Microprocessors and Computer Engineering - Made Easy · our determination to present a complete...

23
Comprehensive Theory with Solved Examples and Practice Questions Microprocessors and Computer Engineering Electronics Engineering Publications

Transcript of Microprocessors and Computer Engineering - Made Easy · our determination to present a complete...

Comprehensive Theory

with Solved Examples and Practice Questions

Microprocessors andComputer Engineering

ElectronicsEngineering

Publications

MADE EASY Publications

Corporate Office: 44-A/4, Kalu Sarai (Near Hauz Khas Metro Station), New Delhi-110016E-mail: [email protected]: 011-45124612, 0-9958995830, 8860378007

Visit us at: www.madeeasypublications.org

Microprocessors and Computer EngineeringCopyright ©, by MADE EASY Publications.All rights are reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in or introduced into a retrieval system, or transmitted in any form or by any means (electronic, mechanical, photo-copying, recording or otherwise), without the prior written permission of the above mentioned publisher of this book.

First Edition: 2015Second Edition: 2016 (Revised and Updated)

© All rights reserved by MADE EASY PUBLICATIONS. No part of this book may be reproduced or utilized in any form without the written permission from the publisher.

Publications

This book was motivated by the desire to further the evolution of a concise

book on Microprocessors and Computer Engineering. Keeping in focus

the importance of this subject in GATE and ESE, we have done a proper study

and thereafter developed the content of the book accordingly. This edition has

an expanded discussion of all relevant topics in the subject.

Initially, we compiled the perceptions of our students on their problems

in GATE and ESE while dealing with the questions from this subject. We

identified their various problems like- lack of fundamentals of the subject,

difficulty in solving simple questions, shortage of a complete study package, etc. These strengthened

our determination to present a complete edition of Microprocessors and Computer Engineering textbook.

The book addresses all the requirements of the students, i.e. comprehensive coverage of theory, fundamental

concepts, objective type problems and conventional problems, articulated in a lucid language. The concise

presentation will help the readers grasp the concepts with clarity and apply them with ease to solve problems

quickly. The book not only covers the entire syllabus of GATE and ESE, but also addresses the need of many other

competitive examinations. Topics like ‘8085 and its functional organization, microprocessor interfacing, sets and

data formats, peripheral devices, microprocessor 8086, computer organization and data structure’, are given full

coverage in line wit our research on their importance in competitive examinations.

We have put in our sincere efforts to present elaborate solutions for various problems, different problem solving

methodology, some useful quick techniques to save time while attempting MCQs without compromising the accuracy

of answers. A summary of important points to remember is added at the end of each topic. For the convenience of

the readers, points to remember are specifically highlighted in the form of a note- both in theory as well as solved

examples. At the end of each chapter, sets of practice question are given with their keys, that will allow the readers

to evaluate their understanding of the topics and sharpen their problem solving skills.

Our team has made their best efforts to remove all possible errors of any kind. Nonetheless, we would highly

appreciate and acknowledge if you find and share with us any printing, calculation and conceptual error.

It is impossible to thank all the individuals who helped us, but we would like to sincerely thank all the authors, editors

and reviewers for putting in their efforts to publish this book.

With Best Wishes

B. Singh

CMD, MADE EASY

Preface

Chapter 1Introduction to 8085 and Its Functional Organization �������������������������� 1 1�1 Introduction ���������������������������������������������������������������������� 1

1�2 History of Microprocessors ������������������������������������������ 2

1�3 Computer Language ����������������������������������������������������� 3

1�4 Microprocessor Architecture �������������������������������������� 5

1�5 The 8085 Microprocessor Pinout and Signals ������ 5

1�6 Internal Architecture of 8085 MPU �������������������������12

Student Assignments ���������������������������������������������������18

Chapter 2Microprocessor Interfacing �������������������������20 2�1 Introduction ������������������������������������������������������������������20

2�2 Memory Interfacing ���������������������������������������������������21

2�3 I/O Interfacing ��������������������������������������������������������������28

Student Assignments ���������������������������������������������������30

Chapter 3Instruction Sets and Data Formats ����������31 3�1 Introduction ������������������������������������������������������������������31

3�2 Timings Diagram ���������������������������������������������������������31

3�3 Instruction Sets ������������������������������������������������������������33

3�4 Software Delay �������������������������������������������������������������66

Student Assignments ���������������������������������������������������68

Chapter 4Peripheral Devices ������������������������������������������72 4�1 Develop of Data Transfer Schemes �����������������������72

4�2 Interfacing Devices �����������������������������������������������������75

Student Assignments ���������������������������������������������������79

Chapter 5Introduction to Microprocessor 8086 ����805�1 Introduction ��������������������������������������������������������������������������������80

5�2 8086 Pin Diagram & Architecture ����������������������������������������80

5�3 Internal Architecture of 8086 ������������������������������������������������81

Student Assignments ���������������������������������������������������92

Chapter 6Computer Organization �������������������������������93 6�1 Computer Architecture Vs Computer Org ����������93

6�2 Evolution of Digital Computers ������������������������������94

6�3 Components of Computer Structure �������������������94

6�4 CISC and RISC Architectures ������������������������������������95

6�5 Flynn’s Classification of Processors �����������������������96

6�6 Control Unit �������������������������������������������������������������������97

6�7 Control Unit Implementation ���������������������������������98

6�8 Main Memory Orgranisation �������������������������������� 101

6�9 Associative Memory ������������������������������������������������ 104

6�10 Pipelining �������������������������������������������������������������������� 112

6�11 Secondary Storage �������������������������������������������������� 116

6�12 Internal & External Fragmentation��������������������� 123

6�13 Paging �������������������������������������������������������������������������� 124

Student Assignments ������������������������������������������������ 128

Chapter 7Data Structure ����������������������������������������������� 132 7�1 Scope ���������������������������������������������������������������������������� 132

7�2 Flow control in ‘C’ ������������������������������������������������������ 135

7�3 Evaluation of function �������������������������������������������� 146

7�4 Pointers ������������������������������������������������������������������������ 148

7�4 Array ������������������������������������������������������������������������������ 150

7�5 Stack ������������������������������������������������������������������������������ 154

7�6 Expression Evaluation and Syntax Parsing ������ 156

7�7 Evaluation of an Infix Expression ������������������������ 157

7�8 Evaluation of Prefix Expression ��������������������������� 158

7�9 Postfix Evaluation ����������������������������������������������������� 159

7�10 Infix to Postfix Conversion ������������������������������������ 161

7�11 Linked Lists ����������������������������������������������������������������� 162

7�12 Queue ��������������������������������������������������������������������������� 163

7�13 Tree Traversals ����������������������������������������������������������� 164

7�14 Binary Search Tree ���������������������������������������������������� 165

7�15 Analysis Of Loops ����������������������������������������������������� 173

7�16 Comparisons of Functions ������������������������������������ 178

7�17 Asymptotic Behaviour of Polynomials ������������� 179

Student Assignments ������������������������������������������������ 182

nnnn

Microprocessors andComputer Engineering

Contents