પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરના ફીચર્સની યાદી બનાવો.

જવાબ:

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરમાં કેટલાક મહત્વના ફીચર્સ છે:

ફીચર	વર્ણન
CPU	Control applications માટે optimized 8-bit CPU
Memory	4KB internal ROM, 128 bytes internal RAM
I/O Ports	4 bidirectional 8-bit I/O ports (P0-P3)
Timers	બે 16-bit timer/counters (Timer 0 & Timer 1)
Interrupts	2 priority levels સાથે 5 interrupt sources
Serial Port	Serial communication માટે full duplex UART

મેમરી ટ્રીક: "CPU Memory Input-Output Timers Interrupts Serial" (C-MIT-IS)

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

વ્યાખ્યા આપો: Opcode, Operand, Instruction cycle, Machine cycle

જવાબ:

શબ્દ	વ્યાખ્યા
Opcode	Operation code જે કરવાનું operation specify કરે છે
Operand	Data અથવા address જેના પર operation કરવામાં આવે છે
Instruction Cycle	Instruction ને fetch, decode અને execute કરવાની સંપૂર્ણ પ્રક્રિયા
Machine Cycle	Memory અથવા I/O device ને access કરવા માટે જરૂરી સમય

ડાયાગ્રામ:

graph LR
    A[Fetch] --> B[Decode] --> C[Execute]
    C --> A
    style A fill:#e1f5fe
    style B fill:#f3e5f5
    style C fill:#e8f5e8

મેમરી ટ્રીક: "OOID" - Opcode Operand Instruction-cycle Data-cycle

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

Von Neumann અને Harvard Architecture ની સરખામણી કરો.

જવાબ:

Parameter	Von Neumann	Harvard
Memory Structure	Program અને data માટે single memory	Program અને data માટે separate memory
Bus System	Single bus system	Program અને data માટે separate bus
Speed	Bus conflicts થી slower	Simultaneous access થી faster
Cost	Lower cost	Higher cost
Complexity	Simple design	Complex design
Examples	8085, x86 processors	8051, DSP processors

ડાયાગ્રામ:

graph TB
    subgraph "Von Neumann"
        A[CPU] --- B[Single Bus]
        B --- C[Memory<br/>Program + Data]
    end
    
    subgraph "Harvard" 
        D[CPU] --- E[Program Bus]
        D --- F[Data Bus]
        E --- G[Program Memory]
        F --- H[Data Memory]
    end

મેમરી ટ્રીક: "VSBSC vs HSDFC" (Von-Single-Bus-Simple-Cheap vs Harvard-Separate-Dual-Fast-Complex)

પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]

RISC અને CISC ની સરખામણી કરો.

જવાબ:

Parameter	RISC	CISC
Instruction Set	Reduced, simple instructions	Complex instruction set
Instruction Size	Fixed size instructions	Variable size instructions
Execution Time	Single clock cycle per instruction	Multiple clock cycles
Memory Access	Load/Store architecture	Memory-to-memory operations
Compiler	Complex compiler જરૂરી	Simple compiler
Examples	ARM, MIPS	8085, x86

ડાયાગ્રામ:

graph TD
    subgraph "RISC"
        A[Simple Instructions] --> B[Fast Execution]
        B --> C[Complex Compiler]
    end
    
    subgraph "CISC"
        D[Complex Instructions] --> E[Slow Execution]
        E --> F[Simple Compiler]
    end

મેમરી ટ્રીક: "RISC-SFS vs CISC-CSS" (Simple-Fast-Complex vs Complex-Slow-Simple)

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

8085 માં ઉપલબ્ધ 16-bit Registers ની યાદી બનાવો અને તેનું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ:

Register	કાર્ય
PC (Program Counter)	Next instruction address નો pointer
SP (Stack Pointer)	Memory માં stack ના top નો pointer
BC, DE, HL	Data storage માટે general purpose register pairs

PC: દરેક instruction fetch પછી automatically increment થાય છે
SP: PUSH operations દરમિયાન decrement, POP દરમિયાન increment થાય છે
Register Pairs: 16-bit addresses અથવા data store કરી શકે છે

મેમરી ટ્રીક: "PC SP BDH" (Program-Counter Stack-Pointer BC-DE-HL)

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

8085 માં Address અને Data Bus ડી-મલ્ટિપ્લેક્સિંગ સમજાવો.

જવાબ:

De-multiplexing AD0-AD7 pins માંથી address અને data signals ને અલગ કરે છે.

પ્રક્રિયા:

ALE (Address Latch Enable) signal આ પ્રક્રિયાને control કરે છે
T1 state દરમિયાન: AD0-AD7 માં lower 8-bit address હોય છે
ALE HIGH જાય છે: Address external latch (74LS373) માં latch થાય છે
T2-T3 દરમિયાન: AD0-AD7 data bus બને છે

ડાયાગ્રામ:

     +-------+    ALE   +--------+
AD0-7|  8085 |--------->| 74LS373|----> A0-A7
     |       |          | Latch  |
     +-------+          +--------+
         |
         +---> D0-D7 (Data Bus)

મેમરી ટ્રીક: "ALE Latches Address Low"

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

આકૃતિની મદદથી 8085 નો Pin Diagram સમજાવો.

જવાબ:

8085 એ 40-pin microprocessor છે જેમાં નીચેનું pin configuration છે:

Pin Group	કાર્ય
AD0-AD7	Multiplexed Address/Data bus (Lower 8-bit)
A8-A15	Higher order Address bus
ALE	Address Latch Enable signal
RD, WR	Read અને Write control signals
IO/M	I/O અથવા Memory operation indicator
S0, S1	Status signals

Pin Diagram:

        +---\\_/---+
   X1 --|1      40|-- Vcc
   X2 --|2      39|-- HOLD  
RESET --|3      38|-- HLDA
  SOD --|4      37|-- CLK
  SID --|5 8085 36|-- RESET IN
 TRAP --|6      35|-- READY
RST7.5--|7      34|-- IO/M
RST6.5--|8      33|-- S1
RST5.5--|9      32|-- RD
 INTR --|10     31|-- WR
 INTA --|11     30|-- ALE
  AD0 --|12     29|-- S0
  AD1 --|13     28|-- A15
  AD2 --|14     27|-- A14
  AD3 --|15     26|-- A13
  AD4 --|16     25|-- A12
  AD5 --|17     24|-- A11
  AD6 --|18     23|-- A10
  AD7 --|19     22|-- A9
  Vss --|20     21|-- A8
        +---------+

મુખ્ય વિશેષતાઓ:

40-pin DIP package
Multiplexed bus pin count ઘટાડે છે
Control signals timing અને operation માટે
Interrupt pins external device communication માટે

મેમરી ટ્રીક: "Address Data Control Power Interrupt" (ADCPI)

પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]

8085 માં Instruction Fetching Operation સમજાવો.

જવાબ:

Instruction fetching એ instruction cycle નું પહેલું પગલું છે:

પગલાં:

PC contents address bus (A0-A15) પર મૂકવામાં આવે છે
ALE signal high જાય છે address latch કરવા માટે
RD signal low જાય છે memory read કરવા માટે
Instruction memory માંથી data bus પર fetch થાય છે
PC increment થાય છે next instruction માટે

Timing:

Machine cycle ના T1 અને T2 states દરમિયાન થાય છે
Simple instructions માટે 4 clock cycles લે છે

મેમરી ટ્રીક: "PC ALE RD Fetch Increment" (PARFI)

પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]

8085 નો Flag Register સમજાવો.

જવાબ:

Flag Register arithmetic/logical operations પછી status information store કરે છે:

Bit	Flag	કાર્ય
D7	S (Sign)	Result negative હોય તો set થાય છે
D6	Z (Zero)	Result zero હોય તો set થાય છે
D5	-	Use થતું નથી
D4	AC (Auxiliary Carry)	Bit 3 થી 4 માં carry હોય તો set
D3	-	Use થતું નથી
D2	P (Parity)	Result માં even parity હોય તો set
D1	-	Use થતું નથી
D0	CY (Carry)	Carry/borrow generate થાય તો set

ડાયાગ્રામ:

D7  D6  D5  D4  D3  D2  D1  D0
+---+---+---+---+---+---+---+---+
| S | Z | X | AC| X | P | X |CY |
+---+---+---+---+---+---+---+---+

મેમરી ટ્રીક: "S-Z-X-AC-X-P-X-CY"

પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]

આકૃતિની મદદથી 8085 નું Architecture સમજાવો.

જવાબ:

8085 architecture માં કેટલાક functional blocks છે:

મુખ્ય Components:

ALU (Arithmetic Logic Unit): Arithmetic અને logical operations કરે છે
Registers: Data અને addresses temporarily store કરે છે
Control Unit: Operation માટે control signals generate કરે છે
Address/Data Bus: External devices સાથે communicate કરે છે

Block Diagram:

graph TB
    subgraph "8085 Architecture"
        A[Accumulator<br/>A] 
        B[Registers<br/>B,C,D,E,H,L]
        C[ALU]
        D[Flags]
        E[PC]
        F[SP]
        G[Control Unit]
        H[Address Bus<br/>A0-A15]
        I[Data Bus<br/>AD0-AD7]
        
        A <--> C
        B <--> C
        C --> D
        G --> H
        G <--> I
        E --> H
        F --> H
    end

મુખ્ય વિશેષતાઓ:

8-bit microprocessor 16-bit address bus સાથે
Von Neumann architecture shared bus સાથે
Register-based operations faster execution માટે
Interrupt capability real-time applications માટે

મેમરી ટ્રીક: "ALU Registers Control Address Data" (ARCAD)

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરની Internal RAM Organization સમજાવો.

જવાબ:

8051 માં 128 bytes નું internal RAM આ પ્રમાણે organized છે:

Address Range	હેતુ
00H-1FH	Register Banks (4 banks, દરેકમાં 8 registers)
20H-2FH	Bit Addressable Area (16 bytes)
30H-7FH	General Purpose RAM (80 bytes)

Organization:

Bank 0: 00H-07H (Default register bank)
Bank 1: 08H-0FH
Bank 2: 10H-17H
Bank 3: 18H-1FH

ડાયાગ્રામ:

7FH +----------------+
    | General Purpose|
    |      RAM       |
30H +----------------+
    | Bit Addressable|
    |     Area       |
20H +----------------+
    |  Register      |
    |   Banks        |
00H +----------------+

મેમરી ટ્રીક: "Register Bit General" (RBG)

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરના TMOD SFR ના દરેક bit નું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ:

TMOD (Timer Mode) register Timer 0 અને Timer 1 ના operation ને control કરે છે:

Bit	નામ	કાર્ય
D7	GATE1	Timer 1 gate control
D6	C/T1	Timer 1 માટે Timer/Counter select
D5	M11	Timer 1 માટે Mode bit 1
D4	M01	Timer 1 માટે Mode bit 0
D3	GATE0	Timer 0 gate control
D2	C/T0	Timer 0 માટે Timer/Counter select
D1	M10	Timer 0 માટે Mode bit 1
D0	M00	Timer 0 માટે Mode bit 0

Bit કાર્યો:

GATE: 1 = External gate control, 0 = Internal control
C/T: 1 = Counter mode, 0 = Timer mode
M1,M0: Timer operating modes (00=Mode0, 01=Mode1, 10=Mode2, 11=Mode3)

મેમરી ટ્રીક: "GATE C/T Mode1 Mode0" દરેક timer માટે

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

આકૃતિની મદદથી 8051 નું Architecture સમજાવો.

જવાબ:

8051 microcontroller માં separate program અને data memory સાથે Harvard architecture છે:

મુખ્ય Components:

8-bit CPU Boolean processor સાથે
Internal ROM: 4KB program memory
Internal RAM: 128 bytes data memory
ચાર I/O Ports: P0, P1, P2, P3 (દરેક 8-bit)
બે Timers: 16-bit Timer/Counter 0 અને 1
Serial Port: Full duplex UART

Architecture Diagram:

graph TB
    subgraph "8051 Architecture"
    direction TB
        A[CPU<br/>8-bit]
        B[Internal ROM<br/>4KB]
        C[Internal RAM<br/>128 bytes]
        D[Port 0<br/>P0.0-P0.7]
        E[Port 1<br/>P1.0-P1.7]
        F[Port 2<br/>P2.0-P2.7]
        G[Port 3<br/>P3.0-P3.7]
        H[Timer 0]
        I[Timer 1]
        J[Serial Port]
        K[Interrupt<br/>Controller]
        
        A --- B
        A --- C
        A --- D
        A --- E
        A --- F
        A --- G
        A --- H
        A --- I
        A --- J
        A --- K
    end

વિશેષ વિશેષતાઓ:

Harvard Architecture: Program અને data માટે separate buses
SFR (Special Function Registers): વિવિધ peripherals ને control કરે છે
Interrupt System: 5 interrupt sources
Power Saving Modes: Idle અને Power-down modes

મેમરી ટ્રીક: "CPU ROM RAM Ports Timers Serial Interrupts" (CRRRPTI)

પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરનો PSW SFR સમજાવો.

જવાબ:

PSW (Program Status Word) માં status flags અને register bank selection છે:

Bit	Flag	કાર્ય
D7	CY	Carry flag
D6	AC	Auxiliary carry flag
D5	F0	Flag 0 (user defined)
D4	RS1	Register bank select bit 1
D3	RS0	Register bank select bit 0
D2	OV	Overflow flag
D1	-	Reserved
D0	P	Parity flag

Register Bank Selection:

RS1=0, RS0=0: Bank 0 (00H-07H)
RS1=0, RS0=1: Bank 1 (08H-0FH)
RS1=1, RS0=0: Bank 2 (10H-17H)
RS1=1, RS0=1: Bank 3 (18H-1FH)

મેમરી ટ્રીક: "CY AC F0 RS1 RS0 OV - P"

પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરના SCON SFR ના દરેક bit નું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ:

SCON (Serial Control) register serial port operation ને control કરે છે:

Bit	નામ	કાર્ય
D7	SM0	Serial mode bit 0
D6	SM1	Serial mode bit 1
D5	SM2	Multiprocessor communication
D4	REN	Receive enable
D3	TB8	Transmit કરવાનો 9th bit
D2	RB8	Receive થયેલો 9th bit
D1	TI	Transmit interrupt flag
D0	RI	Receive interrupt flag

Serial Modes:

Mode 0: Shift register, fixed baud rate
Mode 1: 8-bit UART, variable baud rate
Mode 2: 9-bit UART, fixed baud rate
Mode 3: 9-bit UART, variable baud rate

Control કાર્યો:

REN: Reception enable કરવા માટે set કરવું જરૂરી
TI/RI: Hardware દ્વારા set, software દ્વારા clear

મેમરી ટ્રીક: "SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI"

પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]

આકૃતિની મદદથી 8051 નો Pin Diagram સમજાવો.

જવાબ:

8051 એ 40-pin DIP package માં available છે:

Pin Groups:

Ports 0-3: Dual functions સાથે I/O pins
Power: VCC, VSS pins
Crystal: Clock માટે XTAL1, XTAL2
Control: RST, EA, ALE, PSEN

Pin Diagram:

           +---\\_/---+
  P1.0   --|1       40|-- Vcc
  P1.1   --|2       39|-- P0.0/AD0
  P1.2   --|3       38|-- P0.1/AD1
  P1.3   --|4       37|-- P0.2/AD2
  P1.4   --|5  8051 36|-- P0.3/AD3
  P1.5   --|6       35|-- P0.4/AD4
  P1.6   --|7       34|-- P0.5/AD5
  P1.7   --|8       33|-- P0.6/AD6
   RST   --|9       32|-- P0.7/AD7
P3.0/RXD --|10      31|-- EA/VPP
P3.1/TXD --|11      30|-- ALE/PROG
P3.2/INT0--|12      29|-- PSEN
P3.3/INT1--|13      28|-- P2.7/A15
P3.4/T0  --|14      27|-- P2.6/A14
P3.5/T1  --|15      26|-- P2.5/A13
P3.6/WR  --|16      25|-- P2.4/A12
P3.7/RD  --|17      24|-- P2.3/A11
 XTAL2   --|18      23|-- P2.2/A10
 XTAL1   --|19      22|-- P2.1/A9
   Vss   --|20      21|-- P2.0/A8
           +----------+

Port કાર્યો:

Port 0: Multiplexed address/data bus
Port 1: General purpose I/O
Port 2: Higher order address bus
Port 3: Alternate functions (UART, interrupts, timers)

મેમરી ટ્રીક: "Port Power Crystal Control" (PPCC)

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરની કોઇપણ ત્રણ Data Transfer Instructions લખો અને સમજાવો.

જવાબ:

Data transfer instructions registers, memory અને I/O વચ્ચે data move કરે છે:

Instruction	કાર્ય
MOV A,R0	R0 ના contents Accumulator માં move કરે છે
MOV R1,#50H	Immediate data 50H ને R1 માં move કરે છે
MOV 30H,A	Accumulator ના contents address 30H પર move કરે છે

Code Examples:

MOV A,R0        ; A = R0
MOV R1,#50H     ; R1 = 50H  
MOV 30H,A       ; [30H] = A

મુખ્ય વિશેષતાઓ:

કોઇ flags પ્રભાવિત નથી data transfer દરમિયાન
વિવિધ addressing modes supported
Single cycle execution મોટાભાગની instructions માટે

મેમરી ટ્રીક: "MOV Between Register Immediate Direct" (MBRID)

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

રજિસ્ટર R0 અને R1 માં રહેલ ડેટાનો ગુણાકાર કરી જવાબ R5(લોઅર બાઇટ) અને R6(હાયર બાઇટ) માં સ્ટોર કરવા માટે 8051 નો એસેમ્બલી પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

ORG 0000H           ; Origin at 0000H

START:
    MOV A,R0        ; R0 ને Accumulator માં load કરો
    MOV B,R1        ; R1 ને B register માં load કરો
    MUL AB          ; A અને B નો ગુણાકાર કરો
    MOV R5,A        ; Lower byte R5 માં store કરો
    MOV R6,B        ; Higher byte R6 માં store કરો
    
    SJMP $          ; Program stop કરો

END                 ; Program નો અંત

Program Flow:

Multiplicand load કરો R0 થી A માં
Multiplier load કરો R1 થી B માં
Multiplication execute કરો MUL AB use કરીને
Lower byte store કરો result નો R5 માં
Higher byte store કરો result નો R6 માં

નોંધ: MUL AB instruction automatically 16-bit result store કરે છે lower byte A માં અને higher byte B માં.

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરના Addressing Modes ની યાદી બનાવો અને દરેકને ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

8051 કેટલાક addressing modes support કરે છે:

Mode	વર્ણન	Example
Immediate	Instruction માં data specify કરાયો છે	MOV A,#50H
Register	Register માં data છે	MOV A,R0
Direct	Memory address specify કરાયો છે	MOV A,30H
Indirect	Register માં address છે	MOV A,@R0
Indexed	Base + offset addressing	MOVC A,@A+DPTR
Relative	PC + offset	SJMP LABEL
Bit	Bit-specific operations	SETB P1.0

વિગતવાર Examples:

1. Immediate Addressing:

MOV A,#25H      ; A = 25H (immediate data)

2. Register Addressing:

MOV A,R1        ; A = R1 ના contents

3. Direct Addressing:

MOV A,40H       ; A = memory location 40H ના contents

4. Indirect Addressing:

MOV R0,#40H     ; R0 = 40H (address)
MOV A,@R0       ; A = R0 દ્વારા point કરાયેલ location ના contents

મેમરી ટ્રીક: "I-R-D-I-I-R-B" (Immediate Register Direct Indirect Indexed Relative Bit)

પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર માટેની કોઇપણ ત્રણ Logical Instructions લખો અને સમજાવો.

જવાબ:

Logical instructions bitwise operations કરે છે:

Instruction	કાર્ય
ANL A,R0	Accumulator અને R0 નું AND કરે છે
ORL A,#0FH	Accumulator અને immediate data 0FH નું OR કરે છે
XRL A,30H	Accumulator અને address 30H ના contents નું XOR કરે છે

Code Examples:

ANL A,R0        ; A = A AND R0
ORL A,#0FH      ; A = A OR 0FH
XRL A,30H       ; A = A XOR [30H]

Applications:

ANL: Specific bits masking (unwanted bits clear કરવા)
ORL: Specific bits setting
XRL: Bits toggling, checksum calculations

મેમરી ટ્રીક: "AND OR XOR" logical operations

પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]

2000h મેમરી લોકેશન માં સ્ટોર કરેલ સંખ્યા માંથી 2001h મેમરી લોકેશન માં સ્ટોર કરેલ સંખ્યા બાદ કરી 2002h મેમરી લોકેશનમાં જવાબ સ્ટોર કરવા માટે 8051 નો એસેમ્બલી પ્રોગ્રામ લખો. અહીં આપેલા તમામ મેમરી લોકેશન બાહ્ય મેમરી ના છે.

જવાબ:

ORG 0000H           ; Origin at 0000H

START:
    MOV DPTR,#2001H ; Minuend address પર point કરો
    MOVX A,@DPTR    ; External memory માંથી minuend load કરો
    MOV R0,A        ; Minuend ને R0 માં store કરો
    
    MOV DPTR,#2000H ; Subtrahend address પર point કરો  
    MOVX A,@DPTR    ; External memory માંથી subtrahend load કરો
    MOV R1,A        ; Subtrahend ને R1 માં store કરો
    
    MOV A,R0        ; Minuend ને A માં load કરો
    CLR C           ; Carry flag clear કરો
    SUBB A,R1       ; Subtraction: A = R0 - R1
    
    MOV DPTR,#2002H ; Result address પર point કરો
    MOVX @DPTR,A    ; Result ને external memory માં store કરો
    
    SJMP $          ; Program stop કરો

END                 ; Program નો અંત

Program પગલાં:

Minuend load કરો external memory 2001H માંથી
Subtrahend load કરો external memory 2000H માંથી
Subtraction કરો SUBB instruction use કરીને
Result store કરો external memory location 2002H માં

નોંધ: External memory access માટે MOVX instruction નો use થાય છે.

પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 ગુણ]

Instructions સમજાવો: (i) RET (ii) PUSH (iii) CLR PSW.0 (iv) RLC A (v) CJNE A,#DATA,LABEL (vi) NOP (vii) ANL A,#DATA

જવાબ:

Instruction	કાર્ય	વર્ણન
RET	Subroutine માંથી return	Stack માંથી PC pop કરે છે અને control return કરે છે
PUSH 30H	Stack પર push કરે છે	Address 30H ના contents stack પર push કરે છે
CLR PSW.0	Carry flag clear કરે છે	PSW નો bit 0 (Carry flag) clear કરે છે
RLC A	Carry થકી left rotate	A ને carry flag થકી left rotate કરે છે
CJNE A,#50H,NEXT	Compare અને jump	A ≠ 50H હોય તો NEXT પર jump કરે છે
NOP	કંઇ operation નહીં	કંઇ કરતું નથી, એક cycle consume કરે છે
ANL A,#0FH	Immediate સાથે AND	A = A AND 0FH

વિગતવાર સમજાવટ:

RET: Subroutine calls માંથી return કરવા માટે

CALL SUB1       ; Subroutine call કરો
...
SUB1: 
    MOV A,#10H
    RET         ; Caller ને return કરો

PUSH: Stack પર data save કરે છે

PUSH ACC        ; Accumulator ને stack પર save કરો

RLC A: Carry સાથે bit rotation

CY <- A7 <- A6 <- A5 <- A4 <- A3 <- A2 <- A1 <- A0 <- CY

CJNE: Conditional branching

CJNE A,#50H,NOT_EQUAL   ; A≠50H હોય તો NOT_EQUAL પર jump
; A equals 50H
NOT_EQUAL:
; A not equal to 50H

મેમરી ટ્રીક: "Return Push Clear Rotate Compare No-op AND" (RPCRNA)

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

માઇક્રોકન્ટ્રોલરની વિવિધ ક્ષેત્રે ઉપયોગોની સૂચી બનાવો.

જવાબ:

માઇક્રોકન્ટ્રોલર વિવિધ ક્ષેત્રોમાં અસંખ્ય applications માં use થાય છે:

ક્ષેત્ર	Applications
Consumer Electronics	TV remotes, washing machines, microwaves
Automotive	Engine control, ABS, airbag systems
Industrial	Process control, robotics, automation
Medical	Pacemakers, blood glucose meters, ventilators
Communication	Mobile phones, modems, routers
Home Automation	Smart thermostats, security systems, lighting

મુખ્ય ફાયદા:

ઓછી કિંમત અને compact size
ઓછી power consumption
Real-time operation
Sensors અને actuators સાથે સરળ interfacing

મેમરી ટ્રીક: "Consumer Automotive Industrial Medical Communication Home" (CAIMCH)

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે સ્ટેપર મોટર ઇન્ટરફેસ કરો અને ટૂંકમાં સમજાવો.

જવાબ:

Stepper motor interfacing માટે current requirements ને કારણે driver circuit જરૂરી છે:

Interface Circuit:

    8051          ULN2003         Stepper Motor
P1.0 ----+---> Input1 -----> Coil A
P1.1 ----+---> Input2 -----> Coil B  
P1.2 ----+---> Input3 -----> Coil C
P1.3 ----+---> Input4 -----> Coil D
         |
        GND

Control Sequence (Half-Step):

Step	P1.3	P1.2	P1.1	P1.0	Binary
1	0	0	0	1	01H
2	0	0	1	1	03H
3	0	0	1	0	02H
4	0	1	1	0	06H
5	0	1	0	0	04H
6	1	1	0	0	0CH
7	1	0	0	0	08H
8	1	0	0	1	09H

Driver Circuit:

ULN2003: Darlington driver IC current amplification provide કરે છે
Protection diodes: Back EMF સામે protect કરે છે
Common ground: 8051 અને motor supply વચ્ચે

મેમરી ટ્રીક: "Step Sequence Driver Protection" (SSDP)

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલરના પોર્ટ 2.0 થી 2.3 પર ચાર LED ઇન્ટરફેસ કરો અને તેને ચાલુ-બંધ કરવા માટેનો એસેમ્બલી પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

Interface Circuit:

8051 Pin    Resistor     LED
P2.0 -----> 330Ω -----> LED1 -----> GND
P2.1 -----> 330Ω -----> LED2 -----> GND  
P2.2 -----> 330Ω -----> LED3 -----> GND
P2.3 -----> 330Ω -----> LED4 -----> GND

Assembly Program:

ORG 0000H               ; Start address

MAIN:
    MOV P2,#0FH         ; બધા LEDs ON કરો (P2.0-P2.3)
    CALL DELAY          ; Delay subroutine call કરો
    MOV P2,#00H         ; બધા LEDs OFF કરો
    CALL DELAY          ; Delay subroutine call કરો
    SJMP MAIN           ; Flashing repeat કરો

DELAY:
    MOV R0,#255         ; Outer loop counter
LOOP1:
    MOV R1,#255         ; Inner loop counter  
LOOP2:
    DJNZ R1,LOOP2       ; Zero નહીં હોય તો decrement અને jump
    DJNZ R0,LOOP1       ; Outer counter decrement કરો
    RET                 ; Delay માંથી return કરો

END                     ; Program નો અંત

Circuit Components:

Current limiting resistors: LED current limit કરવા માટે 330Ω
LEDs: Active HIGH configuration માં connected
Common ground: બધા LED cathodes ground સાથે connected

Program Operation:

LEDs ON કરો: P2.0-P2.3 high set કરો
Delay: Visible flash duration માટે wait કરો
LEDs OFF કરો: P2.0-P2.3 clear કરો
Repeat: Continuous flashing loop

મેમરી ટ્રીક: "Resistor LED Ground Program" (RLGP)

પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે પુશ બટન સ્વીચ અને LED નું ઇન્ટરફેસિંગ દોરો.

જવાબ:

Interface Circuit:

       +5V
        |
        ├─── 10KΩ ──── P1.0 (Input)
        |         |
      Switch      |
        |        GND
       GND
       
P1.1 ──── 330Ω ──── LED ──── GND
                   (Output)

Circuit વર્ણન:

Push Button: Pull-up resistor સાથે P1.0 સાથે connected
Pull-up Resistor: Switch open હોય ત્યારે logic HIGH ensure કરવા માટે 10KΩ
LED: Current limiting resistor દ્વારા P1.1 સાથે connected
Current Limiting: LED ને protect કરવા માટે 330Ω resistor

Operation:

Switch Open: P1.0 = 1 (HIGH)
Switch Pressed: P1.0 = 0 (LOW)
LED Control: P1.1 pin દ્વારા

મેમરી ટ્રીક: "Pull-up Switch LED Current-limit" (PSLC)

પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે રીલે ઇન્ટરફેસ કરો અને ટૂંકમાં સમજાવો.

જવાબ:

Interface Circuit:

8051    Transistor    Relay      Load
P1.0 ──┬─ 1KΩ ──┬─── BC547 ────┬──── Relay Coil ──── +12V
       |        |    (NPN)     |                    |
      GND      Base           Collector            NO/NC
                |               |                    |
               Emitter ────────GND               Load Device
                |
            Flyback Diode
            (1N4007)

Components:

Transistor BC547: Relay coil માટે switching element
Base Resistor: Base current limit કરવા માટે 1KΩ
Flyback Diode: Back EMF સામે protect કરવા માટે 1N4007
Relay: NO/NC contacts સાથે 12V DC relay

Operation:

P1.0 પર Logic HIGH → Transistor ON → Relay energized
P1.0 પર Logic LOW → Transistor OFF → Relay de-energized
Relay contacts load circuit ને switch કરે છે

Protection:

Flyback diode relay coil ના back EMF થી damage prevent કરે છે
Base resistor દ્વારા Current limiting

મેમરી ટ્રીક: "Transistor Resistor Diode Relay" (TRDR)

પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]

8051 માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે 7 સેગ્મેન્ટ LED ઇન્ટરફેસ કરો અને 0 પ્રિન્ટ કરવા માટે એસેમ્બલી પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

Interface Circuit:

       a
    -------
f  |       |  b
   |   g   |
    -------
e  |       |  c
   |       |
    -------
       d

8051 Connections:
P1.0 ──── 330Ω ──── a segment
P1.1 ──── 330Ω ──── b segment  
P1.2 ──── 330Ω ──── c segment
P1.3 ──── 330Ω ──── d segment
P1.4 ──── 330Ω ──── e segment
P1.5 ──── 330Ω ──── f segment
P1.6 ──── 330Ω ──── g segment
P1.7 ──── 330Ω ──── dp (decimal point)

Common Cathode: બધા cathodes GND સાથે

7-Segment Code Table:

Digit	Display	gfedcba	Hex Code
0	Display 0	0111111	3FH
1	Display 1	0000110	06H
2	Display 2	1011011	5BH

'0' Display કરવા માટે Assembly Program:

ORG 0000H               ; Start address

MAIN:
    MOV P1,#3FH         ; 7-segment પર '0' display કરો
                        ; a,b,c,d,e,f ON, g OFF
    SJMP MAIN           ; Display કરતા રહો

END                     ; Program નો અંત

'0' માટે Segment Pattern:

Segments ON: a, b, c, d, e, f (bits 0-5 = 1)
Segment OFF: g (bit 6 = 0)
Binary: 00111111 = 3FH

Circuit વિશેષતાઓ:

Common Cathode: બધા segment cathodes ground સાથે connected
Current Limiting: દરેક segment માટે 330Ω resistors
Active HIGH: Logic 1 segment ON કરે છે

અન્ય Patterns:

; અન્ય digits display કરવા માટે:
MOV P1,#06H         ; '1' Display કરવા માટે
MOV P1,#5BH         ; '2' Display કરવા માટે

મેમરી ટ્રીક: "Seven Segments Common Cathode Current-limit" (SSCCC)