計算機第2章修改后的

1、第第2章章微型計算機的基本組成電路微型計算機的基本組成電路2.1算術邏輯單元算術邏輯單元2.2觸發(fā)器觸發(fā)器2.3寄存器寄存器2.4三態(tài)輸出電路三態(tài)輸出電路2.5總線結構總線結構2.6存儲器存儲器習題習題任何一個復雜的電路系統(tǒng)都可以劃分為若干電路，這任何一個復雜的電路系統(tǒng)都可以劃分為若干電路，這些電路大都由一些典型的電路組成。微型計算機就些電路大都由一些典型的電路組成。微型計算機就是由若干典型電路通過精心設計而組成的，各個典是由若干典型電路通過精心設計而組成的，各個典型電路在整體電路系統(tǒng)中又稱為基本電路部件。型電路在整體電路系統(tǒng)中又稱為基本電路部件。本章就是對微型計算機中最常見的基本電路部件的名

2、本章就是對微型計算機中最常見的基本電路部件的名稱及電路原理作一簡單介紹。這些基本電路中最主稱及電路原理作一簡單介紹。這些基本電路中最主要的是算術邏輯單元要的是算術邏輯單元(arithmatic logical unit，ALU)、觸發(fā)器觸發(fā)器(trigger)、寄存器、寄存器(register)、存儲器、存儲器(memory) 及總線結構等。在本章中，數(shù)據(jù)在這些及總線結構等。在本章中，數(shù)據(jù)在這些部件之間的流通過程以及部件之間的流通過程以及“控制字控制字”的概念也將逐的概念也將逐步地引出。所有這些內(nèi)容都是組成微型計算機的硬步地引出。所有這些內(nèi)容都是組成微型計算機的硬件基礎。件基礎。2.1 算術邏

3、輯單元算術邏輯單元(ALU)算術邏輯單元用來完成算術運算、邏輯判斷、邏輯算術邏輯單元用來完成算術運算、邏輯判斷、邏輯運算和信息傳遞的部件，或者說是數(shù)據(jù)處理的部運算和信息傳遞的部件，或者說是數(shù)據(jù)處理的部件。件。它由加法器、移位電路、邏輯運算部件、寄存器等它由加法器、移位電路、邏輯運算部件、寄存器等電路構成。由于任何數(shù)學運算最終可以用加法和電路構成。由于任何數(shù)學運算最終可以用加法和移位這兩種基本操作來完成。因而加法器是移位這兩種基本操作來完成。因而加法器是ALU的核心部件。寄存器用來暫時存放參加運算的操的核心部件。寄存器用來暫時存放參加運算的操作數(shù)和運算結果。作數(shù)和運算結果。在計算機內(nèi)，各種數(shù)據(jù)都

4、用若干個在計算機內(nèi)，各種數(shù)據(jù)都用若干個“0”或或“1”組成的二進制代碼表示。如果這一組二進制碼組成的二進制代碼表示。如果這一組二進制碼是作為一個整體來處理，它的位數(shù)稱為字長（是作為一個整體來處理，它的位數(shù)稱為字長（Word size），位的單位稱為比特（），位的單位稱為比特（Bit）。如果）。如果這一組二進制碼由這一組二進制碼由16位組成，其字長為位組成，其字長為16比特比特。不同類型的計算機的字長是不同的?，F(xiàn)在常。不同類型的計算機的字長是不同的?，F(xiàn)在常用的微型機字長為用的微型機字長為32位、位、64位。位。字長的多少影響著計算的精度和速度。字長的多少影響著計算的精度和速度。計算機的運算速度是

5、計算機的運算速度是ALU的又一技術指標。的又一技術指標。運算運算速度是指每秒鐘內(nèi)機器能執(zhí)行的指令次數(shù)，單速度是指每秒鐘內(nèi)機器能執(zhí)行的指令次數(shù)，單位是次位是次/秒。計算機的運算速度不僅取決于秒。計算機的運算速度不僅取決于ALU。還與存儲器的存取時間等因素有關。目前。還與存儲器的存取時間等因素有關。目前CPU的運行速度常用主頻來表示，如的運行速度常用主頻來表示，如300MHz、450MHz、 600MHz等，頻率越高運行速度越快。等，頻率越高運行速度越快。ALU的符號一般畫成圖的符號一般畫成圖2.1那樣。那樣。A和和B為兩個二進制為兩個二進制數(shù)，數(shù)，S為其運算結果，為其運算結果，control為控

6、制信號為控制信號(見圖見圖1.9的控制線端的控制線端SUB)。圖圖2.12.2 觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器(trigger)是計算機的記憶裝置的基本單元，也可是計算機的記憶裝置的基本單元，也可說是記憶細胞。觸發(fā)器可以組成寄存器，寄存器又可說是記憶細胞。觸發(fā)器可以組成寄存器，寄存器又可以組成存儲器。寄存器和存儲器統(tǒng)稱為計算機的記憶以組成存儲器。寄存器和存儲器統(tǒng)稱為計算機的記憶裝置。裝置。微型計算機所用觸發(fā)器一般用晶體管元件而不用磁性元微型計算機所用觸發(fā)器一般用晶體管元件而不用磁性元件。這是因為晶體管元件可以制成大規(guī)模的集成電路，件。這是因為晶體管元件可以制成大規(guī)模的集成電路，體積可以更小些。體積可

7、以更小些。下面簡要地介紹一下下面簡要地介紹一下RS觸發(fā)器、觸發(fā)器、D觸發(fā)器和觸發(fā)器和JK觸發(fā)器，觸發(fā)器，因為這些類型的觸發(fā)器是計算機中最常見的基本元件。因為這些類型的觸發(fā)器是計算機中最常見的基本元件。2.2.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器RS觸發(fā)器可以用兩個與非門來組成，如圖觸發(fā)器可以用兩個與非門來組成，如圖2.2所示。當所示。當S=1而而R=0時，時，Q=1(Q=0)稱為置位；當稱為置位；當S=0而而R=1時，時，Q=0(Q=1)稱為復位。稱為復位。為了作圖方便，以后我們就只用方塊來表示，如圖為了作圖方便，以后我們就只用方塊來表示，如圖2.3就就是是RS觸發(fā)器的符號。觸發(fā)器的符號。S端一般稱為置位端，

8、使端一般稱為置位端，使Q=1(Q=0)，R端一般稱為復位端，使端一般稱為復位端，使Q=0(Q=1)。時標時標RS觸發(fā)器觸發(fā)器為了使觸發(fā)器在整個機器中能和其他為了使觸發(fā)器在整個機器中能和其他部件協(xié)調(diào)工作，部件協(xié)調(diào)工作，RS觸發(fā)器經(jīng)常有外加的時標脈沖，如觸發(fā)器經(jīng)常有外加的時標脈沖，如圖圖2.4所示。所示。圖圖2.2圖圖2.3觸發(fā)器的非端或0端觸發(fā)器的原端或1端對對RS觸發(fā)器歸納為以下幾點：觸發(fā)器歸納為以下幾點：1、基本、基本RS觸發(fā)器具有置位、復位和保持（記憶）觸發(fā)器具有置位、復位和保持（記憶）的功能；的功能；2、基本、基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)信號是低電平有效，屬于觸發(fā)器的觸發(fā)信號是低電平有效，屬于電

9、平觸發(fā)方式；電平觸發(fā)方式；3、基本、基本RS觸發(fā)器存在約束條件（觸發(fā)器存在約束條件（R+S=1），由于），由于兩個與非門的延遲時間無法確定，當兩個與非門的延遲時間無法確定，當R=S=0時，時，將導致下一狀態(tài)的不確定。將導致下一狀態(tài)的不確定。4、當輸入信號發(fā)生變化時，輸出即刻會發(fā)生變化、當輸入信號發(fā)生變化時，輸出即刻會發(fā)生變化，抗干擾性較差。，抗干擾性較差。圖圖2.4此圖中的此圖中的CLK即為時標脈沖。它與置位信號脈沖即為時標脈沖。它與置位信號脈沖S同同時加到一個與門的兩個輸入端；而與復位信號脈沖時加到一個與門的兩個輸入端；而與復位信號脈沖同時加到另一個與門的兩個輸入端。這樣，無論是同時加到另一

10、個與門的兩個輸入端。這樣，無論是置位還是復位，都必須在時標脈沖端為高電位時才置位還是復位，都必須在時標脈沖端為高電位時才能進行。能進行。2.2.2 D觸發(fā)器觸發(fā)器RS觸發(fā)器有兩個輸入端觸發(fā)器有兩個輸入端S和和R。為了存儲一個高。為了存儲一個高電位，就需要一個高電位輸入的電位，就需要一個高電位輸入的S端；為了存端；為了存儲一個低電位，就需要另一個高電位輸入的儲一個低電位，就需要另一個高電位輸入的R端。這在很多應用中是不很方便的。端。這在很多應用中是不很方便的。D觸發(fā)器觸發(fā)器是在是在RS觸發(fā)器的基礎上引伸出來的，它只需一觸發(fā)器的基礎上引伸出來的，它只需一個輸入端口，圖個輸入端口，圖2.5就是就是D

11、觸發(fā)器的原理。觸發(fā)器的原理。當當D端為高電位時，端為高電位時，S端為高電位，而通過非門后加端為高電位，而通過非門后加到到R端的就是低電位，所以此時端的就是低電位，所以此時Q端就是高電位，端就是高電位，稱為置位。當稱為置位。當D端為低電位時，端為低電位時，S端為低電位，同端為低電位，同時時R端變?yōu)楦唠娢?，所以端變?yōu)楦唠娢?，所以Q端是低電位，稱為復位。端是低電位，稱為復位。圖圖2.5無時標的無時標的D觸發(fā)器是不能協(xié)調(diào)運行的，圖觸發(fā)器是不能協(xié)調(diào)運行的，圖2.6所示是如所示是如何為何為D觸發(fā)器加上時標的電路。此圖和圖觸發(fā)器加上時標的電路。此圖和圖2.4的道理的道理是一樣的，也是增加兩個與門就可以接受時

12、標脈沖是一樣的，也是增加兩個與門就可以接受時標脈沖CLK的控制。的控制。圖圖2.6時標脈沖時標脈沖CLKCLK一般都是方波，在一般都是方波，在CLKCLK處于正半周內(nèi)的處于正半周內(nèi)的任何瞬間，觸發(fā)器都有翻轉(zhuǎn)的可能。這樣計算機的任何瞬間，觸發(fā)器都有翻轉(zhuǎn)的可能。這樣計算機的動作就不可能整齊劃一。我們總是想由時標動作就不可能整齊劃一。我們總是想由時標CLKCLK來來指揮整個機器的行動。因此，采用時標邊緣觸發(fā)的指揮整個機器的行動。因此，采用時標邊緣觸發(fā)的方式就可以得到準確劃一的動作。圖方式就可以得到準確劃一的動作。圖2.72.7就是邊緣就是邊緣觸發(fā)的觸發(fā)的D D觸發(fā)器的電路原理圖。觸發(fā)器的電路原理圖。

13、圖圖2.7圖圖2.7與圖與圖2.6的區(qū)別僅為增加了一個的區(qū)別僅為增加了一個RC微分電路，微分電路，它能使方波電壓信號的前沿產(chǎn)生正尖峰，后沿產(chǎn)生它能使方波電壓信號的前沿產(chǎn)生正尖峰，后沿產(chǎn)生負尖峰。這樣，在負尖峰。這樣，在D端輸入信號建立之后，當時標端輸入信號建立之后，當時標脈沖的前沿到達的瞬間，觸發(fā)器才產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)動作。脈沖的前沿到達的瞬間，觸發(fā)器才產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)動作。如果如果D輸入端的信號是在時標脈沖前沿到達之后才輸入端的信號是在時標脈沖前沿到達之后才建立起來的，則雖然仍在時標脈沖的正半周時間內(nèi)，建立起來的，則雖然仍在時標脈沖的正半周時間內(nèi)，也不能影響觸發(fā)器的狀態(tài)，而必須留到下一個時標也不能影響觸發(fā)器的

14、狀態(tài)，而必須留到下一個時標脈沖的正半周的前沿到達時才起作用。這樣就可以脈沖的正半周的前沿到達時才起作用。這樣就可以使整個計算機運行在高度準確的協(xié)調(diào)節(jié)拍之中。使整個計算機運行在高度準確的協(xié)調(diào)節(jié)拍之中。觸發(fā)器的預置和清除：在一些電路中，有時需要預觸發(fā)器的預置和清除：在一些電路中，有時需要預先給某個觸發(fā)器置位先給某個觸發(fā)器置位(即置即置1)或清除或清除(即置即置0)，而與，而與時標脈沖以及時標脈沖以及D輸入端信號無關，這就是所謂預置輸入端信號無關，這就是所謂預置和清除。這種電路很簡單，只要在圖和清除。這種電路很簡單，只要在圖2.7的電路中的電路中增加兩個或門就可以實現(xiàn)，如圖增加兩個或門就可以實現(xiàn)，如

15、圖2.8所示。所示。圖圖2.8邊緣觸發(fā)的邊緣觸發(fā)的D觸發(fā)器在計算機電路圖中常用圖觸發(fā)器在計算機電路圖中常用圖2.9的的符號來表示。符號來表示。圖圖2.9圖圖2.9(a)為正邊緣觸發(fā)的符號，而圖為正邊緣觸發(fā)的符號，而圖2.9(b)為負邊緣為負邊緣觸發(fā)的符號。此二符號之差別在于后者增加了一觸發(fā)的符號。此二符號之差別在于后者增加了一個所謂汽泡個所謂汽泡“”。這實際上是在。這實際上是在D觸發(fā)器的時觸發(fā)器的時標標CLK的微分電路之后再串聯(lián)一個非門的微分電路之后再串聯(lián)一個非門(反相器反相器)的簡化符號。圖的簡化符號。圖2.9(c)與前二圖之差別，也在于其與前二圖之差別，也在于其增加了兩個汽泡增加了兩個汽泡

16、“”，這也是代表了增加兩個，這也是代表了增加兩個非門于非門于PRESET和和CLR端。這樣，就必須是低電端。這樣，就必須是低電平到來才能經(jīng)非門轉(zhuǎn)換成高電平去進行預置和清平到來才能經(jīng)非門轉(zhuǎn)換成高電平去進行預置和清除作用。除作用。2.2.3 JK觸發(fā)器觸發(fā)器JK觸發(fā)器是組成計數(shù)器的理想記憶元件，這里觸發(fā)器是組成計數(shù)器的理想記憶元件，這里就就JK觸發(fā)器的電路原理作一簡要介紹。觸發(fā)器的電路原理作一簡要介紹。在在RS觸發(fā)器前面增加兩個與門，并從輸出觸發(fā)器前面增加兩個與門，并從輸出(Q和和Q)到輸入到輸入(與門的輸入端與門的輸入端)作交叉反饋，即可得到作交叉反饋，即可得到JK觸發(fā)器如圖觸發(fā)器如圖2.10所

17、示。圖中的所示。圖中的CLK輸入端串輸入端串有有RC電路也是為了獲得正邊緣觸發(fā)的工作方電路也是為了獲得正邊緣觸發(fā)的工作方式的。這個電路的工作過程是：式的。這個電路的工作過程是：圖圖2.10(1) 當當J=0，K=0，即，即J和和K都是低電平時，兩個與門都是低電平時，兩個與門都被阻塞，無論此時都被阻塞，無論此時Q和和Q是什么狀態(tài)，由于是什么狀態(tài)，由于S和和R也也是低電平，所以不會改變是低電平，所以不會改變Q和和Q的狀態(tài)，這種狀態(tài)稱的狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為保持閉鎖狀態(tài)。為保持閉鎖狀態(tài)。(2) J=0，K=1，即，即J為低電平而為低電平而K為高電平。此時上面為高電平。此時上面的與門被阻塞，即的與門被阻塞

18、，即S不可能為高電平，所以也無置不可能為高電平，所以也無置位位(即使即使Q=1)的可能。如果此時的可能。如果此時Q=1，則反饋至下面，則反饋至下面的與門。在下一個的與門。在下一個CLK的正脈沖邊沿到達時，觸發(fā)的正脈沖邊沿到達時，觸發(fā)器就產(chǎn)生復位動作器就產(chǎn)生復位動作(Q=0，Q=1)。如果。如果Q原來為低電原來為低電平平(Q=0，Q=1)，則反饋至下面的與門而使其也被阻，則反饋至下面的與門而使其也被阻塞，所以即使塞，所以即使K=1，也沒有任何動作產(chǎn)生，觸發(fā)器，也沒有任何動作產(chǎn)生，觸發(fā)器仍處于復位狀態(tài)仍處于復位狀態(tài)(Q=0，Q=1)。(3) J=1，K=0，即，即J為高電平而為高電平而K為低電平。

19、此時下面的為低電平。此時下面的與門被阻塞，即與門被阻塞，即R不可能為高電平，所以也無復位不可能為高電平，所以也無復位(即即使使Q=0)的可能。如果此時的可能。如果此時Q=0，而，而Q=1，則反饋至上，則反饋至上面的與門，在下一個面的與門，在下一個CLK的正脈沖邊緣到達時，觸發(fā)的正脈沖邊緣到達時，觸發(fā)器就產(chǎn)生置位動作器就產(chǎn)生置位動作(Q=1，Q=0)。如果。如果Q原來為高電平原來為高電平(Q=1，Q=0)，則反饋至上面的與門而將其阻塞，這樣，則反饋至上面的與門而將其阻塞，這樣上下兩個與門都被阻塞了，觸發(fā)器就仍處于置位狀態(tài)上下兩個與門都被阻塞了，觸發(fā)器就仍處于置位狀態(tài)(Q=1，Q=0)。(4) J

20、=1，K=1，即，即J，K同為高電平，則可能使觸同為高電平，則可能使觸發(fā)器置位發(fā)器置位(Q=1，Q=0)或復位或復位(Q=0，Q=1)。也就。也就是說，如果原來的狀態(tài)為是說，如果原來的狀態(tài)為Q=0，Q=1，在，在J=1及及K=1而且在而且在CLK的正邊緣脈沖到達時，就會翻的正邊緣脈沖到達時，就會翻轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到Q=1，Q=0。反之，如果原來的狀態(tài)為。反之，如果原來的狀態(tài)為Q=1，Q=0，在，在J=1及及K=1而且在而且在CLK的正邊緣脈沖的正邊緣脈沖到達時，就會翻轉(zhuǎn)到到達時，就會翻轉(zhuǎn)到Q=0，Q=1。所謂翻轉(zhuǎn)，就。所謂翻轉(zhuǎn)，就是觸發(fā)器的狀態(tài)改變的意思。是觸發(fā)器的狀態(tài)改變的意思。圖圖2.11 JK觸發(fā)

21、器的符號觸發(fā)器的符號JKQ動作動作00保持原狀保持原狀自鎖狀態(tài)自鎖狀態(tài)010復位復位101置位置位11原狀態(tài)的反碼原狀態(tài)的反碼翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)2.3 寄存器寄存器寄存器寄存器(register)是由觸發(fā)器組成的。一個觸發(fā)器就是一個是由觸發(fā)器組成的。一個觸發(fā)器就是一個一位寄存器。由多個觸發(fā)器可以組成一個多位寄存器。一位寄存器。由多個觸發(fā)器可以組成一個多位寄存器。寄存器由于其在計算機中的作用之不同而具有不同的寄存器由于其在計算機中的作用之不同而具有不同的功能，從而被命名為不同的名稱。常見的寄存器有：功能，從而被命名為不同的名稱。常見的寄存器有：緩沖寄存器緩沖寄存器用以暫存數(shù)據(jù)；用以暫存數(shù)據(jù)；移位寄存器移位

22、寄存器能夠能夠?qū)⑵渌娴臄?shù)據(jù)一位一位地向左或向右移；將其所存的數(shù)據(jù)一位一位地向左或向右移；計數(shù)器計數(shù)器一個計數(shù)脈沖到達時，會按二進制數(shù)的規(guī)律累計脈一個計數(shù)脈沖到達時，會按二進制數(shù)的規(guī)律累計脈沖數(shù)；沖數(shù)；累加器累加器用以暫存每次在用以暫存每次在ALU中計算的中間中計算的中間結果。結果。下面分別介紹這些寄存器的工作原理及其電路結構。下面分別介紹這些寄存器的工作原理及其電路結構。2.3.1 緩沖寄存器緩沖寄存器其基本工作原理為：設有一個二進制數(shù)，共有其基本工作原理為：設有一個二進制數(shù)，共有4位數(shù)：位數(shù)：X=X3X2X1X0要存到這個緩沖寄存器要存到這個緩沖寄存器(buffer)中去，此寄存器是由中去

23、，此寄存器是由4個個D觸觸發(fā)器組成的。將發(fā)器組成的。將X0，X1，X2，X3分別送到各個觸發(fā)器的分別送到各個觸發(fā)器的D0，D1，D2，D3端去，只要端去，只要CLK的正前沿還未到來，則的正前沿還未到來，則Q0，Q1，Q2，Q3就不受就不受X0，X1，X2，X3的影響而保持其原有的影響而保持其原有的數(shù)據(jù)。只有當?shù)臄?shù)據(jù)。只有當CLK的正前沿來到時，的正前沿來到時，Q0，Q1，Q2，Q3才接受才接受D0，D1，D2，D3的影響，而變成：的影響，而變成：圖圖2.12Q0=X0Q1=X1Q2=X2Q3=X3結果就是：結果就是：Q=Q3Q2Q1Q0=X 3X2X1X0=X這就叫做將數(shù)據(jù)這就叫做將數(shù)據(jù)X裝到

24、寄存器中去了。如要將此數(shù)據(jù)送裝到寄存器中去了。如要將此數(shù)據(jù)送至其他記憶元件去，則可由至其他記憶元件去，則可由Y0，Y1，Y2，Y3各條引各條引線引出去。線引出去?？煽鼐彌_寄存器：圖可控緩沖寄存器：圖2.12的緩沖寄存器的數(shù)據(jù)的緩沖寄存器的數(shù)據(jù)X輸入到輸入到Q只是受只是受CLK的節(jié)拍管理，即只要一將的節(jié)拍管理，即只要一將X各位加到寄存各位加到寄存器各位的器各位的D輸入端，時標節(jié)拍一到，就會立即送到輸入端，時標節(jié)拍一到，就會立即送到Q去。去。這有時是不利而有害的，因為也許我們還想讓早已存這有時是不利而有害的，因為也許我們還想讓早已存在其中的數(shù)據(jù)多留一些時間，但由于不可控之故，在在其中的數(shù)據(jù)多留一些

25、時間，但由于不可控之故，在CLK正前沿一到就會立即被來到門口的數(shù)據(jù)正前沿一到就會立即被來到門口的數(shù)據(jù)X替代掉。替代掉。為此，我們必須為這個寄存器增設一個可控的為此，我們必須為這個寄存器增設一個可控的“門門”。這個。這個“門門”的基本原理如圖的基本原理如圖2.13所示，它所示，它是由兩個與門一個或門以及一個非門所組成的。是由兩個與門一個或門以及一個非門所組成的。圖圖2.13在在X0端送入數(shù)據(jù)端送入數(shù)據(jù)(0或或1)后，后，如如LOAD端端(以下簡稱為以下簡稱為L端端)為低電位為低電位，則右邊的與門被阻塞，則右邊的與門被阻塞，X0過不去，過不去，而原來已存在此位中的數(shù)據(jù)由而原來已存在此位中的數(shù)據(jù)由Q

26、0送至左邊的與門。送至左邊的與門。此與門的另一端輸入從非門引來的與此與門的另一端輸入從非門引來的與L端反相的電端反相的電平，即高電位。所以平，即高電位。所以Q0的數(shù)據(jù)可以通過左邊的與門，的數(shù)據(jù)可以通過左邊的與門，再經(jīng)或門而送達再經(jīng)或門而送達D0端。這就形成自鎖，即既存的數(shù)端。這就形成自鎖，即既存的數(shù)據(jù)能夠可靠地存在其中而不會丟失。據(jù)能夠可靠地存在其中而不會丟失。如如L端為高電位端為高電位，則左邊與門被阻塞而右邊與門可，則左邊與門被阻塞而右邊與門可讓讓X0通過，這樣通過，這樣Q0的既存數(shù)據(jù)不再受到自鎖，而的既存數(shù)據(jù)不再受到自鎖，而X0可以到達可以到達D0端。只要端。只要CLK的正前沿一到達，的正

27、前沿一到達，X0即被送到即被送到Q0去，這時就叫做裝入去，這時就叫做裝入(LOAD)。一旦。一旦裝入之后，裝入之后，L端又降至低電平，則利用左邊的與端又降至低電平，則利用左邊的與門，門，X0就能自鎖而穩(wěn)定地存在就能自鎖而穩(wěn)定地存在Q0中。中。要記住，以后我們一提到要記住，以后我們一提到“L門門”，大家就要想到圖，大家就要想到圖2.13的電路結構及其作用：的電路結構及其作用：高電平時使數(shù)據(jù)裝入，高電平時使數(shù)據(jù)裝入，低電平時，數(shù)據(jù)自鎖在其中。低電平時，數(shù)據(jù)自鎖在其中。對于多位的寄存器，每位各自有一套如圖對于多位的寄存器，每位各自有一套如圖2.13一樣的一樣的電路。不過只用一個非門，并且只有一個電路

28、。不過只用一個非門，并且只有一個LOAD輸輸入端，如圖入端，如圖2.14所示。所示。圖圖2.14可控緩沖寄存器的符號一般畫成圖可控緩沖寄存器的符號一般畫成圖2.15那樣，那樣，LOAD為其控制門，而為其控制門，而CLR為高電平時則可用以清除，使為高電平時則可用以清除，使其中各位變?yōu)槠渲懈魑蛔優(yōu)?。圖圖2.152.3.2 移位寄存器移位寄存器移位寄存器移位寄存器(shifting register)能將其所存儲的數(shù)能將其所存儲的數(shù)據(jù)逐位向左或向右移動，以達到計算機在運行據(jù)逐位向左或向右移動，以達到計算機在運行過程中所需的功能，例如用來判斷最左邊的位過程中所需的功能，例如用來判斷最左邊的位是是0或

29、或1等。電路原理圖如圖等。電路原理圖如圖2.16所示。所示。圖圖2.16左移寄存器如圖左移寄存器如圖2.16(a)所示，當所示，當Din=1而送至最右邊而送至最右邊的第的第1位時，位時，D0即為即為1，當，當CLK的正前沿到達時，的正前沿到達時，Q0即等于即等于1。同時第。同時第2位的位的D1也等于也等于1。當。當CLK第第2個正前沿到達時，個正前沿到達時，Q1也等于也等于1。結果可得下列的左。結果可得下列的左移過程：移過程：CLK前沿未到前沿未到Q=Q3Q2Q1Q0=0000第第1前沿來到前沿來到Q=0001第第2前沿來到前沿來到Q=0011第第3前沿來到前沿來到Q=0111第第4前沿來到前

30、沿來到Q=1111第第5前沿來到，如此時前沿來到，如此時Din仍為仍為1，則，則Q不變，仍為不變，仍為1111。當當Q=1111之后，改變之后，改變Din，使，使Din=0，則結果將是把，則結果將是把0逐逐位左移：位左移：第第1前沿來到前沿來到Q=1110第第2前沿來到前沿來到Q=1100第第3前沿來到前沿來到Q=1000第第4前沿來到前沿來到Q=0000由此可見，由此可見，在左移寄存器中，每個時鐘脈沖都要把所在左移寄存器中，每個時鐘脈沖都要把所儲存的各位向左移動一個數(shù)位。儲存的各位向左移動一個數(shù)位。右移寄存器如圖右移寄存器如圖2.16(b)所示。圖所示。圖2.16(b)與圖與圖2.16(a)

31、之之差別僅在于各位的接法不同，而且輸入數(shù)據(jù)差別僅在于各位的接法不同，而且輸入數(shù)據(jù)Din是加是加到左邊第到左邊第1位的輸入端位的輸入端D3。根據(jù)上面的分析，當。根據(jù)上面的分析，當Din=1時，隨著時鐘脈沖而逐步位移是這樣的：時，隨著時鐘脈沖而逐步位移是這樣的：CLK前沿未到前沿未到Q=0000第第1前沿來到前沿來到Q=1000第第2前沿來到前沿來到Q=1100第第3前沿來到前沿來到Q=1110第第4前沿來到前沿來到Q=1111由此可見，由此可見，在右移寄存器中，每個時鐘脈沖都要把在右移寄存器中，每個時鐘脈沖都要把所存儲的各位向右移動一個位置。所存儲的各位向右移動一個位置?？煽匾莆患拇嫫鳎汉途彌_寄

32、存器一樣，在整機運行可控移位寄存器：和緩沖寄存器一樣，在整機運行中，移位寄存器也需要另有控制電路，以保證其在中，移位寄存器也需要另有控制電路，以保證其在適當時機才參與協(xié)調(diào)工作。這個電路也和圖適當時機才參與協(xié)調(diào)工作。這個電路也和圖2.13一一樣，只要在每一位的電路上增加一個這樣的樣，只要在每一位的電路上增加一個這樣的LOAD門門(L門門)即可以達到控制的目的。即可以達到控制的目的?？煽匾莆患拇嫫鞯姆柸鐖D可控移位寄存器的符號如圖2.17所示，其中新出現(xiàn)的所示，其中新出現(xiàn)的符號的意義是：符號的意義是：SHL左移左移(shift to the left)SHR右移右移(shift to the ri

33、ght)圖圖2.172.3.3 計數(shù)器計數(shù)器計數(shù)器計數(shù)器(counter)也是由若干個觸發(fā)器組成的寄存器，它也是由若干個觸發(fā)器組成的寄存器，它的特點是能夠把存儲在其中的數(shù)字加的特點是能夠把存儲在其中的數(shù)字加1。計數(shù)器的種類很多，有行波計數(shù)器、同步計數(shù)器、環(huán)形計數(shù)器的種類很多，有行波計數(shù)器、同步計數(shù)器、環(huán)形計數(shù)器和程序計數(shù)器等。計數(shù)器和程序計數(shù)器等。(1) 行波計數(shù)器行波計數(shù)器(travelling wave counter) 的特點是：第的特點是：第1個時鐘脈沖促使其最低有效位個時鐘脈沖促使其最低有效位(least significant bit,LSB)加加1，由，由0變變1。第。第2個時鐘

34、脈沖促使最低有效位由個時鐘脈沖促使最低有效位由1變變0，同時推動第同時推動第2位，使其由位，使其由0變變1。同理，第。同理，第2位由位由1變變0時時又去推動第又去推動第3位，使其由位，使其由0變變1，這樣有如水波前進一樣，這樣有如水波前進一樣逐位進位下去。圖逐位進位下去。圖2.18就是由就是由JK觸發(fā)器組成的行波計觸發(fā)器組成的行波計數(shù)器的工作原理圖。數(shù)器的工作原理圖。圖圖2.18中的各位的中的各位的J，K輸入端都是懸浮的，這相當輸入端都是懸浮的，這相當于于J，K端都是置端都是置1的狀態(tài)，亦即是各位都處于準備的狀態(tài)，亦即是各位都處于準備翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)。只要時鐘脈沖邊緣一到，最右邊的觸翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)。只要

35、時鐘脈沖邊緣一到，最右邊的觸發(fā)器就會翻轉(zhuǎn)，即發(fā)器就會翻轉(zhuǎn)，即Q由由0轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)為1或由或由1轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)為0。各位的。各位的JK觸發(fā)器的時鐘脈沖輸入端都帶有一個觸發(fā)器的時鐘脈沖輸入端都帶有一個“氣泡氣泡”，這表示是串有一個反相門這表示是串有一個反相門(非門非門)，這樣，只有時鐘，這樣，只有時鐘脈沖的后沿脈沖的后沿(產(chǎn)生負的尖峰電壓產(chǎn)生負的尖峰電壓)才能為其所接受。才能為其所接受。因此，可得計數(shù)步驟如下：因此，可得計數(shù)步驟如下：圖圖2.18開始時使開始時使CLR由高電位變至低電位由高電位變至低電位(這也是由于有這也是由于有“氣泡氣泡”在在CLR輸入端之故輸入端之故)，則計數(shù)器全部清除，則計數(shù)器全部清除，所

36、以：所以：Q=Q3Q2Q1Q0=0000第第1時鐘后沿到時鐘后沿到Q=0001此此Q0由低電位由低電位(0)升至高電位升至高電位(1)，產(chǎn)生的是電位上升，產(chǎn)生的是電位上升的變化，由于有的變化，由于有“氣泡氣泡”在第在第2位的時鐘脈沖輸入位的時鐘脈沖輸入端，所以第端，所以第2個觸發(fā)器不會翻轉(zhuǎn)，必須在個觸發(fā)器不會翻轉(zhuǎn)，必須在Q0由由1降為降為0時才會翻轉(zhuǎn)。接著：時才會翻轉(zhuǎn)。接著：第第2時鐘后沿到時鐘后沿到Q=0010第第3時鐘后沿到時鐘后沿到Q=0011第第4時鐘后沿到時鐘后沿到Q=0100第第5時鐘后沿到時鐘后沿到Q=0101第第6時鐘后沿到時鐘后沿到Q=0110第第7時鐘后沿到時鐘后沿到Q=0

37、111第第8時鐘后沿到時鐘后沿到Q=1000第第15時鐘后沿到時鐘后沿到Q=1111第第16時鐘后沿到時鐘后沿到Q=0000在第在第16個時鐘脈沖到時，計數(shù)器復位至個時鐘脈沖到時，計數(shù)器復位至0，因此這個計數(shù)，因此這個計數(shù)器可以計由器可以計由0至至15的數(shù)。如果要計的數(shù)更多，就需要更的數(shù)。如果要計的數(shù)更多，就需要更多的位，即更多的多的位，即更多的JK觸發(fā)器來組成計數(shù)器。如觸發(fā)器來組成計數(shù)器。如8位計數(shù)位計數(shù)器可計由器可計由0至至255的數(shù)，的數(shù)，12位計數(shù)器可計由位計數(shù)器可計由0至至4 095的數(shù)，的數(shù)，16位則可計由位則可計由0至至65 535的數(shù)。圖的數(shù)。圖2.19是可控計數(shù)器的是可控計數(shù)

38、器的電路原理圖。電路原理圖。圖圖2.19圖圖2.18中的中的J，K輸入端是懸浮的，所以每次時鐘脈輸入端是懸浮的，所以每次時鐘脈沖到時，它都要翻轉(zhuǎn)一次。圖沖到時，它都要翻轉(zhuǎn)一次。圖2.19中的各個中的各個J，K輸輸入端連在一起引出來，由計數(shù)控制端入端連在一起引出來，由計數(shù)控制端COUNT的電的電位信號來控制。當位信號來控制。當COUNT為高電位時，為高電位時，JK觸發(fā)器觸發(fā)器才有翻轉(zhuǎn)的可能。當才有翻轉(zhuǎn)的可能。當COUNT為低電位時就不可能為低電位時就不可能翻轉(zhuǎn)。圖翻轉(zhuǎn)。圖2.20是這種計數(shù)器的符號。是這種計數(shù)器的符號。圖圖2.20(2) 同步計數(shù)器同步計數(shù)器 (synchronous count

39、er) 行波計數(shù)器的工作原理是在時鐘邊緣到來時開始計數(shù)，行波計數(shù)器的工作原理是在時鐘邊緣到來時開始計數(shù)，由右邊第一位由右邊第一位(LSB)開始，如有進位的話則要一位一位開始，如有進位的話則要一位一位的推進。而每一位觸發(fā)器都需要建立時間的推進。而每一位觸發(fā)器都需要建立時間tp(tp約為約為10納納秒秒)。如果是。如果是16位的計數(shù)器，則最大可能的計一個數(shù)的位的計數(shù)器，則最大可能的計一個數(shù)的時間為時間為160納秒，這就顯得太慢了。納秒，這就顯得太慢了。同步計數(shù)器是將時同步計數(shù)器是將時鐘脈沖同時加到各位的觸發(fā)器的時鐘輸入端鐘脈沖同時加到各位的觸發(fā)器的時鐘輸入端，而將前，而將前一位的輸出端一位的輸出端

40、(Q)接到下一位的接到下一位的JK端去。這樣可以使計端去。這樣可以使計數(shù)器計數(shù)時間只相當于一個觸發(fā)器的建立時間數(shù)器計數(shù)時間只相當于一個觸發(fā)器的建立時間tp，所以，所以同步計數(shù)器在很多微型機中常被使用。為了避免初學同步計數(shù)器在很多微型機中常被使用。為了避免初學者陷到電路分析中去，這里就不介紹具體線路了。者陷到電路分析中去，這里就不介紹具體線路了。(3) 環(huán)形計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器(ring counter)也是由若干個觸發(fā)器組成的。也是由若干個觸發(fā)器組成的。不過，環(huán)形計數(shù)器與上述計數(shù)器不一樣，它只是僅有唯一的不過，環(huán)形計數(shù)器與上述計數(shù)器不一樣，它只是僅有唯一的一個位為高電位，即只有一位為一個位為高電位

41、，即只有一位為1，其他各位為，其他各位為0。圖。圖2.21是是由由D觸發(fā)器組成環(huán)形計數(shù)器的電路原理圖。觸發(fā)器組成環(huán)形計數(shù)器的電路原理圖。圖圖2.21當當CLR端有高電位輸入時，除右邊第端有高電位輸入時，除右邊第1位位(LSB)外，其他各外，其他各位全被置位全被置0(因清除電位因清除電位CLR都接至它們的都接至它們的CLR端端)，而右，而右邊第邊第1位則被置位則被置1(因清除電位因清除電位CLR被引至其被引至其PR端端)。這就是。這就是說，開始時說，開始時Q0=1，而，而Q1，Q2，Q3全為全為0。因此，。因此，D1也等于也等于1，而，而D0=Q3=0。在時鐘脈沖正邊緣來到時，則。在時鐘脈沖正邊

42、緣來到時，則Q0=0，而，而Q1=1，其他各位仍為，其他各位仍為0。第。第2個時鐘脈沖前沿來到時，個時鐘脈沖前沿來到時，Q0=0，Q1=0，而，而Q2=1，Q3仍仍=0。這樣，隨著時鐘脈沖而。這樣，隨著時鐘脈沖而各位輪流置各位輪流置1，并且是在最后一位，并且是在最后一位(左邊第左邊第1位位)置置1之后又之后又回到右邊第回到右邊第1位，這就形成環(huán)形置位，所以稱為環(huán)形計數(shù)位，這就形成環(huán)形置位，所以稱為環(huán)形計數(shù)器。環(huán)形計數(shù)器的符號如圖器。環(huán)形計數(shù)器的符號如圖2.22所示。所示。圖圖2.22環(huán)形計數(shù)器不是用來計數(shù)用，而是用來發(fā)出順序環(huán)形計數(shù)器不是用來計數(shù)用，而是用來發(fā)出順序控制信號的，這在計算機的控制

43、器中是一個很重控制信號的，這在計算機的控制器中是一個很重要的部件。要的部件。(4) 程序計數(shù)器程序計數(shù)器(program counter) 也是一個行波計數(shù)也是一個行波計數(shù)器器(也可用同步計數(shù)器也可用同步計數(shù)器)。不過它不但可以從。不過它不但可以從0開始開始計數(shù)，也可以將外來的數(shù)裝入其中，這就需要一個計數(shù)，也可以將外來的數(shù)裝入其中，這就需要一個COUNT輸入端，也要有一個輸入端，也要有一個LOAD門，程序計數(shù)門，程序計數(shù)器的符號如圖器的符號如圖2.23所示。所示。圖圖2.232.3.4 累加器累加器累加器也是一個由多個觸發(fā)器組成的多位寄存器，累加器也是一個由多個觸發(fā)器組成的多位寄存器，累加器的

44、英文為累加器的英文為accumulator，譯作累加器，譯作累加器，似乎容易產(chǎn)生誤解，以為是在其中進行算術加似乎容易產(chǎn)生誤解，以為是在其中進行算術加法運算。法運算。其實它不進行加法運算，而是作為其實它不進行加法運算，而是作為ALU運算過程的代數(shù)和的臨時存儲處。運算過程的代數(shù)和的臨時存儲處。這種特這種特殊的寄存器在微型計算機的數(shù)據(jù)處理中擔負著殊的寄存器在微型計算機的數(shù)據(jù)處理中擔負著重要的任務。重要的任務。累加器除了能裝入及輸出數(shù)據(jù)外，還能使存儲其累加器除了能裝入及輸出數(shù)據(jù)外，還能使存儲其中的數(shù)據(jù)左移或右移，所以它又是一種移位寄中的數(shù)據(jù)左移或右移，所以它又是一種移位寄存器。累加器的符號如圖存器。累

45、加器的符號如圖2.24所示。所示。圖圖2.248086的寄存器結構的寄存器結構8086CPU內(nèi)部具有內(nèi)部具有14個個16位寄存器，用于提供運位寄存器，用于提供運算，控制指令執(zhí)行和對指令及操作數(shù)尋址。算，控制指令執(zhí)行和對指令及操作數(shù)尋址。包括通用寄存器、段寄存器、控制寄存器組。包括通用寄存器、段寄存器、控制寄存器組。AH ALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDIIPFLAGSCSDSSSES07815AXBXCXDX累加器累加器基址寄存器基址寄存器計數(shù)寄存器計數(shù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器堆棧指針堆棧指針基址指針基址指針源變址寄存器源變址寄存器目的變址寄存器目的變址寄存器指令指針指令指針標志寄

46、存器標志寄存器代碼段寄存器代碼段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器堆棧段寄存器堆棧段寄存器附加段段寄存器附加段段寄存器數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器地址指針和地址指針和變址寄存器變址寄存器控制寄存器組控制寄存器組段寄存器組段寄存器組通用寄存器組通用寄存器組一、通用寄存器組一、通用寄存器組8個個16位通用寄存器分為兩組：數(shù)據(jù)寄存器及地址位通用寄存器分為兩組：數(shù)據(jù)寄存器及地址指針和變址寄存器指針和變址寄存器數(shù)據(jù)寄存器包括數(shù)據(jù)寄存器包括AXAX、BXBX、CXCX和和DXDX。在指令的執(zhí)行過程中即可。在指令的執(zhí)行過程中即可用來寄存操作數(shù)，也可用于寄存操作的結果。用來寄存操作數(shù)，也可用于寄存操作的結果。它們中的每一

47、個又可將高它們中的每一個又可將高8 8位和低位和低8 8位分成獨立的兩個位分成獨立的兩個8 8位寄位寄存器來使用。存器來使用。1616位的數(shù)據(jù)寄存器主要用于存放數(shù)據(jù)，也可以位的數(shù)據(jù)寄存器主要用于存放數(shù)據(jù)，也可以用來存放地址。而用來存放地址。而8 8位寄存器（位寄存器（AHAH、ALAL、BHBH、BLBL、CHCH、CLCL、DHDH和和DLDL）只能用于存放數(shù)據(jù)。）只能用于存放數(shù)據(jù)。1、數(shù)據(jù)寄存器、數(shù)據(jù)寄存器地址指針和變址寄存器包括地址指針和變址寄存器包括SP、BP、SI和和DI。這組。這組寄存器在功能上的功能上的共同點是：在對寄存器寄存器在功能上的功能上的共同點是：在對寄存器操作數(shù)尋址時，

48、用于形成操作數(shù)尋址時，用于形成20位物理地址碼的組成部位物理地址碼的組成部分。在任何情況下，他們都不能獨立地形成訪問內(nèi)分。在任何情況下，他們都不能獨立地形成訪問內(nèi)存的地址碼，因為他們都只有存的地址碼，因為他們都只有16位。訪問存儲器的位。訪問存儲器的地址碼由段地址（存放在段寄存器中）和段內(nèi)偏移地址碼由段地址（存放在段寄存器中）和段內(nèi)偏移地址兩部分構成。而這地址兩部分構成。而這四個寄存器主要存放段內(nèi)偏四個寄存器主要存放段內(nèi)偏移地址的全部或一部分移地址的全部或一部分。下面來說明段寄存器和地。下面來說明段寄存器和地址形成的方法。址形成的方法。2、地址指針和變址寄存器、地址指針和變址寄存器SP(Sta

49、ck Pointer)堆棧指針。用于存放堆棧操作（壓堆棧指針。用于存放堆棧操作（壓入或彈出）地址的段內(nèi)偏移地址。其段地址由段寄入或彈出）地址的段內(nèi)偏移地址。其段地址由段寄存器存器SS提供。提供。BP(Base Pointer)基址指針。在某些間接尋址方式中，基址指針。在某些間接尋址方式中，BP用來存放段內(nèi)偏移地址的一部分。特別之的說明用來存放段內(nèi)偏移地址的一部分。特別之的說明的是，凡包含的是，凡包含BP的尋址方式中，無特別說明，其段的尋址方式中，無特別說明，其段地址由段寄存器地址由段寄存器SS提供。提供。SI(Source Index)和和DI(Destination Index)變址寄存器變

50、址寄存器。在某些間接尋址方式中，。在某些間接尋址方式中，SI和和DI用來存放段內(nèi)偏用來存放段內(nèi)偏移地址的全部或一部分。在字符串操作指令中，移地址的全部或一部分。在字符串操作指令中，SI用作源變址寄存器，用作源變址寄存器，DI用作目的變址寄存器。用作目的變址寄存器。寄存器名稱寄存器名稱特定用法特定用法AX,AL在乘法或除法指令中作累加器在乘法或除法指令中作累加器在在I/O指令中用作數(shù)據(jù)寄存器指令中用作數(shù)據(jù)寄存器AH在在LAFH指令中用作目的寄存器指令中用作目的寄存器AL在在BCD碼及碼及ASCII碼運算指令中作累加器碼運算指令中作累加器在在XLAT指令中作累加器指令中作累加器BX在間接尋址中作地

51、址寄存器在間接尋址中作地址寄存器在間接尋址中作基址寄存器在間接尋址中作基址寄存器在在XLAT指令中作為基址寄存器指令中作為基址寄存器CX在循環(huán)指令和字符串指令中作循環(huán)次數(shù)的計數(shù)寄存器在循環(huán)指令和字符串指令中作循環(huán)次數(shù)的計數(shù)寄存器,每作每作一次循環(huán)一次循環(huán),CX的內(nèi)容自動減的內(nèi)容自動減1CL在移位及循環(huán)移位指令中作移位位數(shù)及循環(huán)移位次數(shù)的計在移位及循環(huán)移位指令中作移位位數(shù)及循環(huán)移位次數(shù)的計數(shù)寄存器數(shù)寄存器DX在在I/O指令間接尋址時作地址寄存器指令間接尋址時作地址寄存器在乘法及除法指令中作輔助累加器（當乘積或被除數(shù)為在乘法及除法指令中作輔助累加器（當乘積或被除數(shù)為32位時存放高位時存放高16位）

52、位）通用寄存器的特定用法通用寄存器的特定用法寄存器名稱寄存器名稱特定用法特定用法BP在間接尋址中作為基址寄存器在間接尋址中作為基址寄存器SP在堆棧操作中作為堆棧指針在堆棧操作中作為堆棧指針SI在字符串指令中作源變址寄存器在字符串指令中作源變址寄存器在間接尋址中作地址寄存器在間接尋址中作地址寄存器在間接尋址中作變址寄存器在間接尋址中作變址寄存器DI在字符串指令中作為目的變址寄存器在字符串指令中作為目的變址寄存器在間接尋址中作地址寄存器在間接尋址中作地址寄存器在間接尋址中作變址寄存器在間接尋址中作變址寄存器續(xù)表二、段寄存器組二、段寄存器組訪問存儲器的地址碼由段地址和段內(nèi)偏移地址兩部分訪問存儲器的地

53、址碼由段地址和段內(nèi)偏移地址兩部分組成。段寄存器用來存放段地址?？偩€接口組成。段寄存器用來存放段地址?？偩€接口BIU設設置置4個段寄存器。個段寄存器。CPU可以通過可以通過4個段寄存器訪問存?zhèn)€段寄存器訪問存儲器中儲器中4個不同的段。四個段寄存器分別是：個不同的段。四個段寄存器分別是：CS(Code Segment)代碼段寄存器。它存放當前執(zhí)行程代碼段寄存器。它存放當前執(zhí)行程序所在段的段地址。序所在段的段地址。CS的內(nèi)容左移四位再加上指令的內(nèi)容左移四位再加上指令指針指針I(yè)P的內(nèi)容就是下一條要執(zhí)行的指令地址。的內(nèi)容就是下一條要執(zhí)行的指令地址。DS(Data Segment)數(shù)據(jù)段寄存器。它存放當前數(shù)

54、據(jù)段數(shù)據(jù)段寄存器。它存放當前數(shù)據(jù)段的段地址。通常數(shù)據(jù)段用來存放數(shù)據(jù)和變量。的段地址。通常數(shù)據(jù)段用來存放數(shù)據(jù)和變量。DS的內(nèi)容左移四位再加上按指令中存儲器尋址方式計的內(nèi)容左移四位再加上按指令中存儲器尋址方式計算出來的偏移地址，即為對數(shù)據(jù)段制定單元讀寫的算出來的偏移地址，即為對數(shù)據(jù)段制定單元讀寫的地址。地址。SS(Stack Segment)堆棧段寄存器。它存放堆棧段的段堆棧段寄存器。它存放堆棧段的段地址。堆棧是存儲器中開辟的按后進先出原則組織地址。堆棧是存儲器中開辟的按后進先出原則組織的一個特別存儲區(qū)。主要用于調(diào)用子程序時，保留的一個特別存儲區(qū)。主要用于調(diào)用子程序時，保留返回主程序的地址和保存進

55、入子程序?qū)⒁淖兤渲捣祷刂鞒绦虻牡刂泛捅４孢M入子程序?qū)⒁淖兤渲档募拇嫫鞯膬?nèi)容。對堆棧進行操作（壓入或彈出）的寄存器的內(nèi)容。對堆棧進行操作（壓入或彈出）的地址由的地址由SS的左移四位再加上的左移四位再加上SP的內(nèi)容得到。的內(nèi)容得到。ES(Extra Segment)附加段寄存器。附加段是一個附加段寄存器。附加段是一個附加數(shù)據(jù)段。附加段是在進行字符串操作是作附加數(shù)據(jù)段。附加段是在進行字符串操作是作為目的區(qū)地址使用的，為目的區(qū)地址使用的，ES存放附加段的段地址存放附加段的段地址，DI存放目的區(qū)的偏移地址。存放目的區(qū)的偏移地址。DS和和ES都要由用都要由用戶用程序設置初值。若戶用程序設置初值。若DS

56、和和ES的初值相同，則的初值相同，則數(shù)據(jù)段和附加段重合。數(shù)據(jù)段和附加段重合。三、控制寄存器組三、控制寄存器組1、指令指針（、指令指針（Instruction Pointer）指令指針相當于程序計數(shù)器指令指針相當于程序計數(shù)器PC。它保存下一條要執(zhí)。它保存下一條要執(zhí)行的指令的偏移地址，用于調(diào)試程序。某些指令如行的指令的偏移地址，用于調(diào)試程序。某些指令如轉(zhuǎn)移指令、過程調(diào)用指令和返回指令等將改變轉(zhuǎn)移指令、過程調(diào)用指令和返回指令等將改變IP的的內(nèi)容。內(nèi)容。2、標志寄存器（、標志寄存器（FLAG）共共9個標志寄存器。其中個標志寄存器。其中6個是反映前一次涉及個是反映前一次涉及ALU操作結果的狀態(tài)標志，操作

57、結果的狀態(tài)標志，3個是控制個是控制CPU操作特征的操作特征的控制標志?？刂茦酥?。CF(Carry Flag)進位標志。如果加法時最高位（對字進位標志。如果加法時最高位（對字節(jié)操作是節(jié)操作是D7 位，對字操作是位，對字操作是D15 ）產(chǎn)生進位或減法）產(chǎn)生進位或減法時最高位產(chǎn)生錯位，則時最高位產(chǎn)生錯位，則CF=1,否則否則CF=0。PF(Parity Flag)奇偶標志。如果操作結果的低奇偶標志。如果操作結果的低8位中含位中含有偶數(shù)個有偶數(shù)個1，PF=1，否則，否則PF=0。AF(Auxiliary Carry Flag)輔助進位標志。如果在加法輔助進位標志。如果在加法時時D3 位有進位或減法時位

58、有進位或減法時D3 位有借位則位有借位則 AF=1,否則否則AF=0。ZF(Zero Flag)零標志。如果運算結果各位都為零。則零標志。如果運算結果各位都為零。則ZF=1,否則否則ZF=0。SF(Sign Flag)符號標志。它總是和結果的最高位相同。因符號標志。它總是和結果的最高位相同。因為在補碼運算時的最高位是符號位，所以運算結果為負為在補碼運算時的最高位是符號位，所以運算結果為負時，時，SF=1，否則，否則SF=0。OF(Overflow Flag)溢出標志。在加或者減運算中結果超出溢出標志。在加或者減運算中結果超出8位或位或16位有符號數(shù)所能表示的范圍時，產(chǎn)生溢出，位有符號數(shù)所能表示

59、的范圍時，產(chǎn)生溢出，OF=1,否則否則OF=0。DF(Direction)方向標志?？捎弥噶铑A置。字符串操作指令方向標志?？捎弥噶铑A置。字符串操作指令執(zhí)行是受它的控制。當執(zhí)行是受它的控制。當DF=0時，執(zhí)行串操作指令，變址時，執(zhí)行串操作指令，變址寄存器地址自動遞增；當寄存器地址自動遞增；當DF=1時，則變址寄存器地址自時，則變址寄存器地址自動遞減。則該標志位可控制地址朝增大的方向或減小的動遞減。則該標志位可控制地址朝增大的方向或減小的方向改變。方向改變。IF(Interrupt Enable Flag)中斷允許標志?？捎弥噶铑A中斷允許標志。可用指令預置。當置。當IF=1時，時，CPU可響應可屏

60、蔽中斷請求；當可響應可屏蔽中斷請求；當IF=0時，時，CPU不響應可屏蔽中斷請求。不響應可屏蔽中斷請求。TF(Trap Flag)陷阱標志。若陷阱標志。若TF=1，則，則CPU處于單步處于單步執(zhí)行指令工作方式。執(zhí)行指令工作方式。IBM PC系統(tǒng)中，用系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)中，用系統(tǒng)調(diào)試程序程序DEBUG時，時，T命每執(zhí)行一條指令就自動產(chǎn)生一命每執(zhí)行一條指令就自動產(chǎn)生一次類型次類型1的內(nèi)部中斷。令就是利用這種中斷，服務的內(nèi)部中斷。令就是利用這種中斷，服務子程序的功能是顯示所有寄存器的當前值和將要執(zhí)子程序的功能是顯示所有寄存器的當前值和將要執(zhí)行的下一條指令。行的下一條指令。例：假如前一條指令執(zhí)行例：假如前一