માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકંટ્રોલર (4341101) - ઉનાળો 2025 ઉકેલ

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

માઇક્રોપ્રોસેસરને વ્યાખ્યાયિત કરો અને તેનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ: માઇક્રોપ્રોસેસર એક પ્રોગ્રામેબલ ડિજિટલ ઉપકરણ છે જે સંગ્રહિત સૂચનાઓ અનુસાર ડેટા પર અંકગણિત અને તાર્કિક કામગીરી કરે છે.

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

• CPU: સેન્ટ્રલ પ્રોસેસિંગ યુનિટ બધી કામગીરી કરે છે
• મેમરી: પ્રોગ્રામ અને ડેટા સંગ્રહ કરે છે
• કંટ્રોલ યુનિટ: સૂચના અમલીકરણ ક્રમને નિયંત્રિત કરે છે

યાદગાર વાક્ય: "મારું કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ સમજે" (મેમરી-CPU-પ્રોગ્રામ-સૂચનાઓ)

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

યોગ્ય instruction ના ઉદાહરણ સાથે ઓપરેન્ડ અને ઓપકોડ સમજાવો.

જવાબ: ઓપકોડ કરવાની કામગીરી સ્પષ્ટ કરે છે. ઓપરેન્ડ કામગીરી થવાનો ડેટા સ્પષ્ટ કરે છે.

ઉદાહરણ કોષ્ટક:

• ઓપકોડ: ઓપરેશન કોડ (MOV, ADD, SUB)
• ઓપરેન્ડ: ડેટા કે એડ્રેસ (A, B, #05H)
• ફોર્મેટ: ઓપકોડ + ઓપરેન્ડ = સંપૂર્ણ સૂચના

યાદગાર વાક્ય: "ઓપરેશન ઓન ડેટા" (ઓપકોડ-ઓપરેન્ડ-ડેટા)

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકંટ્રોલરની સરખામણી કરો.

જવાબ:

• માઇક્રોપ્રોસેસર: સામાન્ય હેતુ કમ્પ્યુટિંગ
• માઇક્રોકંટ્રોલર: વિશિષ્ટ એમ્બેડેડ એપ્લિકેશન્સ
• ઇન્ટિગ્રેશન: માઇક્રોકંટ્રોલર માં બધું એક ચિપ પર

યાદગાર વાક્ય: "માઇક્રો મીન્સ મોર ઇન્ટિગ્રેશન" (માઇક્રોકંટ્રોલર-મેમરી-મોર-ઇન્ટેગ્રેશન)

પ્રશ્ન 1(ક અથવા) [7 ગુણ]

RISC અને CISC ની સરખામણી કરો.

જવાબ:

• RISC: રિડ્યુસ્ડ ઇન્સ્ટ્રક્શન સેટ કમ્પ્યુટર
• CISC: કોમ્પ્લેક્સ ઇન્સ્ટ્રક્શન સેટ કમ્પ્યુટર
• પર્ફોર્મન્સ: RISC ઝડપી, CISC વધુ લવચીક

યાદગાર વાક્ય: "રિડ્યુસ્ડ ઇન્સ્ટ્રક્શન્સ સ્પીડ કમ્પ્યુટિંગ" (RISC-ઇન્સ્ટ્રક્શન્સ-સ્પીડ-કમ્પ્યુટિંગ)

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

8085 માઇક્રોપ્રોસેસરનું બસ ઓર્ગેનાઇઝેશન સમજાવો.

જવાબ: 8085 માં બાહ્ય ઉપકરણો સાથે સંચાર માટે ત્રણ પ્રકારની બસ છે.

બસ ઓર્ગેનાઇઝેશન કોષ્ટક:

• એડ્રેસ બસ: યુનિડાયરેક્શનલ, 64KB મેમરી એડ્રેસિંગ
• ડેટા બસ: બાઇડાયરેક્શનલ, 8-બિટ ડેટા ટ્રાન્સફર
• કંટ્રોલ બસ: રીડ, રાઇટ, IO/M સિગ્નલ્સ

યાદગાર વાક્ય: "એડ્રેસ ડેટા કંટ્રોલ" (ADC)

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

ડાયાગ્રામ સાથે ALE સિગ્નલનું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ: ALE (એડ્રેસ લેચ એનેબલ) મલ્ટિપ્લેક્સ્ડ બસ પર એડ્રેસ અને ડેટાને અલગ કરે છે.

ALE ટાઇમિંગ ડાયાગ્રામ:

goat

• હાઇ ALE: એડ્રેસ AD0-AD7 પર ઉપલબ્ધ
• લો ALE: ડેટા AD0-AD7 પર ઉપલબ્ધ
• કાર્ય: લોઅર એડ્રેસ બાઇટ લેચ કરે છે
• ફ્રીક્વન્સી: ALE = Clock frequency ÷ 2

યાદગાર વાક્ય: "એડ્રેસ લેચ એનેબલ" (ALE)

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

આકૃતિની મદદથી 8085 માઇક્રોપ્રોસેસરના આર્કિટેક્ચરનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

મુખ્ય ઘટકો:

• ALU: અંકગણિત અને તાર્કિક કામગીરી કરે છે
• રજિસ્ટર્સ: અસ્થાયી ડેટા સંગ્રહ કરે છે (A, B, C, D, E, H, L)
• પ્રોગ્રામ કાઉન્ટર: આગળની સૂચના તરફ નિર્દેશ કરે છે
• સ્ટેક પોઇન્ટર: સ્ટેક ટોપ તરફ નિર્દેશ કરે છે
• કંટ્રોલ યુનિટ: કંટ્રોલ સિગ્નલ્સ જનરેટ કરે છે

યાદગાર વાક્ય: "ઓલ રજિસ્ટર્સ પ્રોગ્રામ સ્ટેક કંટ્રોલ" (A-R-P-S-C)

પ્રશ્ન 2(અ અથવા) [3 ગુણ]

8085 માઇક્રોપ્રોસેસરનો ફ્લેગ રજિસ્ટર દોરો અને તેને સમજાવો.

જવાબ:

ફ્લેગ રજિસ્ટર ફોર્મેટ:

goat

ફ્લેગ કાર્યો:

• S (સાઇન): પરિણામ નેગેટિવ હોય તો સેટ
• Z (ઝીરો): પરિણામ શૂન્ય હોય તો સેટ
• AC (ઓક્સિલિયરી કેરી): BCD ઓપરેશન્સ માટે સેટ
• P (પેરિટી): ઇવન પેરિટી માટે સેટ
• C (કેરી): કેરી/બોરો જ્યારે થાય તો સેટ

યાદગાર વાક્ય: "સમ ઝીરો ઓક્સિલિયરી પેરિટી કેરી" (SZAPC)

પ્રશ્ન 2(બ અથવા) [4 ગુણ]

8085 માઇક્રોપ્રોસેસર માટે એડ્રેસ અને ડેટા બસોનું ડીમલ્ટિપ્લેક્સિંગ સમજાવો.

જવાબ: ડીમલ્ટિપ્લેક્સિંગ AD0-AD7 લાઇન્સમાંથી એડ્રેસ અને ડેટા સિગ્નલ્સને અલગ કરે છે.

ડીમલ્ટિપ્લેક્સિંગ સર્કિટ:

goat

• ALE હાઇ: એડ્રેસ બાહ્ય લેચમાં લેચ થાય છે
• ALE લો: ડેટા બફર દ્વારા વહે છે
• 74LS373: સામાન્ય લેચ IC વપરાય છે
• ફાયદો: અલગ એડ્રેસ અને ડેટા બસ

યાદગાર વાક્ય: "એડ્રેસ લેચ એક્સ્ટર્નલ ડિમલ્ટિપ્લેક્સ" (ALED)

પ્રશ્ન 2(ક અથવા) [7 ગુણ]

આકૃતિની મદદથી 8085 માઇક્રોપ્રોસેસરના પિન ડાયાગ્રામનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

goat

પિન કેટેગરીઝ:

• પાવર: VCC, VSS
• ક્લોક: X1, X2, CLK
• એડ્રેસ/ડેટા: AD0-AD7, A8-A15
• કંટ્રોલ: ALE, RD, WR, IO/M
• ઇન્ટરપ્ટ: INTR, INTA, RST7.5, RST6.5, RST5.5, TRAP

યાદગાર વાક્ય: "પાવર ક્લોક એડ્રેસ કંટ્રોલ ઇન્ટરપ્ટ" (PCACI)

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

DPTR અને PC નું કાર્ય લખો.

જવાબ:

કાર્યો કોષ્ટક:

DPTR કાર્યો:

• બાહ્ય મેમરી: બાહ્ય ડેટા મેમરી એક્સેસ કરે છે
• એડ્રેસિંગ: MOVX સૂચનાઓ માટે 16-બિટ એડ્રેસ

PC કાર્યો:

• ઇન્સ્ટ્રક્શન પોઇન્ટર: આગળની સૂચના તરફ નિર્દેશ કરે છે
• ઓટો ઇન્ક્રિમેન્ટ: દરેક સૂચના ફેચ પછી વધે છે

યાદગાર વાક્ય: "ડેટા પ્રોગ્રામ કાઉન્ટર" (DPC)

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

8051 નું PCON SFR દોરો અને દરેક બિટનું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ:

PCON રજિસ્ટર (87H):

goat

બિટ કાર્યો:

• SMOD: સીરિયલ પોર્ટ બોડ રેટ ડબલર
• GF1, GF0: સામાન્ય હેતુ ફ્લેગ્સ
• PD: પાવર ડાઉન મોડ કંટ્રોલ
• IDL: આઇડલ મોડ કંટ્રોલ

પાવર મેનેજમેન્ટ:

• IDL = 1: CPU બંધ, પેરિફેરલ્સ ચાલે છે
• PD = 1: સંપૂર્ણ પાવર ડાઉન

યાદગાર વાક્ય: "સીરિયલ જનરલ પાવર આઇડલ" (SGPI)

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

આકૃતિની મદદથી 8051 માઇક્રોકંટ્રોલરનું આર્કિટેક્ચર સમજાવો.

જવાબ:

મુખ્ય બ્લોક્સ:

• CPU: ALU સાથે 8-બિટ પ્રોસેસર
• મેમરી: 4KB ROM, 128B RAM
• ટાઇમર્સ: બે 16-બિટ ટાઇમર્સ
• સીરિયલ પોર્ટ: ફુલ ડુપ્લેક્સ UART
• I/O પોર્ટ્સ: ચાર 8-બિટ પોર્ટ્સ
• ઇન્ટરપ્ટ્સ: 5 ઇન્ટરપ્ટ સોર્સ

યાદગાર વાક્ય: "CPU મેમરી ટાઇમર સીરિયલ IO ઇન્ટરપ્ટ" (CMTSII)

પ્રશ્ન 3(અ અથવા) [3 ગુણ]

8051 માઇક્રોકંટ્રોલરના સામાન્ય ફીચર્સની યાદી બનાવો.

જવાબ:

સામાન્ય ફીચર્સ:

• CPU: 8-બિટ માઇક્રોકંટ્રોલર
• મેમરી: 4KB ROM, 128B RAM
• I/O પોર્ટ્સ: 32 I/O લાઇન્સ (4 પોર્ટ્સ)
• ટાઇમર્સ: બે 16-બિટ ટાઇમર્સ/કાઉન્ટર્સ
• સીરિયલ પોર્ટ: ફુલ ડુપ્લેક્સ UART
• ઇન્ટરપ્ટ્સ: 5 ઇન્ટરપ્ટ સોર્સ
• ક્લોક: 12MHz મહત્તમ ફ્રીક્વન્સી

યાદગાર વાક્ય: "CPU મેમરી IO ટાઇમર સીરિયલ ઇન્ટરપ્ટ ક્લોક" (CMITSIC)

પ્રશ્ન 3(બ અથવા) [4 ગુણ]

8051 નું IP SFR દોરો અને દરેક બિટનું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ:

IP રજિસ્ટર (B8H):

goat

બિટ કાર્યો:

• PS: સીરિયલ પોર્ટ ઇન્ટરપ્ટ પ્રાઇઓરિટી
• PT1: ટાઇમર 1 ઇન્ટરપ્ટ પ્રાઇઓરિટી
• PX1: એક્સ્ટર્નલ ઇન્ટરપ્ટ 1 પ્રાઇઓરિટી
• PT0: ટાઇમર 0 ઇન્ટરપ્ટ પ્રાઇઓરિટી
• PX0: એક્સ્ટર્નલ ઇન્ટરપ્ટ 0 પ્રાઇઓરિટી

પ્રાઇઓરિટી લેવલ્સ:

• 1: હાઇ પ્રાઇઓરિટી
• 0: લો પ્રાઇઓરિટી

યાદગાર વાક્ય: "પ્રાઇઓરિટી સીરિયલ ટાઇમર એક્સ્ટર્નલ" (PSTE)

પ્રશ્ન 3(ક અથવા) [7 ગુણ]

આકૃતિની મદદથી 8051 માઇક્રોકંટ્રોલરનો પિન ડાયાગ્રામ સમજાવો.

જવાબ:

goat

પિન ગ્રુપ્સ:

• પાવર: VCC (40), VSS (20)
• ક્લોક: XTAL1 (19), XTAL2 (18)
• રીસેટ: RST (9)
• પોર્ટ્સ: P0, P1, P2, P3
• કંટ્રોલ: ALE, PSEN, EA

યાદગાર વાક્ય: "પાવર ક્લોક રીસેટ પોર્ટ્સ કંટ્રોલ" (PCRPC)

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

એરિથમેટિક instruction ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

અંકગણિત સૂચનાઓ:

• ADD A,#10H: એક્યુમ્યુલેટરમાં 10H ઉમેરો
• ફ્લેગ્સ: અંકગણિત કામગીરીથી પ્રભાવિત થાય છે

યાદગાર વાક્ય: "એડ સબ મલ ડિવ ઇન્ક ડેક" (ASMIDI)

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

મેમરી લોકેશન 65H પર સંગ્રહિત મૂલ્યના 2's complement ને શોધવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો તેમજ પરિણામ સમાન સ્થાન પર મૂકો.

જવાબ:

Assembly

પ્રોગ્રામ સ્ટેપ્સ:

• લોડ: મેમરી લોકેશન 65H થી વેલ્યુ મેળવો
• કોમ્પ્લિમેન્ટ: CPL વાપરીને 1's complement જનરેટ કરો
• 1 ઉમેરો: 2's complement માં કન્વર્ટ કરો
• સ્ટોર: પરિણામ સમાન લોકેશન પર પાછું મૂકો

યાદગાર વાક્ય: "લોડ કોમ્પ્લિમેન્ટ એડ સ્ટોર" (LCAS)

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

8051 માઇક્રોકંટ્રોલરના એડ્રેસિંગ મોડ્સની યાદી બનાવો અને તેમને ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

એડ્રેસિંગ મોડ્સ કોષ્ટક:

ઉદાહરણો:

• MOV A,#25H: ઇમીડિયેટ વેલ્યુ 25H લોડ કરો
• MOV A,@R0: R0 માં આપેલા એડ્રેસ થી લોડ કરો
• SJMP LOOP: વર્તમાન PC ની સાપેક્ષે જમ્પ કરો

યાદગાર વાક્ય: "ઇમીડિયેટ રજિસ્ટર ડાયરેક્ટ ઇન્ડાયરેક્ટ ઇન્ડેક્સ્ડ રિલેટિવ બિટ" (IRDIIRB)

પ્રશ્ન 4(અ અથવા) [3 ગુણ]

લોજીકલ instruction ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

તાર્કિક સૂચનાઓ:

• ANL A,#0FH: એક્યુમ્યુલેટરને 0FH સાથે AND કરો (માસ્ક ઓપરેશન)
• એપ્લિકેશન્સ: બિટ માસ્કિંગ, ડેટા મેનિપ્યુલેશન

યાદગાર વાક્ય: "એન્ડ ઓર એક્સઓર કોમ્પ્લિમેન્ટ રોટેટ" (AOXCR)

પ્રશ્ન 4(બ અથવા) [4 ગુણ]

રજિસ્ટર R3 માં સંગ્રહિત સંખ્યાને રજિસ્ટર R0 માં સંગ્રહિત સંખ્યા વડે ગુણાકાર કરવા માટે 8051 એસેમ્બલી લેંગ્વેજ પ્રોગ્રામ લખો અને પરિણામને ઇન્ટર્નલ RAM સ્થાન 10h(MSB) અને 11h(LSB) માં મૂકો.

જવાબ:

Assembly

પ્રોગ્રામ ફ્લો:

• લોડ: ગુણ્ય અને ગુણક ને A અને B માં મૂવ કરો
• ગુણાકાર: MUL AB સૂચના વાપરો
• સ્ટોર: MSB B રજિસ્ટરમાં, LSB A રજિસ્ટરમાં
• પરિણામ: 16-બિટ પરિણામ બે લોકેશન માં સ્ટોર કર્યું

યાદગાર વાક્ય: "લોડ મલ્ટિપ્લાય સ્ટોર રિઝલ્ટ" (LMSR)

પ્રશ્ન 4(ક અથવા) [7 ગુણ]

ઉદાહરણ સાથે ડેટા ટ્રાન્સફર instruction સમજાવો.

જવાબ:

ડેટા ટ્રાન્સફર સૂચનાઓ:

ઉદાહરણો:

• MOV A,R0: R0 ની સામગ્રી એક્યુમ્યુલેટર માં મૂવ કરો
• MOVX A,@DPTR: એક્સ્ટર્નલ ડેટા મેમરી થી વાંચો
• PUSH ACC: એક્યુમ્યુલેટરને સ્ટેક પર પુશ કરો

ડેટા મૂવમેન્ટ:

• આંતરિક: 8051 મેમરી સ્પેસ અંદર
• બાહ્ય: એક્સ્ટર્નલ મેમરી તરફ/થી
• કોડ: પ્રોગ્રામ મેમરી થી

યાદગાર વાક્ય: "મૂવ ડેટા બિટવીન લોકેશન્સ" (MDBL)

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

PSW ફોર્મેટની મદદથી 8051 ફ્લેગ્સ સમજાવો.

જવાબ:

PSW રજિસ્ટર (D0H):

goat

ફ્લેગ કાર્યો:

• C (કેરી): કેરી/બોરો જ્યારે થાય તો સેટ
• AC (ઓક્સિલિયરી કેરી): BCD અંકગણિત માટે
• OV (ઓવરફ્લો): સાઇન્ડ ઓવરફ્લો થાય તો સેટ
• P (પેરિટી): એક્યુમ્યુલેટરની ઇવન પેરિટી
• RS1, RS0: રજિસ્ટર બેંક સિલેક્ટ બિટ્સ

યાદગાર વાક્ય: "કેરી ઓક્સિલિયરી ઓવરફ્લો પેરિટી રજિસ્ટર" (CAOPR)

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

માઇક્રોકંટ્રોલર સાથે 7 સેગમેન્ટ ઇન્ટરફેસિંગ ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

7-સેગમેન્ટ ઇન્ટરફેસ સર્કિટ:

goat

ઘટકો:

• ULN2003: કરંટ ડ્રાઇવર IC
• રેઝિસ્ટર્સ: કરંટ લિમિટિંગ (330Ω)
• ડિસ્પ્લે: કોમન કેથોડ પ્રકાર

કામકાજ: પોર્ટ ડેટા કરંટ ડ્રાઇવર દ્વારા ડિસ્પ્લે સેગમેન્ટ્સ ચલાવે છે

યાદગાર વાક્ય: "પોર્ટ ડ્રાઇવર ડિસ્પ્લે ગ્રાઉન્ડ" (PDDG)

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

માઇક્રોકંટ્રોલર સાથે 8 LED ને ઇન્ટરફેસ કરો અને ચાલુ અને બંધ કરવા માટે પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

LED ઇન્ટરફેસ સર્કિટ:

goat

એસેમ્બલી પ્રોગ્રામ:

Assembly

યાદગાર વાક્ય: "લાઇટ ઇમિટિંગ ડિસ્પ્લે ઇન્ટરફેસ" (LEDI)

પ્રશ્ન 5(અ અથવા) [3 ગુણ]

વિવિધ ક્ષેત્રોમાં માઇક્રોકંટ્રોલરની એપ્લિકેશનોની સૂચિ બનાવો.

જવાબ:

ક્ષેત્ર પ્રમાણે એપ્લિકેશન્સ:

યાદગાર વાક્ય: "હોમ ઓટો ઇન્ડસ્ટ્રિયલ મેડિકલ કમ્યુનિકેશન સિક્યુરિટી એન્ટરટેનમેન્ટ" (HAIMCSE)

પ્રશ્ન 5(બ અથવા) [4 ગુણ]

8051 સાથે ડીસી મોટરનું ઇન્ટરફેસિંગ ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

ડીસી મોટર ઇન્ટરફેસ:

goat

ઘટકો:

• L293D: ડ્યુઅલ H-બ્રિજ ડ્રાઇવર IC
• મોટર: 12V ડીસી મોટર
• કંટ્રોલ: દિશા અને સ્પીડ કંટ્રોલ

કંટ્રોલ લોજિક:

• આગળ: P1.1=1, P1.2=0
• પાછળ: P1.1=0, P1.2=1
• બંધ: P1.1=0, P1.2=0

યાદગાર વાક્ય: "ડ્રાઇવર કંટ્રોલ મોટર ડાયરેક્શન" (DCMD)

પ્રશ્ન 5(ક અથવા) [7 ગુણ]

માઇક્રોકંટ્રોલર સાથે એલસીડી ઇન્ટરફેસ કરો અને "માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકંટ્રોલર" દર્શાવવા માટે એક પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

LCD ઇન્ટરફેસ:

goat

એસેમ્બલી પ્રોગ્રામ:

Assembly

મુખ્ય પગલાઓ:

• LCD ઇનિશિયલાઇઝેશન: 8-બિટ મોડ, 2-લાઇન ડિસ્પ્લે
• મેસેજ ડિસ્પ્લે: કેરેક્ટર દ્વારા કેરેક્ટર
• કંટ્રોલ સિગ્નલ્સ: RS અને EN સિગ્નલ્સ

યાદગાર વાક્ય: "લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ ડિસ્પ્લે ઇન્ટરફેસ" (LCDI)