Sunuş

 Mikroislemci kavramı 70`li yıllardan baslayarak mühendislik dünyamıza girdi. Önceleri ancak haberlesme, uzay ve havacılık gibi alanlarda kullanım bulan bu kavram hızla bilgisayar donanımı, endüstriyel kontrol sistemleri gibi alanlarda genis uygulama alanı buldu. Islemci üretim teknolojisinin gelismesi ve ucuzlamasıyla günümüzde mikroislemcikullanılmayan alan kalmadı. 

Elinizdeki kitap DAÜ Bilgisayar Mühendisligi Türkçe Programına yönelik olarak, bilgisayar mühendisi adaylarına mikro islemcilerin temel yapısı, devreleri, ve çevirici diliyle programlanmasını vermek üzere yazıldı.

Kitaptaki konuların takip edilebilmesi için ögrenci temel mantık tasarımının yanısıra ardısık sayısal devre analizini, ve yazmaç kavramını biliyor olmalıdır. Kitap kısa bir genel giris bölümünün ardından dogrudan çevirim dili programlamaya giriyor ve mikroislemci devrelerindeki bellek sistemi ile giris çıkıs sistemi, ve bunlara baglı analog ya da sayısal dönüstürücü, zamanlama, ya da haberlesme donanımı gibi donanıma yönelik kavramlar için gerekli yazılım tabanını olusturmayı amaçlıyor. Bu kitap akademik amaçla dagıtılan pdfLATEX ile dizildi ve içindeki sekillerin büyük bölümü TiKz ortamında çizildi. Son olarak kitabın yazılısında gerekli zamanı ve enerjiyi ayırabilmemi saglayan, çesitli konularda fikirleriyle destek olan sevgili ailem ve meslek arkadaslarıma tesekkür eder kitabın okuyuculara yararlı olmasını dilerim.

Dr. Mehmet Bodur

Eylül 2012

İçindekiler

 Içindekiler iii

Sekiller xi

Önsöz xiii

Yazarın Önsözü xiii

1 Ön Bilgilenme 1

1.1 Sayı sistemleri     1

1.1.1 Onlu-Ikili Dönüsüm    1

1.1.2 Isaretsiz ve isaretli sayılar     3

1.1.3 Ikili tümleyen ve isaret degistirme   5

1.1.4 Eksileme ve Tersine çevirme    7

1.1.5 Ikiliden Onaltılıga dönüsüm    7

1.1.6 Onaltılıktan onluga dönüsüm    8

1.2 Ikili Sayılarla Aritmetik     8

1.2.1 Toplama     9

1.2.2 Çıkarma     9

1.2.3 Isaretli uzatma      10

1.2.4 Isaretli Toplamanın Tasması    11

1.2.5 Sayılar ve Yazıların Kodlanması   11

Ondalık sayıların BCD kodlanması     12

Yazı karakterlerinin kodlanması   12

Gray kodlama      14

1.3 Mikroislemcinin Içindekiler    14

1.3.1 Aritmetik Mantık Birimi      15

1.3.2 Ana Bellek       15

1.3.3 Makina Dilleri      16

1.3.4 Çevirici Diller      16

1.3.5 Yüksek Düzey Programlama Dilleri     17

1.3.6 Bellek yazmaçlarının adreslenmesi     17

1.3.7 Komut seti       17

1.3.8 Program sayacı     17

1.3.9 Saat çevrimi      17

1.3.10 Program akısı ve bayrak yazmacı   18

1.3.11 Bellege yazılı program kavramı   18

1.3.12 CPU nasıl çalısır     18

1.3.13 Kesme servisi      19

1.3.14 Program çalıstırma hızı      19

2 Adres ve Yazmaç Mimarisi 21

2.1 Yazmaç Mimarisi       21

2.2 8086 Adres Bölütleme      23

2.2.1 Veri adresi bölütleme   23

2.2.2 Kod adresi bölütleme   24

2.2.3 Yıgıt adresi bölütleme   24

2.3 Çevirici (assembler) satır yapısı      25

2.3.1 MOV ve ADD komutları     26

2.4 Adresleme modları       27

2.5 Yazmaç Adresleme modları    27

2.6 Bellek Adresleme modları    27

2.6.1 Anlık (Literal) adresleme modu   28

2.6.2 Dogrudan Adresleme Modu    28

2.6.3 Yazmaçlı Dolaylı Adresleme Modu     29

2.6.4 Eklemeli Dizinli Adresleme    29

2.6.5 Tabanlı Eklemeli Adresleme    29

2.6.6 Eklemeli Tabanlı Dizinli Adresleme     30

2.7 Bölüt Çakısması ve Katlanması      30

2.8 Bayrak yazmacı     30

3 Çevirici Dili Bilesenleri 33

3.1 Sabitler ve ifadeler       33

3.1.1 Sabitler     33

3.1.2 Ifadeler:     33

Karakter ve dizgi sabitleri     34

3.2 Açıklamalar      35

3.3 Ayrılmıs (Anahtar) sözcükler   35

3.4 Belirteçler      35

3.5 Deyimler       36

3.6 Komutlar anımsatıcılar ve islenenler    36

3.7 Derleyici Talimatları      38

3.7.1 Program düzeni talimatları    38

3.7.2 Bölüt yazmaçlarının ilkdegerlenmesi    39

3.7.3 Veri Tipleri ve Talimatları     40

3.7.4 Sabit Deger ve Adres Bası Talimatı     41

3.8 Veri Bellek Haritası      42

3.9 Çeviriciler ve Emulatorler    43

3.9.1 Çevirici dilinden yürütülebilir dosyaya    44

4 Komutlar ve Çevirici Kodları 47

4.1 Veri Aktarım Komutları     47

4.2 Dogrudan Bellek Isleneni    47

4.2.1 Veri adresi ve offset niteleyicisi   48

4.2.2 Verinin bir parçasına erismek    49

4.3 Indeks ve Taban Adresli Islenenler    50

4.3.1 LOOP komutu      50

4.4 Adresleme tiplerinin kodlamaya katkısı   51

4.5 Sıçrama, Dallanma ve Adres Etiketleri   55

4.5.1 Kosulsuz sıçrama JUMP, JMP   55

4.5.2 Kosullu Uzun Sıçrama   56

4.5.3 Tek Bayrak Kosullu Sıçramalar   56

4.5.4 Isaretli Islem Kosullu Sıçramalar   57

4.5.5 Isaretli Islem Kosullu Sıçramalar   58

4.5.6 Döngü Komutları ve DEC+JNZ den farkı  59

4.5.7 Yordam Çagrı Komutları     59

4.6 EXE ve COM dosyası olusturma     62

4.6.1 COM dosyaları      62

4.6.2 EXE dosyaları      62

4.7 Çok kullanılan komutlar     63

4.7.1 Iki islenenli komutlar:   63

4.7.2 Adres Islenenli Komutlar     63

4.7.3 Tek islenenli komutlar   64

4.7.4 Isleneni olmayan komutlar     64

4.7.5 I/O Port Komutları    65

5 Bellek ve Giris/Çıkıs Arayüzü 67

5.1 ISIS 8086 Modeli       67

5.2 Adres ve Veri yolları      67

5.3 Sekiz Bitlik Adres Çözümleme   68

5.4 Çıkıs Portu Devresi      69

5.5 Giris Portu Devresi      70

5.6 On Bitlik Adres Çözümleme    71

5.6.1 IBM-PC`nin giris/çıkıs adres tablosu    73

5.7 Bellek yapısı ve düzeni      75

5.7.1 Reset olayı       75

5.7.2 Uzatılmıs ve Genisletilmis Bellek Bölgeleri  75

5.7.3 Kesme Yapısı      76

5.7.4 BIOS, DOS, ve Kullanıcı Kodları   76

6 DOS Servisleri, Aritmetik ve Metin Isleme 77

6.1 BIOS ve DOS servisleri     77

6.1.1 INT 10 BIOS Servisleri      77

6.1.2 INT 21 DOS Servisleri      79

6.1.3 INT 16h DOS Klavye Servisleri   81

6.2 Aritmetik Mantık Komutları    82

6.2.1 Uzun sayıları elde bayraklı toplama     82

6.2.2 32-bitlik uzun çıkarmalar     84

6.2.3 Farklı genislikteki sayılarla toplama     85

6.2.4 Çarpma ve Bölme    87

6.3 Mantık komutları       90

6.4 BCD ve ASCII islemler     91

6.5 Dönme ve Kaydırma Komutları      94

7 Makro ve moduler programlama 97

7.1 Makronun Avantajları      97

7.2 Makronun tanımlanması     98

7.3 Makro ile Altprogramın farkı   99

7.4 Makroda Lokal Etiketleme    101

7.5 Kaynak Metine Dosya Ekleme   103

8 8086-8088 islemcisi 105

8.1 Gelisimi ve uç tanımları     105

8.2 Adres ve Veri Yolları Yapısı    106

8.3 8086-8088 Adres Uzayı     107

8.4 8086-88 veriyolu denetimi    108

8.4.1 IBM-PC bellek ve port denetim sinyalleri   109

8088 denetim girisleri   109

8.4.2 Islemcinin baslama durumu    110

8.5 Bellek yongasının yapısı ve denetim uçları     110

8.5.1 Bellege erisim hızı    111

8.5.2 Bellek okuma çevrimi   111

8.5.3 Bellek yazma denetimi      112

8.6 8088 Bellek zamanlaması    113

8.6.1 Beklemesiz bellek okuma çevrimi   113

8.6.2 Beklemeli bellek okuma      114

8.6.3 i/o (giris/çıkıs) port islemleri    115

8.6.4 8088 basit çıkıs portu   116

8.6.5 8088 basit giris portu   119

74LS373 ile giris portu      119

74LS244 ile giris portu      119

Giris portu devresi    119

8.6.6 74LS373 ile giris portu      121

8.7 Bellek üzerinden giris/çıkıs    122

8.7.1 Bellek üzerinden giris portu    122

8.7.2 Bellek üzerinden çıkıs portu    123

8.7.3 Izole giris/çıkısı olmayan sistemler     124

8.8 IBM-PC veriyolu denetim sinyalleri    124

8.8.1 8088 denetim çıkısları   124

8.8.2 8088 denetim girisleri   124

8.9 8088 maximal modu      125

8.9.1 8088 IBM-PC ve 8-bit ISA veriyolu     126

8.10 80286 ve 16-bit ISA veriyolu   127

8.11 80286 ve 16-bit ISA veriyolu   127

8.12 80286 okuma çevrimi      129

9 Bellek alt sistemi 131

9.1 Bellek kapasitesi birimi     131

9.2 Karakteristik bellek degiskenleri      133

9.3 Bellek çesitleri     134

9.3.1 Sık kullanılan ROM bellek yongaları    135

9.4 Bellek erisim ve denetim sinyalleri     135

9.4.1 Adres ve veri uçları    135

9.4.2 Bellek denetim sinyalleri      136

9.4.3 Statik RAM, Rasgele erisimli bellekler    136

9.4.4 Dinamik bellek      136

9.5 Bellek Genisletme ve Adres Çözücü    138

9.5.1 Veri genisletme     139

9.5.2 Adres genisletme    140

9.6 Adres Çözücü devreler      141

9.6.1 NAND ile adres çözücü      143

9.7 Dekoder ile adres çözümleme   145

9.8 PC`de bellek bütünlügü ve güvenirligi    150

9.9 Bellek veri yolu genisligi ve veri yolu band genisligi  151

10 Giris/Çıkıs devreleri uygulamaları 153

10.1 8255 programlanabilir çevre arayüzü yongası    153

10.1.1 8255`in uçları ve yazmaç adresleri     153

10.1.2 8255`in yapılandırma yazmacı ve mod-0 yapısı 155

10.2 8255 ile 7-Bölütlü Göstergelerin kullanılısı     156

10.2.1 7-Bölütlü Göstergenin Yapısı    157

10.2.2 Gösterge Kodu ve Kullanılısı    157

10.2.3 Çoklamalı 7-Bölütlü Gösterge    159

10.3 LCD gösterge modülü      165

10.3.1 LCD Modülün port baglantısı ve kullanılısı  166

10.4 Adım Motoru Arayüzü      169

10.4.1 Motor Kodu Tablosu ve Kullanılması    170

10.5 Sayısaldan-Örneksele Dönüstürücüler    175

10.5.1 Basamak gerilimi    177

10.5.2 Periyodik Fonksiyon Üreteci    178

10.5.3 Örneksel-Sayısal Arayüz      181

ADC tipleri      181

ADC0804 yongası    182

ADC0804 dönüstürme çevrimi   183

LM35D ve ADC0804 ile sıcaklık ölçümü   184

A Turbo ve MS Assembler ile çalısma 189

A.1 Kaynak Dosyası ve DOS Penceresi    189

A.2 TASM ile Obje ve Liste Olusturma    189

A.3 TLINK ile EXE dosyası olusturma    191

A.4 TD ve EXE dosyasının takip edilmesi    191

A.5 EXE nin TD de yürütülmesi    192

A.6 MASM ile çalısma       193

A.7 TASM ile COM dosyası olusturma    193

B EMU8086 Kod Gelistirme Ortamı 195

B.1 EMU8086 Metin Editörü    195

B.2 EMU8086 Çevirici Dilyapısı    196

C Sık Kullanılan Komutlar 197

C.1 Iki islenenli komutlar      197

C.2 Adres Islenenli Komutlar     198

C.3 Tek islenenli komutlar      199

C.4 Bit Kaydırma ve Döndürmeler   200

C.5 Isleneni olmayan komutlar    201