માઇક્રોપ્રોસેસરના પિન ડાયાગ્રામનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

AIIDNNIA7HTTRWOA1-RHLRASSDR/LSS5AEODOIME10-D+SLADDA05XED8V1T8085GXRCRRRRTN2ELESSSRDAKSTTTADEPYOT765U...TI555N

પિન ગ્રુપ્સ:

  1. પાવર & ક્લોક: Vcc, GND, X1, X2, CLK
  2. એડ્રેસ/ડેટા: A8-A15, AD0-AD7 (મલ્ટીપ્લેક્સ્ડ)
  3. કંટ્રોલ: ALE, RD̅, WR̅, IO/M̅
  4. ઇન્ટરપ્ટ: INTR, INTA, RST 5.5/6.5/7.5, TRAP
  5. DMA: HOLD, HLDA
  6. સિરિયલ I/O: SID, SOD
  7. સ્ટેટસ: S0, S1

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PACI-DHS” (પાવર, એડ્રેસ, કંટ્રોલ, ઇન્ટરપ્ટ, DMA, હાર્ડવેર સ્ટેટસ, સિરિયલ)

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]
#

સ્ટેક, સ્ટેક પોઈન્ટર અને સ્ટેક ઓપરેશન સમજાવો.

જવાબ:

શબ્દવ્યાખ્યા
સ્ટેકLIFO ક્રમમાં કામચલાઉ સ્ટોરેજ માટે વપરાતી મેમરી એરિયા
સ્ટેક પોઈન્ટર16-બિટ રજિસ્ટર જે સ્ટેકમાં ટોપ આઈટમને પોઇન્ટ કરે છે
PUSHડેટાને સ્ટેક પર સ્ટોર કરવાનું ઓપરેશન (SP ઘટે છે)
POPસ્ટેક પરથી ડેટા મેળવવાનું ઓપરેશન (SP વધે છે)

ડાયાગ્રામ:

MBeemfoorrye:PUSH:211S0FFP0FF0FEHHHSPtUaScHk7B6OHp(e7r6aHt)i:onsS:PPOPH:SP

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “LIFO પુશ-પોપ કરે” (છેલ્લો અંદર-પહેલો બહાર, પુશ અને પોપ ઓપરેશન સાથે)

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરનો ટાઈમર્સ/કાઉન્ટર્સનો લોજિક ડાયાગ્રામ દોરો અને તેને સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

CCEolxnottcerkronlalBiItnsputPrescale-rTimer(/CCTooCLLuuooxnnngtttieercrrolMxo-Td-He-x)|TFx(OverflowFlag)
  • 8051 માં 2 16-બિટ ટાઈમર/કાઉન્ટર છે: ટાઈમર 0 અને ટાઈમર 1
  • દરેક ટાઈમરમાં બે 8-બિટ રજિસ્ટર છે: THx (હાઈ બાઈટ) અને TLx (લો બાઈટ)
  • 4 ઓપરેટિંગ મોડ્સ:
    • મોડ 0: 13-બિટ ટાઈમર
    • મોડ 1: 16-બિટ ટાઈમર
    • મોડ 2: 8-બિટ ઓટો-રિલોડ
    • મોડ 3: સ્પ્લિટ ટાઈમર મોડ
  • બે ફંક્શન્સ:
    • ટાઈમર: આંતરિક ક્લોક પલ્સ ગણે છે
    • કાઉન્ટર: બાહ્ય ઘટનાઓની ગણતરી કરે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “TIME-C” (ટાઈમર ઈનપુટ, મોડ સિલેક્ટ, એક્સટર્નલ કાઉન્ટ)

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]
#

આકૃતિની મદદથી 8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરનો પિન ડાયાગ્રામ સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

VPPPPPPPPRPPPPPPPPPAC11111111S22222222SLC........T........EE0123456701234567N8051PPPPPPPPPPPPPPPPG33333333XX00000000EN........TT........AD01234567AA01234567LL((((((((21((((((((RTIITTWRAAAAAAAAXXNN01RDDDDDDDDDDDTT))))01234567))01))))))))))

પિન ગ્રુપ્સ:

  1. પોર્ટ પિન્સ:
    • P0 (પોર્ટ 0): 8-બિટ બિડાયરેક્શનલ, મલ્ટીપ્લેક્સ્ડ એડ્રેસ/ડેટા
    • P1 (પોર્ટ 1): 8-બિટ બિડાયરેક્શનલ I/O
    • P2 (પોર્ટ 2): 8-બિટ બિડાયરેક્શનલ, હાયર એડ્રેસ બાઈટ
    • P3 (પોર્ટ 3): 8-બિટ બિડાયરેક્શનલ ઓલ્ટરનેટ ફંક્શન સાથે
  2. પાવર & ક્લોક: VCC, GND, XTAL1, XTAL2
  3. કંટ્રોલ સિગ્નલ્સ:
    • RST: રીસેટ ઈનપુટ
    • ALE: એડ્રેસ લેચ એનેબલ
    • PSEN: પ્રોગ્રામ સ્ટોર એનેબલ
    • EA: એક્સટર્નલ એક્સેસ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PORT-CAPS” (પોર્ટ્સ 0-3, ક્લોક, એડ્રેસ લેચ, પ્રોગ્રામ સ્ટોર, સપ્લાય)

પ્રશ્ન 3(અ OR) [3 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર માટે સીરિયલ કોમ્યુનિકેશન મોડ્સ સમજાવો.

જવાબ:

મોડવર્ણનબોડ રેટડેટા બિટ્સ
મોડ 0શિફ્ટ રજિસ્ટરફિક્સ્ડ (FOSC/12)8 બિટ્સ
મોડ 18-બિટ UARTવેરિએબલ10 બિટ્સ (8+સ્ટાર્ટ+સ્ટોપ)
મોડ 29-બિટ UARTફિક્સ્ડ (FOSC/32 અથવા FOSC/64)11 બિટ્સ (9+સ્ટાર્ટ+સ્ટોપ)
મોડ 39-બિટ UARTવેરિએબલ11 બિટ્સ (9+સ્ટાર્ટ+સ્ટોપ)

મુખ્ય ઘટકો:

  • SBUF: સીરિયલ બફર રજિસ્ટર
  • SCON: સીરિયલ કંટ્રોલ રજિસ્ટર
  • P3.0 (RXD): રિસીવ પિન
  • P3.1 (TXD): ટ્રાન્સમિટ પિન

ડાયાગ્રામ:

Timer1BRGaaeutndeSCLeoorngSitiBarcUloFlTRXXDD

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SMART” (સીરિયલ મોડ્સ આર રેટ એન્ડ ટાઈમિંગ પર આધારીત)

પ્રશ્ન 3(બ OR) [4 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરનું ઈન્ટર્નલ રેમ ઓર્ગેનાઈઝેશન સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

8051GReeInBg(neiiRtrts0eaR-At-rlAAreRnMder7aPda)lurBreaRpsnAoskMsaseb(l1e287320bF000yHHHHtes):
મેમરી રીજનએડ્રેસ રેન્જવર્ણન
રજિસ્ટર બેન્ક્સ00H-1FH8 રજિસ્ટર (R0-R7) ની ચાર બેન્ક (0-3)
બિટ-એડ્રેસેબલ20H-2FH16 બાઈટ્સ (128 બિટ્સ) વ્યક્તિગત રીતે એડ્રેસ કરી શકાય
જનરલ પર્પઝ30H-7FHવેરિએબલ્સ માટે સ્ક્રેચ પેડ RAM
SFR80H-FFHસ્પેશિયલ ફંક્શન રજિસ્ટર્સ (RAM માં નથી)

મુખ્ય લક્ષણો:

  • એક સમયે ફક્ત એક રજિસ્ટર બેન્ક એક્ટિવ હોય (PSW બિટ્સ દ્વારા પસંદ કરાય)
  • બિટ-એડ્રેસેબલ એરિયામાં દરેક બિટ પોતાનું એડ્રેસ ધરાવે છે (20H.0-2FH.7)
  • સ્ટેક આંતરિક RAM માં ક્યાંય પણ હોઈ શકે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “RGB-S” (રજિસ્ટર્સ, જનરલ પર્પઝ, બિટ-એડ્રેસેબલ, SFRs)

પ્રશ્ન 3(ક OR) [7 ગુણ]
#

આકૃતિની મદદથી 8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરનું આર્કિટેક્ચર સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

IInn(CtRtR4PeAeOKUrMrM)nnaall80C5ToS1iuePmnroAetirRreatCsrlH/sITECETxUtReErnIEIaI/PxnlnO0ttt,eeMePPrrero1nfmrr,aaoutPlcrps2eyt,sP&3|Devices

મુખ્ય ઘટકો:

  • CPU: ALU, રજિસ્ટર્સ અને કંટ્રોલ લોજિક સાથે 8-બિટ પ્રોસેસર
  • મેમરી:
    • 4KB આંતરિક ROM (પ્રોગ્રામ મેમરી)
    • 128 બાઈટ્સ આંતરિક RAM (ડેટા મેમરી)
  • I/O: ચાર 8-બિટ I/O પોર્ટ્સ (P0-P3)
  • ટાઈમર્સ: બે 16-બિટ ટાઈમર/કાઉન્ટર
  • સીરિયલ પોર્ટ: ફુલ-ડુપ્લેક્સ UART
  • ઇન્ટરપ્ટ્સ: બે પ્રાયોરિટી લેવલ સાથે પાંચ ઇન્ટરપ્ટ સોર્સ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “BASICS” (બસ, આર્કિટેક્ચર વિથ CPU, સીરિયલ પોર્ટ, I/O પોર્ટ્સ, કાઉન્ટર/ટાઈમર, સ્પેશિયલ ફંક્શન્સ)

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]
#

રજિસ્ટર R5 અને R6 ના લોઅર નિબલને બદલવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો: R5 ના લોઅર નિબલને R6 માં અને R6 ના લોઅર નિબલને R5 માં મૂકો.

જવાબ:

      ; Exchange lower nibbles of R5 and R6
      MOV A, R5    ; Copy R5 to accumulator
      ANL A, #0FH  ; Mask upper nibble (keep only lower nibble)
      MOV B, A     ; Save R5's lower nibble in B
      
      MOV A, R6    ; Copy R6 to accumulator
      ANL A, #0FH  ; Mask upper nibble (keep only lower nibble)
      MOV C, A     ; Save temporarily in a free register (R7)
      
      MOV A, R5    ; Get R5 again
      ANL A, #F0H  ; Keep only upper nibble of R5
      ORL A, C     ; Combine with lower nibble from R6
      MOV R5, A    ; Store result back in R5
      
      MOV A, R6    ; Get R6 again
      ANL A, #F0H  ; Keep only upper nibble of R6
      ORL A, B     ; Combine with lower nibble from R5
      MOV R6, A    ; Store result back in R6

ડાયાગ્રામ:

IRRn56i::ti10a00l11l01y:10100101RRA56f::te10r0011E01xc01h0F1a1r0n1o0gme:R6

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “MAMS” (માસ્ક, એન્ડ, મુવ, સ્વેપ)

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]
#

પોર્ટ P1.0 પર ઇન્ટરફેસ કરેલ LED ને 1ms ના સમય અંતરાલ પર બ્લિંક કરવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

      ORG 0000H        ; Start at memory location 0000H
MAIN: CPL P1.0         ; Complement P1.0 (toggle LED)
      ACALL DELAY      ; Call delay subroutine
      SJMP MAIN        ; Loop forever

DELAY: MOV R7, #2      ; Load R7 for outer loop (2)
DELAY1: MOV R6, #250   ; Load R6 for inner loop (250)
DELAY2: NOP            ; No operation (consume time)
        NOP            ; Additional delay
        DJNZ R6, DELAY2 ; Decrement R6 & loop until zero
        DJNZ R7, DELAY1 ; Decrement R7 & loop until zero
        RET            ; Return from subroutine

ડાયાગ્રામ:

P1.0=11m1smsP1.0=0

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “TCDL” (ટોગલ, કોલ, ડિલે, લૂપ)

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરના એડ્રેસિંગ મોડ્સની યાદી બનાવો અને ઓછામાં ઓછા એક ઉદાહરણ સાથે તેમને સમજાવો.

જવાબ:

એડ્રેસિંગ મોડવર્ણનઉદાહરણ
રજિસ્ટરરજિસ્ટર્સ (R0-R7) વાપરે છેMOV A, R0 (R0 ને A માં મુવ કરે)
ડાયરેક્ટડાયરેક્ટ મેમરી એડ્રેસ વાપરેMOV A, 30H (30H પરથી ડેટા A માં મુવ કરે)
રજિસ્ટર ઇન્ડાયરેક્ટરજિસ્ટરને પોઇન્ટર તરીકે વાપરેMOV A, @R0 (R0 માં રહેલા એડ્રેસ પરથી ડેટા A માં મુવ કરે)
ઇમીડિયેટકોન્સ્ટન્ટ ડેટા વાપરેMOV A, #25H (A માં 25H લોડ કરે)
ઇન્ડેક્સ્ડબેઝ એડ્રેસ + ઓફસેટMOVC A, @A+DPTR (કોડ મેમરી એક્સેસ)
બિટવ્યક્તિગત બિટ્સ પર ઓપરેશન કરેSETB P1.0 (પોર્ટ 1 ના બિટ 0 ને સેટ કરે)
ઇમ્પ્લાઈડઇમ્પ્લિસિટ ઓપરેન્ડRRC A (A ને રાઈટ થ્રુ કેરી રોટેટ કરે)

ડાયાગ્રામ:

RMeOgVAisAt,erR5R5DMiOrVAecAt,40H40HIMnOdVAirAe,ct@R1RX1=X

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “RIDDIBM” (રજિસ્ટર, ઇમીડિયેટ, ડાયરેક્ટ, ડેટા, ઇન્ડાયરેક્ટ, બિટ, iમ્પ્લાઈડ)

પ્રશ્ન 4(અ OR) [3 ગુણ]
#

રજિસ્ટર R2 અને R3 નાં બાઈટ નો સરવાળો કરવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો, પરિણામ બાહ્ય RAM માં 2040h (LSB) અને 2041h (MSB) મૂકો.

જવાબ:

      MOV A, R2      ; Move R2 to accumulator
      ADD A, R3      ; Add R3 to accumulator
      MOV DPTR, #2040H ; Set DPTR to external RAM address 2040H
      MOVX @DPTR, A  ; Store the result (LSB) at 2040H
      
      MOV A, #00H    ; Clear accumulator
      ADDC A, #00H   ; Add carry flag to accumulator
      INC DPTR       ; Increment DPTR to 2041H
      MOVX @DPTR, A  ; Store the result (MSB) at 2041H

ડાયાગ્રામ:

R225HADRD345HExt22e00r44n01aHHl::R60AA0M((2N5oHc+ar4r5yH)=6AH)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “MASIM” (મુવ, એડ, સ્ટોર, ઇન્ક્રિમેન્ટ, મુવ એગેન)

પ્રશ્ન 4(બ OR) [4 ગુણ]
#

12 MHz ની ક્રિસ્ટલ ફ્રિક્વન્સી સાથે 8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર માટે, 5ms નો ડિલે જનરેટ કરો.

જવાબ:

      ; Delay of 5ms with 12MHz Crystal (1 machine cycle = 1μs)
DELAY: MOV R7, #5     ; 5 loops of 1ms each
LOOP1: MOV R6, #250   ; 250 x 4μs = 1000μs = 1ms
LOOP2: NOP            ; 1μs
       NOP            ; 1μs
       DJNZ R6, LOOP2 ; 2μs (if jump taken)
       DJNZ R7, LOOP1 ; Repeat 5 times for 5ms
       RET            ; Return from subroutine

ડાયાગ્રામ:

RR2DDR76eeeSNcctt==OrruaPeerr52smmnt5ee0nnttRR67

ગણતરી:

  • 12MHz ક્રિસ્ટલ = 1μs મશીન સાયકલ
  • ઇનર લૂપ: 2 NOPs (2μs) + DJNZ (2μs) = 4μs પ્રતિ ઇટરેશન
  • 250 ઇટરેશન × 4μs = 1000μs = 1ms
  • આઉટર લૂપ: 5 ઇટરેશન × 1ms = 5ms

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “LOON-5” (લૂપ નેસ્ટેડ ફોર 5ms)

પ્રશ્ન 4(ક OR) [7 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર માટે કોઈપણ સાત એરિથમેટિક ઈન્સ્ટ્રક્શન ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ઇન્સ્ટ્રક્શનફંક્શનઉદાહરણફ્લેગ અસર
ADD A,srcસોર્સને A માં ઉમેરેADD A,R0 (A=A+R0)C, OV, AC
ADDC A,srcસોર્સ + કેરી A માં ઉમેરેADDC A,#25H (A=A+25H+C)C, OV, AC
SUBB A,srcસોર્સ + બોરો A માંથી બાદ કરેSUBB A,@R1 (A=A-@R1-C)C, OV, AC
INC1 વધારેINC R3 (R3=R3+1)કોઈ નહીં
DEC1 ઘટાડેDEC A (A=A-1)કોઈ નહીં
MUL ABA અને B ગુણાકાર કરેMUL AB (B:A=A×B)C, OV
DIV ABA ને B વડે ભાગેDIV AB (A=ભાગફળ, B=શેષ)C, OV

ડાયાગ્રામ:

AAAADD===A223,55ARHHH0,+R015=H15HMABBU:L=A=A0=0B50H0H,5,HBA×==00303HFHHDAAAIV===A110B444HHH,,÷BB0=5=H0050HH

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ACID-IBM” (એડ, કેરી એડ, ઇન્ક, ડેક, મલ, બોરો સબ્ટ્રેક્ટ, ડિવાઈડ)

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]
#

વિવિધ ક્ષેત્રોમાં માઇક્રોકન્ટ્રોલરની એપ્લિકેશનોની સૂચિ બનાવો.

જવાબ:

ક્ષેત્રએપ્લિકેશન્સ
કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સટીવી, વોશિંગ મશીન, માઇક્રોવેવ, રિમોટ કંટ્રોલ
ઓટોમોટિવએન્જિન કંટ્રોલ, એન્ટી-લોક બ્રેકિંગ, એરબેગ સિસ્ટમ
ઇન્ડસ્ટ્રિયલઓટોમેશન, રોબોટિક્સ, પ્રોસેસ કંટ્રોલ
મેડિકલપેશન્ટ મોનિટરિંગ, મેડિકલ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ, ઇમ્પ્લાન્ટ્સ
હોમ ઓટોમેશનસ્માર્ટ લાઇટિંગ, સિક્યુરિટી સિસ્ટમ, HVAC કંટ્રોલ
કમ્યુનિકેશનમોબાઇલ ફોન, રાઉટર્સ, મોડેમ્સ
એરોસ્પેસનેવિગેશન સિસ્ટમ, ફ્લાઇટ કંટ્રોલ, સેટેલાઇટ સિસ્ટમ

ડાયાગ્રામ:

CEASoluynetsscotutmemromeotsrniivcesMAIAMDipnueecpdtdvrluoiioismcccctaaeoartlsntiitiaorolnonlslerCSHAoyoumsmtmteouemnmaistciaotnion

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CHAIM-MA” (કન્ઝ્યુમર, હોમ, ઓટોમોટિવ, ઇન્ડસ્ટ્રિયલ, મેડિકલ, મોબાઇલ, એરોસ્પેસ)

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે રિલે ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

8051-P1.0--DUrLiNv2e0r0+35VProDtieocdteionRelayCoil

જરૂરી ઘટકો:

  • 8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર
  • ULN2003 અથવા સમાન ડ્રાઇવર IC
  • રિલે (5V અથવા 12V)
  • પ્રોટેક્શન ડાયોડ (1N4007)
  • પાવર સપ્લાય

કાર્યપ્રણાલી:

  1. 8051 P1.0 થી કંટ્રોલ સિગ્નલ મોકલે છે
  2. ડ્રાઇવર રિલે ચલાવવા માટે કરંટ એમ્પ્લિફાય કરે છે
  3. પ્રોટેક્શન ડાયોડ બેક EMF નુકસાનથી બચાવે છે
  4. રિલે કનેક્ટેડ ડિવાઇસ સ્વિચ કરે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DRIPS” (ડ્રાઇવર, રિલે, ઇનપુટ ફ્રોમ µC, પ્રોટેક્શન ડાયોડ, સ્વિચિંગ)

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે LCD ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

8051PPPPPPPPPPP11122222222...........01201234567RREDDDDDDDDS/01234567VPG1WCoN6CtDx2LCD

કનેક્શન્સ:

  • કંટ્રોલ લાઇન્સ:
    • P1.0 → RS (રજિસ્ટર સિલેક્ટ)
    • P1.1 → R/W (રીડ/રાઈટ)
    • P1.2 → E (એનેબલ)
  • ડેટા લાઇન્સ:
    • P2.0-P2.7 → D0-D7 (8-બિટ ડેટા બસ)

LCD ઇનિશિયલાઇઝ કરવાનો કોડ:

MOV A, #38H      ; 2 lines, 5x7 matrix
ACALL COMMAND    ; Send command

MOV A, #0EH      ; Display ON, cursor ON
ACALL COMMAND    ; Send command

MOV A, #01H      ; Clear LCD
ACALL COMMAND    ; Send command

MOV A, #06H      ; Increment cursor
ACALL COMMAND    ; Send command

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CIDER-8” (કંટ્રોલ લાઇન્સ, ઇનિશિયલાઇઝ, ડેટા બસ, એનેબલ, રજિસ્ટર સિલેક્ટ, 8-બિટ મોડ)

પ્રશ્ન 5(અ OR) [3 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે LED નું ઇન્ટરફેસિંગ દોરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

L+E85RDP0V15(.12020Ω)

જરૂરી ઘટકો:

  • 8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર
  • LED
  • કરંટ લિમિટિંગ રેસિસ્ટર (220Ω)
  • પાવર સપ્લાય

કાર્યપ્રણાલી:

  • એક્ટિવ-લો કન્ફિગરેશન: પિન = 0 ત્યારે LED ON
  • P1.0 LED ને કરંટ લિમિટિંગ રેસિસ્ટર મારફતે ડ્રાઇવ કરે છે
  • મહત્તમ કરંટ પિન દીઠ 20mA નથી વધવો જોઈએ

LED બ્લિંકિંગ માટે કોડ:

MAIN: CLR P1.0    ; Turn ON LED (active low)
      CALL DELAY  ; Wait
      SETB P1.0   ; Turn OFF LED
      CALL DELAY  ; Wait
      SJMP MAIN   ; Repeat

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CIRCLE” (કરંટ લિમિટિંગ રેસિસ્ટર, IO પિન, કેથોડ ટુ LED, LED ટુ અર્થ/ગ્રાઉન્ડ)

પ્રશ્ન 5(બ OR) [4 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે ડીસી મોટર ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

8051--PP11..01---->>LMD2or+9ti53ovVDrer--OOuutt12----MDoCtor

જરૂરી ઘટકો:

  • 8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર
  • L293D મોટર ડ્રાઇવર IC
  • ડીસી મોટર
  • પાવર સપ્લાય

કંટ્રોલ લોજિક:

P1.0P1.1મોટર એક્શન
00સ્ટોપ (બ્રેક)
01ક્લોકવાઇઝ
10કાઉન્ટર-ક્લોકવાઇઝ
11સ્ટોપ (ફ્રી-રનિંગ)

મોટર કંટ્રોલ માટે કોડ:

MOV P1, #02H  ; P1.0=0, P1.1=1 (Clockwise)
CALL DELAY    ; Run for some time
MOV P1, #01H  ; P1.0=1, P1.1=0 (Counter-clockwise)
CALL DELAY    ; Run for some time
MOV P1, #00H  ; P1.0=0, P1.1=0 (Stop)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DICER” (ડ્રાઇવર ચિપ, ઇનપુટ ફ્રોમ µC, કંટ્રોલ લોજિક, એનેબલ મોટર, રોટેશન)

પ્રશ્ન 5(ક OR) [7 ગુણ]
#

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે DAC0808 ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

8051--PP13..00--P-1-.-7----->>DC0DS-+G-A55NDCVVD70808-Output--FilterAOnuatlpougt

જરૂરી ઘટકો:

  • 8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર
  • DAC0808 (8-બિટ ડિજિટલ-ટુ-એનાલોગ કન્વર્ટર)
  • ઓપરેશનલ એમ્પ્લિફાયર (આઉટપુટ બફરિંગ માટે)
  • RC ફિલ્ટર (સ્મુધિંગ માટે)
  • રેફરન્સ વોલ્ટેજ સોર્સ

કનેક્શન્સ:

  • P1.0-P1.7 → D0-D7 (8-બિટ ડિજિટલ ઇનપુટ)
  • P3.0 → CS (ચિપ સિલેક્ટ)
  • DAC આઉટપુટ → ફિલ્ટર → ફાઇનલ એનાલોગ આઉટપુટ

રેમ્પ સિગ્નલ જનરેશન માટે સેમ્પલ કોડ:

START: MOV R0, #00H      ; Start from 0
LOOP:  MOV P1, R0        ; Output value to DAC
       CALL DELAY        ; Wait
       INC R0            ; Increment value
       SJMP LOOP         ; Loop to create ramp

ઉપયોગો:

  • વેવફોર્મ જનરેશન
  • પ્રોગ્રામેબલ વોલ્ટેજ સોર્સ
  • મોટર સ્પીડ કંટ્રોલ
  • ઓડિયો એપ્લિકેશન્સ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DACR” (ડિજિટલ ઇનપુટ, એનાલોગ આઉટપુટ, કન્વર્ઝન, રેફરન્સ વોલ્ટેજ)

સંબંધિત

ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (4321102) - શિયાળો 2023 સોલ્યુશન
15 મિનિટ
Study-Material Solutions Digital-Electronics 4321102 2023 Winter
ફંડામેંટલ્સ ઓફ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (4311102) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
20 મિનિટ
Study-Material Solutions Electronics 4311102 2023 Winter
ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ (4321103) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
16 મિનિટ
Study-Material Solutions Electronics 4321103 2023 Winter
ઇલેક્ટ્રોનિક કોમ્યુનિકેશનના સિદ્ધાંતો (4331104) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
20 મિનિટ
Study-Material Solutions Electronic-Communication 4331104 2023 Winter
ઇલેક્ટ્રોનિક કોમ્યુનિકેશનના સિદ્ધાંતો (4331104) - શિયાળો 2022 સોલ્યુશન
20 મિનિટ
Study-Material Solutions Electronic-Communication 4331104 2022 Winter
ફંડામેન્ટલ્સ ઓફ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ (4311101) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
12 મિનિટ
અભ્યાસ-સામગ્રી સમાધાન ઇલેક્ટ્રિકલ-એન્જિનિયરિંગ 4311101 2023 વિન્ટર