控制寄存器和系统地址寄存器
寄存器的基础知识
寄存器的基础知识什么是寄存器？寄存器（Register）是计算机中一种用来存储和操作数据的硬件元件。
它由一组存储单元组成，每个存储单元可以存储一个固定大小的数据。
寄存器在计算机中扮演着重要的角色，可以存储算术运算的操作数、控制信号、地址信息等。
寄存器的分类根据功能和使用方式，寄存器可以分为以下几种类型：通用寄存器通用寄存器（General Purpose Register）是最常见的寄存器类型，其用途十分广泛。
它们用来存储临时数据、变量、函数参数等。
通用寄存器通常具有较小的存储容量，例如x86架构中的EAX、EBX、ECX和EDX寄存器，每个寄存器都有32位大小。
累加寄存器累加寄存器（Accumulator Register）主要用于执行算术和逻辑运算。
它是一种特殊的通用寄存器，在运算过程中存储中间结果和最终结果。
累加寄存器在某些指令集架构中有特殊优化，因此在一些特定的计算任务中性能更好。
状态寄存器状态寄存器（Flag Register）用于存储处理器的运行状态和标志位。
例如，它可以存储条件运算的结果，比如是否相等、是否溢出等。
状态寄存器通常由多个二进制位组成，每个位上的值表示某一种状态。
通过读取和设置状态寄存器的位，程序可以获得有关处理器的各种信息。
指令指针寄存器指令指针寄存器（Instruction Pointer Register）存储下一条将要执行的指令的内存地址。
在程序执行过程中，处理器会不断读取指令指针寄存器中的值，并自动递增以指向下一条指令。
指令指针寄存器的值可以由程序员修改，以实现跳转、函数调用等操作。
寄存器的操作寄存器在计算机中起到存储和操作数据的作用，它可以执行多种操作，包括读取、写入、清零等。
寄存器与其他存储器件（如内存）相比，读取和写入速度更快，但容量较小。
寄存器的操作可以通过特定的指令来完成，这些指令通常是处理器指令集中的一部分。
下面是一些常见的寄存器操作：1.读取寄存器：通过读取指令将寄存器的值加载到处理器的内部寄存器中，以供后续指令使用。
Intel80386CPU
Intel80386CPUIntel 80386 CPU簡單了解運⾏模式⼀般CPU只有⼀种运⾏模式，能够⽀持多个程序在各⾃独⽴的内存空间中并发执⾏，且有⽤户特权级和内核特权级的区分，让⼀般应⽤不能破坏操作系统内核和执⾏特权指令。
80386处理器有四种运⾏模式：实模式、保护模式、SMM模式和虚拟8086模式。
这⾥对涉及ucore的实模式、保护模式做⼀个简要介绍。
实模式：这是个⼈计算机早期的8086处理器采⽤的⼀种简单运⾏模式，当时微软的MS-DOS操作系统主要就是运⾏在8086的实模式下。
80386加电启动后处于实模式运⾏状态，在这种状态下软件可访问的物理内存空间不能超过1MB，且⽆法发挥Intel 80386以上级别的32位CPU的4GB内存管理能⼒。
实模式将整个物理内存看成分段的区域，程序代码和数据位于不同区域，操作系统和⽤户程序并没有区别对待，⽽且每⼀个指针都是指向实际的物理地址。
这样⽤户程序的⼀个指针如果指向了操作系统区域或其他⽤户程序区域，并修改了内容，那么其后果就很可能是灾难性的。
保护模式：保护模式的⼀个主要⽬标是确保应⽤程序⽆法对操作系统进⾏破坏。
实际上，80386就是通过在实模式下初始化控制寄存器（如GDTR，LDTR，IDTR与TR等管理寄存器）以及页表，然后再通过设置CR0寄存器使其中的保护模式使能位置位，从⽽进⼊到80386的保护模式。
当80386⼯作在保护模式下的时候，其所有的32根地址线都可供寻址，物理寻址空间⾼达4GB。
在保护模式下，⽀持内存分页机制，提供了对虚拟内存的良好⽀持。
保护模式下80386⽀持多任务，还⽀持优先级机制，不同的程序可以运⾏在不同的特权级上。
特权级⼀共分0～3四个级别，操作系统运⾏在最⾼的特权级0上，应⽤程序则运⾏在⽐较低的级别上；配合良好的检查机制后，既可以在任务间实现数据的安全共享也可以很好地隔离各个任务。
內存架構地址是访问内存空间的索引。
⼀般⽽⾔，内存地址有两个：⼀个是CPU通过总线访问物理内存⽤到的物理地址，⼀个是我们编写的应⽤程序所⽤到的逻辑地址（也有⼈称为虚拟地址）。
《计算机硬件技术基础(第三版)》第3章 32位微处理器
（１）总线接口部件 总线接口部件与片内Cache外部总线接口实行的是逻辑接口连接。当访问 Cache出现没命中、或需更改系统存储器内容、或需向Cache写入某些信 息时，就要通过总线接口从外部存储器系统中取出一批数据。 （２）预取缓冲部件 预取缓冲部件 取指令是指从高速缓冲存储器Cache内或从内存储器中取出指令代码， 以备译码之用的操作。 （３）指令译码部件 指令译码部件 译码操作， 一是检查一条指令的格式， 二是确定它是哪种类型操作的指令，并给出这条指令所需的操作数。 （４）控制部件 控制部件 Pentium微处理器控制部件的作用是，负责解释来自指令译码部件的 指令字和控制ROM的微代码。控制部件的输出控制着整数流水线部件和 浮点部件。 （5）执行部件 执行部件 是微处理器用于执行指令所规定的具体操作的CPU的核心硬件部分。 这些非常具体的操作是指诸如数值运算、逻辑操作以及分支转移处理等。
为了支持在Pentium内采用的分支转移预测新技术，芯片内装备有两个 预取缓冲存储器，一个是以线性方式来预取代码，另一个则是根据分支转 移目标缓冲器（BTB）预取代码。这样就可以保证在执行之前将所需用的 指令从存储器预取出来。 由于Pentium采用了这项技术，可以在无延迟的情况下正确地预测各 种转移。另外，V流水线中的条件转移指令可以与一条比较类指令成对执 行，当然也可以与U流水线中的置标志指令配合执行。但Pentium作到了 与现有软件是完全兼容，所以不必修改现有软件。
计算机硬件技术基础
3．1 ．
CISC和RISC 和
1 复杂指令系统计算机 复杂指令系统计算机—CISC 每一种微处理器的CPU都有属于它自己的指令系统。 CPU正是通过执行一系列的特定的指令来实现应用程序 的某种功能。像Intel x86系列，为了增加新的功能， 就必须增加新的指令；另一方面，为了保持向上兼容， 又必须保留原有的指令。每条指令又有若干个不同的操 作字段，用来说明要操作的数据类型，以及存放的位置。 这就意味着一个较大的指令系统和复杂的寻址技术。以 这样的微处理器为平台的计算机系统就是“复杂指令系 统计算机”(CISC)。 CISC也有许多优点，如指令经编译后生成的指令程 序较小执行起来较快，节省硬件资源。像存取指令的次 数少，占用较少的存储器等。
CPU
DR5
留用
测试寄存器
DR6 断点状态
DR7 断点状态
调试寄存器
80486提供8个32位的可编程寄存器DR0—DR7支持调试 功能，定义5个32位测试寄存器TR3—TR7增强系统的可测性。
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4 浮点寄存器：
80486的FPU中包含13个浮点寄存器，其中 •R0—R7共8个80位寄存器， •16位的标志寄存器用来记录每个数据寄存器 的内容， •16位控制寄存器完成浮点运算中的精度控制 、舍入控制等， •16位状态寄存器反映运算中FPU的状态， •二个48位的指令和数据指针寄存器提供对程 序异常处理的支持。
第2章 32位微处理结构
第1节 80x86 CPU的结构 第2节 80x86 CPU的寄存器组 第3节 微处理器的工作模式 第4节微处理器芯片的引脚信号 第5节 微处理器的总线周期
1
计算机的基本工作原理
定时电路
地址总线
输出设备
CPU
MEM
I/O
输入设备
接口
DMA
数据总线
控制总线
2
8086/88 CPU 的详细框图
CR3：保存当前任务的总目录在内存的基地址
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GDTR
32位基地址
16位界限
IDTR
16位选择符 32位基地址 LDTR
16位界限 16位其它属性
TR
GDTR：全局描述符表寄存器，保存全局描述符表GDT的起始地址 和大小
IDTR：中断描述符表寄存器，保存中断描述符表基地址和16位界限
LDTR：局部描述符表寄存器，保存局部描述符表LDT的起始地址 和大小
FLAGS EFLAGS
CF：进位标志 PF ：奇偶标志 AF： 辅助进位标志 ZF
微机原理与接口技术复习资料(概念背诵)
1、微处理器（CPU）由运算器、控制器、寄存器组三部分组成。
2、运算器由算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组及内部总线三部分组成。
3、控制器的功能有指令控制、时序控制、操作控制，控制器内部由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件以及微操作控制部件（核心）组成。
4、8088与存储器和I/O接口进行数据传输的外部数据总线宽度为8位，而8086的数据总线空度为16位。
除此之外，两者几乎没有任何差别。
5、在程序执行过程中，CPU总是有规律的执行以下步骤：a从存储器中取出下一条指令b指令译码c如果指令需要，从存储器中读取操作数d执行指令e如果需要，将结果写入存储器。
6、8088/8086将上述步骤分配给了两个独立的部件：执行单元EU、总线接口单元BIU。
EU作用：负责分析指令（指令译码）和执行指令、暂存中间运算结果并保留结果的特征，它由算数逻辑单元（运算器）ALU、通用寄存器、标志寄存器、EU控制电路组成。
BIU作用：负责取指令、取操作、写结果，它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器、总线控制逻辑组成。
7、8088/8086CPU的内部结构都是16位的，即内部寄存器只能存放16位二进制码，内部总线也只能传送16位二进制码。
8、为了尽可能地提高系统管理（寻址）内存的能力，8088/8086采用了分段管理的方法，将内存地址空间分为了多个逻辑段，每个逻辑段最大为64K个单元，段内每个单元的地址长度为16位。
9、8088/8086系统中，内存每个单元的地址都有两部分组成，即段地址和段内偏移地址。
10、8088/8086CPU都是具有40条引出线的集成电路芯片，采用双列直插式封装，当MN/MX=1时，8088/8086工作在最小模式，当MN/MX=0时，8088/8086工作在最大模式。
11、8088/8086 CPU内部共有14个16位寄存器。
按其功能可分为三大类，即通用寄存器（8个）、段寄存器（4个）、控制寄存器（2个）。
寄存器PLC地址与寄存器modbus协议地址
寄存器PLC地址与寄存器modbus协议地址寄存器PLC地址指存放于控制器中的地址，这些控制器可以是PLC，也可以使触摸屏，或是⽂本显⽰器。
PLC地址⼀般采⽤10进制描述，共有5位，其中第⼀位代码寄存器类型。
第⼀位数字和寄存器类型的对应关系如表1所⽰。
PLC地址例如40001、30002等。
寄存器modbus协议地址指通信时使⽤的寄存器地址，在实际编程中，由于寄存器PLC地址前缀的区分作⽤，所以只需说明后4位数，⽽且需转换为4位⼗六进制地址。
例如PLC地址40001对应寻址地址0x0000，40002对应寻址地址0x0001，寄存器寻址地址⼀般使⽤16进制描述。
再如，PLC寄存器地址40003对应协议地址0002，PLC寄存器地址30003对应协议地址0002。
在实际编程中，由于前缀的区分作⽤，所以只需说明后4位数，⽽且需转换为4位⼗六进制地址。
⽀持 Modbus 协议的设备或软件，使⽤时⽤户直接设置或看到的应 当是 Modbus 数据地址。
Modbus 地址所访问的数据，是通过各种 “功能”读写⽽来。
功能码是 Modbus 地址的底层。
如果 Modbus 通 信的⼀⽅提供的所谓 Modbus 协议只有功能码，则需要注意了解此 功能号与 Modbus 地址间的对应关系。
使⽤ modbus 地址时应注意下述问题：1）40001~4xxxx 是美国 modicon 公司和 ge 公司 plc 使⽤的 modbus 地址，它是基于1的地址，即同类元件的⾸地址为1。
西门⼦plc 的 modbus 地址是基于0的地址。
2）美国的 modbus 地址左起第2位⽤来表⽰元件的类型，例如 i0.0的 modbus 地址为010001。
因为数据类型已经包含在功能码中了，西门⼦的 i0.0的 modbus 地址实际上为000000， i2.0的 modbus 地址为 000016（或⼗六进制数16#0010） ，⽽不是010017。
清华大学微机原理32位微处理器
7
1.2 80386的寄存器
80386微处理器中有通用寄存器、段寄存器、指令指针和标 志寄存器、系统地址寄存器、控制寄存器、调试寄存器以及测试 寄存器等，如下图所示。
8
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.2 80386的寄存器
1. 通用寄存器 80386中设置8个32位通用寄存器，如下图所示。它们的用法
与8086相同，也可当作8位、16位寄存器用。若作32位寄存器使 用，前面必须加字符E。
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1.2 80386的寄存器
2. 段寄存器 80386中设置6个16位段寄存器和6个64位描述符寄存器。其
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2.3 总线传送机制
32位微处理器的所有数据传送都是由一个或多个总线周期来 完成。1字节、2字节或4字节的逻辑数据操作数可以在物理地址不 对界的情况下传送。在对界时的操作数只需要1个总线周期，而对 于不对界时的操作数就需要2个或3个总线周期。
80X86地址信号的设计可以简化外部系统的硬件。高位地址 由A2~A31提供。低位地址则以BE0~BE3形式提供了32位数据总 线4个字节的选择信号。
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1.2 80386的寄存器
CR1保留给将来开发的Intel微处理器使用；CR2包含一个32 位的线性地址，指向发生最后一次页故障的地址；CR3包含页目 录表的物理基地址，因为80386中的页目录表总是在页的整数边 界上，每4KB为一页，所以CR3的低端12位保持为“0”。 5. 系统地址寄存器
80386中设置4个专用的系统地址寄存器，它们是GDTR、 IDTR、LDTR和TR。GDTR和IDTR长48位，LDTR和TR长16位。 GDTR用来存放全局描述符表的基地址(32位)和限值(16位)； IDTR用来存放中断描述符表的基地址(32位)和限值(16位)；LDTR 用来存放局部描述符表的段选择字；TR用来存放任务状态段表的 段选择字。
微机原理课后习题参考答案
微机原理课后习题参考答案(总25页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--上册第一章P9微处理器、微型计算机、微型计算机系统的区别是什么答：（1）微型计算机中的运算器和控制器合起来称为中央处理器，也就是微处理器，又称微处理机。
（2）微型计算机是由cpu、主存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。
（3）微型计算机系统由微型计算机、输入/输出设备、外存储器、系统软件、电源、面板和机架等组成。
微型计算机由哪些基本部分构成微型计算机是由cpu、主存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。
说明CISC、RISC及其主要区别。
CISC是指复杂指令系统计算机，RISC是指精简指令系统计算机。
他们的区别在于不同的CPU设计理念和方法。
RISC指令系统仅包含哪些必要的经常使用的指令，不经常使用的功能，往往通过基本指令组合来完成。
完成特殊功能时效率比较低。
CISC的指令系统比较丰富，一些特殊功能都有相应的指令。
处理特殊任务效率较高。
RISC对存储器操作相对简单，使对存储器访问的控制简化；而CISC机器的存储器操作指令较多，对存储器的访问有更多的指令直接操作，要求的控制逻辑比较复杂。
RISC在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CISC机器是在一条指令执行结束后响应中断。
RISC CPU的电路构成比CISC CPU简单，因此面积小、功耗也更低；CISC电路CPU电路复杂，同水平比RISC CPU面积大、功耗大。
RISC CPU结构比较简单，布局紧凑规整，设计周期较短，比较容易采用一些并行计算的最新技术；CISC CPU结构复杂，设计周期长，技术更新难度大。
从使用角度看，RISC 微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用；CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。
第二章8086CPU 由哪两大部分组成简述它们的主要功能。
总线接口部件BIU跟执行部件EU。
单片机中寄存器的作用
单片机中寄存器的作用单片机中寄存器的作用1、寄存器的作用寄存器是单片机中最重要的部件之一，它可以保存信息(数据和指令)，以及控制信号。
寄存器可以把数据存放在内部，以便处理器对其进行操作。
所有的电脑、控制系统中都要求有寄存器，它们可以依据操作系统、存储器或处理器的要求，在操作系统、存储器或处理器之间传递信息。
2、寄存器的功能（1）存储寄存器存储寄存器是一种用于存放控制指令、地址、数据等信息的存储器，可以把各种信息存放在内部，以便处理器对其进行操作。
（2）控制寄存器控制寄存器用来控制电路的运行，它可以把外部信号转换成内部控制信号。
（3）状态寄存器状态寄存器可以把外部信号转换成内部状态码，用来描述当前的状态，它可以用来检测、追踪和控制系统的运行状态，例如报警状态、可断电状态等。
（4）状态传感器状态传感器是一种特殊的寄存器，它能够检测电路中的状态，可以通过状态传感器确定电路的某个状态是否合法。
（5）常量存储器常量存储器是一种用于存储固定数据的存储器，它可以把特定的值存储下来，以便在日后使用。
例如，时钟时间、计算机参数或系统参数等。
3、寄存器的用途（1）控制存储器存储器可以把指令和数据存放在寄存器上，以便处理器读取它。
存储器可以将指令转换成控制信号，以便处理器能够控制其他电路的运行。
（2）状态检测状态寄存器可以用来检测系统的状态，比如有无故障，有无内存空间，有无电源等。
它可以帮助程序员更好的控制电路的运行，实现系统的自检和自动恢复。
（3）定时器定时器是一种特殊的寄存器，它能够定时记录系统的运行时间，也可以用来生成时钟信号，以便系统能够在合适的时间进行操作。
威纶通内部寄存器说明
威纶通内部寄存器说明威纶通（WeLink）是一种常用于嵌入式系统中的通信协议，该协议定义了一系列的内部寄存器，用于实现数据传输、配置和控制等功能。
本文将对威纶通内部寄存器进行详细说明，以帮助读者更好地理解和应用该协议。
一、寄存器类型及作用1. 控制寄存器（Control Register）：该寄存器用于控制威纶通的工作模式和参数配置。
通过写入特定的值，可以实现数据传输的启动、停止以及各种模式的切换。
2. 状态寄存器（Status Register）：该寄存器记录了当前的传输状态和错误信息。
通过读取该寄存器，可以获取传输是否成功、是否发生错误以及错误类型等信息。
3. 数据寄存器（Data Register）：该寄存器用于存储待传输的数据。
通过写入数据到该寄存器中，可以实现数据的发送；通过读取该寄存器中的数据，可以获取接收到的数据。
二、寄存器地址和访问方式威纶通内部寄存器采用统一的地址空间进行编址。
不同的寄存器通过不同的地址进行访问。
下面是寄存器地址及其对应的访问方式的示例：1. 控制寄存器（Address: 0x00）：写入特定的值来配置控制参数。
2. 状态寄存器（Address: 0x01）：读取该寄存器来获取当前的传输状态和错误信息。
3. 数据寄存器（Address: 0x02）：写入数据到该寄存器中进行发送；读取该寄存器中的数据来获取接收到的数据。
在使用威纶通协议时，通过访问相应的寄存器地址，可以实现对控制、状态和数据的读写操作，从而进行数据的传输和配置。
三、寄存器配置示例以下是一个基于威纶通协议的简单示例，用于演示如何通过寄存器配置实现数据传输：1. 设置传输模式：写入控制寄存器（Address: 0x00）的特定值，选择传输模式（如单向传输、双向传输等）。
2. 发送数据：将待发送的数据写入数据寄存器（Address: 0x02），通过特定的数据格式进行封装，以实现数据的发送。
3. 接收数据：读取数据寄存器（Address: 0x02）中的数据，通过解析特定的数据格式，获取接收到的数据。
2022年微机原理与接口技术试题及答案
一.选择(每题 1 分)以下问题中的四个选项中惟独一个是正确的。
请在相应的空白位置填写正确的选项编号。
1.系统总线也称为__________________。
1) 主板总线 2)内部总线 3)内部总线 4)本地总线2．目前市场上出售的台式 pc 机中 pentium4 微处理器的主频普通为 1)0.5ghz 摆布 2) 1ghz 摆布 3) 3ghz 摆布 4) 5ghz 以上 3..按诺依曼结构理论，下面哪个不是计算机组成部分： 1)运算器 2)控制器 3)打印机 4)复印机4.程序员不能直接使用的寄存器是__________1)通用寄存器 2)指令指针寄存器 3)标志寄存器 4)段寄存器5.奔腾微处理器的结构被称为超标量结构，是因为以下哪一个原因？ 1) 奔腾微处理器不仅可以执行 32 位操作，还可以执行 64 位操作。
2) 奔腾微处理器包含多条指令管道和多个执行组件。
3) 数据传输速度非常快，每一个总线周期最多可以传输 4 个 64 位数据。
4) 微处理器芯片中集成的晶体管数量超过 100 万个，耗电巨大6．在任何时刻，存储器中会有一个程序是现役的，每一个现役程序最多可以使用___________① 3 段② 4 段③ 5 段④ 6 段 7。
奔腾微处理器配备 5 个控制寄存器。
没有定义，但供将来使用_______1) cr12) cr23) cr34) cr48．pentium 地址总线是 32 位的，它的内部数据总线的宽度是： 1) 16 位 2) 32 位 3)64 位 4) 36 位9.奔腾寄存器可分为浮点寄存器、系统级寄存器等。
1)22)33)44)510．属于系统级寄存器的是________。
1) 系统地址寄存器和控制寄存器 2)通用寄存器和系统地址寄存器 3)通用寄存器和控制寄存器 4)系统地址寄存器和段寄存器11.下面是关于 cpu 与 cache 之间关系的描述，其中正确的一条描述是： 1)cache 中存放的是主存储器中一部份信息的映像 2)用户可以直接访问cache3) 片上缓存的容量远大于二级缓存。
计算机组成原理 第 4 章 存储器系统(修改版)
磁芯存储器
2013-11-14
10
3.5英寸软盘
2013-11-14
11
硬盘
2013-11-14
12
(2)半导体存储器
• 半导体存储器是用半导体器件组成的存储器。 • 根据制造工艺不同，可分为双极型和MOS型。
2013-11-14
13
U盘
2013-11-14
14
(3) 光存储器
• 利用光学原理制成的存储器，它是通过 能量高度集中的激光束照在基体表面引 起物理的或化学的变化，记忆二进制信 息。如光盘存储器。
2013-11-14
3
4.1.1
存储器分类
• 1．按与CPU的连接和功能分类
• (1) 主存储器 CPU能够直接访问的存储器。用于存 放当前运行的程序和数据。主存储器设在 主机内部，所以又称内存储器。简称内存 或主存。
2013-11-14
4
(2) 辅助存储器
• 为解决主存容量不足而设置的存储器， 用于存放当前不参加运行的程序和数据。 当需要运行程序和数据时，将它们成批 调入内存供CPU使用。CPU不能直接访问 辅助存储器。 • 辅助存储器属于外部设备，所以又称为 外存储器，简称外存或辅存。
写操作（存操作） 地址 （MAR） AB
MEM
CPU MEM MDR
MEM
CPU
CB 读命令 （Read）
MEM
存储单 元内容 （M）
DB
MEM
CB 写命令 MEM （Write） DB 存储单元 MDR M
2013-11-14
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CPU与主存之间的数据传送控制方式
• 同步控制方式：数据传送在固定的时间间隔内 完成，即在一个存取周期内完成。 • 异步控制方式：数据传送的时间不固定，存储 器在完成读/写操作后，需向CPU回送“存储器 功能完成”信号（MFC），表示一次数据传送完 成。 • 目前多数计算机采用同步方式控制CPU与主存之 间的数据传送。 • 由于异步控制方式允许不同速度的设备进行信 息交换，所以多用于CPU与外设的数据传送中。
汇编语言程序设计教程(第二版)习题参考答案
汇编语言程序设计教程（第二版）习题参考答案第1章计算机基础知识1.计算机的应用分哪几个方面，请举例说明书中未提到的领域的计算机应用。
科学计算、数据处理、计算机控制、计算机辅助设计、人工智能、企业管理、家用电器、网络应用。
书中未提及的如：远程教育、住宅小区控制、飞行系统控制与管理等。
2.简述计算机的发展过程，请查阅相关资料，列出微机的发展过程。
电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路以IBM为例，微机的发展：4004、8008、8080、8086/8088、80286、80386、80486、Pentium 系列3.计算机的字长是怎么定义的，试举例说明。
计算机能同时处理二进制信息的位宽定义为计算机的字长。
如8086能同时进行16位二进制数据的运算、存储和传输等操作，该机器的字长为16位。
4.汇编语言中的基本数据类型有哪些？数值型数据和非数值型数据。
非数值数据如字符、字符串、逻辑值等。
（1）7BCH=011110111100B=1980D（2）562Q=101110010B=370D（3）90D=01011010B=5AH（4）1110100.111B=164.7Q=74.EH30H~39H 41H~5AH 61H~7AH9.在汇编语言中，如何表示二进制、八进制、十进制和十六进制的数值？用相应进制的数值加上进制标记即可。
二进制用B，如10101010B八进制用Q，如437Q。
十进制用D或不用，如54D，或54。
十六进制用H，如27A8H10.完成下列二进制数的加减运算。
（1）10101010 + 11110000 （2）11001100 + 01010100=110011010 =100100000（3）11011010 - 01010010 （4）11101110 - 01001101=10001000 =1010000111.完成下列十六进制数的加减运算。
（1）0FEA9 - 8888=7621H （2）0FFFF - 1234=EDCBH（3）0EAC0 + 0028=EAE8H （4）3ABC + 1678=5134H12.完成下列BCD码的运算。
计算机系统中各种寄存器
计算机系统中各种寄存器计算机系统中的各种寄存器在计算机系统中，寄存器是一种非常重要的组成部分。
它们存储了计算机中的各种数据和指令，使得计算机能够高效地运行各种程序。
在这篇文章中，我们将会探讨计算机系统中的各种寄存器以及它们的作用。
通用寄存器通用寄存器是计算机系统中最常见的寄存器之一。
它们通常用于存储处理器中的操作数和结果，可以用于各种算术和逻辑操作。
在x86架构的处理器中，有8个通用寄存器，分别是EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP和ESP。
其中，EAX寄存器通常用于存储函数的返回值，EBX寄存器通常用于存储内存地址，ECX和EDX寄存器常用于存储循环计数器等。
标志寄存器标志寄存器是存储处理器状态信息的寄存器。
在x86架构的处理器中，标志寄存器由32位组成，其中包括了各种处理器标志，例如零标志（ZF）、进位标志（CF）和溢出标志（OF），以及其他一些控制标志。
标志寄存器通常会在各种算术和逻辑操作中被修改，从而告知程序接下来要执行的操作指令。
节拍寄存器节拍寄存器是某些计算机体系结构中的一种寄存器，用于对计算机的时钟速度进行控制。
节拍寄存器的值通常表示处理器时钟的周期数，可以被用来计算程序执行时间。
不同计算机体系结构中的节拍寄存器可以有不同的名字和特性，例如在早期的8088处理器中，节拍寄存器是由分频器产生，用于控制外部设备的操作。
控制寄存器控制寄存器是控制处理器行为的寄存器，用于管理内存保护、中断控制和处理器超级权限等。
在某些处理器中，控制寄存器还可以用于设置虚拟内存并指定程序代码和数据的位置。
在x86架构的处理器中，控制寄存器包括CR0、CR1、CR2、CR3和CR4。
其中，CR0寄存器用于指定处理器的一些基本行为，例如内存保护和分页模式设置。
状态寄存器状态寄存器是计算机体系结构中的一种寄存器，用于存储处理器的执行状态。
状态寄存器通常包括条件代码、中断屏蔽位和特权级。
在某些计算机体系结构中，状态寄存器还可以用于保存程序执行的地址和数据，以及处理器的一些内部状态信息。
寄存器的工作原理
寄存器的工作原理引言概述：寄存器是计算机中用于存储数据的一种重要组件，它在计算机系统中起着至关重要的作用。
寄存器的工作原理涉及到数据存储、数据传输和数据处理等方面，下面将详细介绍寄存器的工作原理。
一、寄存器的基本概念1.1 寄存器的定义寄存器是一种用于存储和传输数据的小型存储器件，通常位于CPU内部。
它的容量较小，但速度非常快，用于临时存储一些需要频繁访问的数据。
1.2 寄存器的种类寄存器可以分为通用寄存器、特殊寄存器和控制寄存器等不同类型。
通用寄存器用于存储临时数据，特殊寄存器用于存储特定功能的数据，控制寄存器用于控制CPU的操作。
1.3 寄存器的作用寄存器在计算机系统中起着至关重要的作用，它可以提高数据访问速度，减少对内存的访问次数，加快数据处理速度，提高计算机系统的性能。
二、寄存器的存储原理2.1 寄存器的存储单元寄存器的存储单元通常是由触发器或锁存器构成，它们可以存储一个位或多个位的数据，并且能够在需要时读取或写入数据。
2.2 寄存器的存储方式寄存器的存储方式通常采用二进制方式，即将数据以二进制形式存储在寄存器中。
不同类型的寄存器可以存储不同长度的二进制数据。
2.3 寄存器的读写操作寄存器的读写操作是通过CPU控制信号实现的，当CPU需要读取或写入寄存器中的数据时，会发送相应的控制信号给寄存器，完成数据的读取或写入操作。
三、寄存器的数据传输原理3.1 寄存器之间的数据传输寄存器之间的数据传输通常通过数据总线实现，当一个寄存器需要将数据传输给另一个寄存器时，会通过数据总线将数据传输到目标寄存器中。
3.2 寄存器和内存之间的数据传输寄存器和内存之间的数据传输通常通过数据总线和地址总线实现，当CPU需要从内存中读取数据时，会将数据传输到寄存器中进行处理。
3.3 寄存器和I/O设备之间的数据传输寄存器和I/O设备之间的数据传输通常通过I/O总线实现，当CPU需要与外部设备进行数据交换时，会通过寄存器将数据传输到相应的I/O设备中。
51单片机对控制寄存器的赋值方法
51单片机对控制寄存器的赋值方法51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微控制器。
在进行控制操作时，我们需要对其内部的控制寄存器进行赋值，以实现相应的功能。
本文将介绍51单片机对控制寄存器的赋值方法，帮助读者更好地理解并应用于实际开发中。
一、概述控制寄存器是51单片机内部的一种特殊寄存器，用于控制单片机的工作模式、功能和特性。
通过对控制寄存器的赋值，我们可以设置单片机的时钟源、中断使能、IO口状态、定时器模式等各种功能。
掌握对控制寄存器的赋值方法，对于实现所需的功能至关重要。
二、寄存器的赋值方法1. 寄存器的地址在对控制寄存器进行赋值之前，首先需要知道寄存器的地址。
51单片机的控制寄存器地址范围为0x80~0xFF，不同的寄存器对应不同的功能。
可以通过查阅相关资料或者单片机的数据手册来获取寄存器的地址。
2. 寄存器位的定义控制寄存器中的每一位都代表着不同的功能或状态。
在对寄存器进行赋值时，需要清楚每个位的含义。
可以通过查阅单片机的数据手册或者相关资料来获取寄存器位的定义。
3. 赋值方法控制寄存器的赋值方法主要通过对寄存器的位进行赋值。
可以使用位操作指令来实现对寄存器位的操作。
常用的位操作指令有与（AND）、或（OR）、非（NOT）等。
通过这些指令，我们可以将特定的位设置为1或者清零，以实现相应的功能。
三、示例以控制P0口为例，介绍51单片机对控制寄存器的赋值方法。
1. 获取控制寄存器的地址P0口的控制寄存器地址为0x80。
2. 定义寄存器位的含义P0口的控制寄存器P0CON中，各位的含义如下：- P0.0：P0口第0位- P0.1：P0口第1位- P0.2：P0口第2位- P0.3：P0口第3位- P0.4：P0口第4位- P0.5：P0口第5位- P0.6：P0口第6位- P0.7：P0口第7位3. 赋值方法对P0口的控制寄存器进行赋值时，可以通过位操作指令来设置或清零相应的位。
例如，我们需要将P0口的第0位设置为1，可以使用以下代码：```cP0CON |= 0x01;```表示将P0CON寄存器的第0位设置为1。
SD卡驱动相关介绍
1SD /MMC HOST CONTROLER1.1SD中断检测时序SD中断检测时序主要是配置好正常中断状态使能寄存器和正常中断信号使能寄存器相关的bit 位。
主要是卡插入状态使能（ENSTACARDNS）,卡插入信号使能（ENSIGCARDNS），卡移除状态使能（ENSTACARDREM）,卡移除信号使能（ENSIGCARDREM）1.2SD时钟提供时序SD时钟提供按下面的操作进行：A：发送一个SD命令B：检测在4bit模式下SD卡产生的中断。
对于停止SD时钟的提供，只要设置SD时钟使能位为0，该寄存器位在时钟控制寄存器1.2.1时钟改变的函数逻辑SD时钟的改变时通过sdhci_s3c_change_clock()函数来处理，其中主要对时钟控制寄存器和超时控制寄存器进行配置，最后通过sdhci_change_clock（）函数来处理SD时钟设置，其中包括分频值的计算，以及时钟控制寄存器的配置等。
1.3SD总线电压控制时序1.4改变总线宽度时序1：设置卡中断状态使能位为0，屏蔽不正确的中断，当改变总线宽度时2：如果是SD内存卡，执行第4部，如果是其他的卡，执行第3步3：设置CCCR中的IENM为0，通过CMD52命令4：改变SD卡的位模式。
改变SD内存卡总线的宽度（ACMD6），SDIO卡的总线宽度设置通过CCCR设置5：如果你想改变成4位传输模式，设置数据传输宽度（WIDE4）到Host Control 寄存器为1，其他方式下，设置为0.6：如果是SD内存卡，结束操作，如果是其他卡，继续第7步7：设置IENM（CCCR）位1，通过CMD52命令8：设置卡中断状态使能位为11.5数据线超时设置为了检测数据线的超时错误，HOST Driver应该执行下面两个步骤1：计算一个检测超时分频值，把值写超时控制寄存器2：设置超时数据值到超时控制寄存器1.6SD 数据交换执行这节主要描述产生时序和控制各种SD数据交换。
寄存器的原理及应用
寄存器的原理及应用1. 寄存器的定义寄存器是计算机中用来存储和操作数据的一种重要的数据存储元件。
寄存器可以看作是一组连续的二进制存储单元，每个存储单元用于存储一个二进制位。
计算机中的寄存器采用了不同的位数，最常见的有8位、16位、32位和64位寄存器。
寄存器通常用来完成计算机指令的运算和控制。
2. 寄存器的原理寄存器的原理是基于触发器电路实现，在计算机中常用的触发器电路有RS触发器、D触发器和JK触发器。
RS触发器是最基础的触发器，由两个交叉开关组成，分别用来存储电平状态0和1。
D触发器是由RS触发器演化而来，只需要一个输入端口用来存储状态。
JK触发器是在D触发器的基础上进行改进，可以实现更复杂的存储操作。
当计算机执行指令时，需要将数据暂时存储在寄存器中，经过运算和处理后再写回到内存中。
寄存器的读写操作是通过总线来进行的。
当从寄存器中读取数据时，需要将指令传递给寄存器，寄存器会将相应的数据输出到总线上。
当将数据写入寄存器时，需要将数据从总线传递给寄存器进行存储。
3. 寄存器的应用寄存器在计算机系统中具有广泛的应用。
下面列举了一些常见的应用场景：•程序计数器：用于存储当前执行的指令地址，每次执行完一条指令后，程序计数器会自动加1，指向下一条指令的地址。
在程序跳转和中断处理等操作中起到重要的作用。
•数据寄存器：用于存储运算中的临时数据。
在进行算术运算、逻辑运算和移位运算等操作时，需要将数据暂时存储在寄存器中，并进行运算和处理。
•地址寄存器：用于存储内存地址。
在计算机访问内存时，需要知道访问的具体地址，地址寄存器可以存储这些地址信息，方便计算机进行读取和写入操作。
•状态寄存器：用于存储计算机的状态信息。
比如标志寄存器可以存储运算结果的标志位，包括溢出、零、进位等标志位，用于判断运算结果的特性。
•控制寄存器：用于控制计算机的各种操作。
比如中断使能寄存器可以控制是否允许中断，时钟控制寄存器可以控制计算机的时钟频率等。
模型机详细介绍
模型机详细介绍模型机的结构非常复杂，如果对模型机的结果和工作原理不了解的话在做模型机实验时将非常困难，所以在这里对模型机的结构、工作过程和控制器的控制原理等做详细介绍，以让大家更好的进行模型机实验，从而进一步理解计算机组成原理这门课程中的知识。
1. 模型机的结构模型机主要由运算器、控制器、存储器、数据总线、输入输出和时序产生器组成，模型机的结构图如图1所示。
图1模型机结构图(1) 运算器。
运算器又由运算逻辑单元、数据暂存器、通用寄存器组成。
在图1模型机的结构图中，ALU、ALU_G和74299组成运算逻辑单元，其中ALU是由2个4位的74LS181串联成8位的运算器，ALU_G是ALU-G 实现用于控制ALU的运算结果的输出，74299用74LS299实现用于对ALU 的运算结果进行移位运算；数据暂存器在图1中由DR1和DR2组成，DR1 和DR2都是用74LS273实现，它们用于存储运算器进行运算的两个操作数；通用寄存器在图1中由R0、R1和R2组成，R0、R1和R2都是用74LS374 实现，它们用作目的寄存器和源寄存器。
(2) 控制器。
控制器由微程序控制器、指令寄存器、地址寄存器和程序计数器组成。
在图1中微程序控制器表示为MControl，它里面存放了指令系统对应的全部微程序，微程序控制器是由微控制存储器和3个138译码器实现(A138、B138和P138),用于产生控制信号来控制各个组件的工作状态；在图1中指令寄存器表示为IR，指令寄存器由一个74LS273实现，用于存放当前正在执行的指令；在图1中地址寄存器表示为AR，地址寄存器由一个74LS273实现，在读取或者写入存储器时用于指明要读取或写入的地址；程序计数器在图1中由PC_G和PC 组成，其中PC是由八位二进制同步计数器实现，用于产生程序指针pc的下一个值，PC_G由PC-G实现，用于存储程序的程序指针pc的值。
(3) 存储器。
存储器在图1中表示为MEN，存储器用静态随机存储器6116实现，用来存储用户程序和数据。
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二.控制寄存器和系统地址寄存器
80386控制寄存器和系统地址寄存器如下表所示。
它们用于控制工作方式，控制分段管理机制及分页管理机制的实施。
控制寄存器CRx BIT31 BIT30—BIT12 BIT11—BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 CR0 PG 0000000000000000 ET TS EM MP PE CR1 保留
CR2 页故障线性地址
CR3 页目录表物理页码000000000000
BIT47—BIT16 BIT15—BIT0
全局描述符表寄存器GDTR 基地址界限中断描述符表寄存器IDTR 基地址界限
BIT15—BIT0 局部描述符表寄存器LDTR 选择子
任务状态段寄存器TR 选择子BIT31—BIT0 BIT31—BIT0 BIT11—BIT0 基地址界限属性
基地址界限属性
<一>控制寄存器
从上表可见，80386有四个32位的控制寄存器，分别命名位CR0、CR1、CR2和CR3。
但CR1被保留，供今后开发的处理器使用，在80386中不能使用CR1，否则会引起无效指令操作异常。
CR0包括指示处理器工作方式的控制位，包含启用和禁止分页管理机制的控制位，包含控制浮点协处理器操作的控制位。
CR2及CR3由分页管理机制使用。
CR0中的位5—位30及CR3中的位0至位11是保留位，这些位不能是随意值，必须为0。
控制寄存器CR0的低16位等同于80286的机器状态字MSW。
1.保护控制位
控制寄存器CR0中的位0用PE标记，位31用PG标记，这两个位控制分段和分页管理机制的操作，所以把它们称为保护控制位。
PE控制分段管理机制。
PE=0，处理器运行于实模式；PE=1，处理器运行于保护方式。
PG控制分页管理机制。
PG=0，禁用分页管理机制，此时分段管理机制产生的线性地址直接作为物理地址使用；PG=1，启用分页管理机制，此时线性地址经分页管理机制转换位物理地址。
关于分页管理机制的具体介绍在后面的文章中进行。
下表列出了通过使用PE和PG位选择的处理器工作方式。
由于只有在保护方式下才可启用分页机制，所以尽管两个位分别为0和1共可以有四种组合，但只有三种组合方式有效。
PE=0且PG=1是无效组合，因此，用PG为1且PE为0的值装入CR0寄存器将引起通用保护异常。
需要注意的是，PG位的改变将使系统启用或禁用分页机制，因而只有当所执行的程序的代码和至少有一部分数据在线性地址空间和物理地址空间具有相同的地址的情况下，才能改变PG位。
PG和PE 位与处
理器工
作模式PG PE 处理器工作方式
0 0 实模式
0 1 保护模式，禁用分页机制
1 0 非法组合
1 1 保护方式，启用分页机制
2.协处理器控制位
控制寄存器CR0中的位1—位4分别标记为MP(算术存在位)、EM(模拟位)、TS(任务切换位) 和ET(扩展类型位)，它们控制浮点协处理器的操作。
当处理器复位时，ET位被初始化，以指示系统中数字协处理器的类型。
如果系统中存在80387协处理器，那么ET位置1；如果系统中存在80287协处理器或者不存在协处理器，那么ET位清0。
EM位控制浮点指令的执行是用软件模拟，还是由硬件执行。
EM=0时，硬件控制浮点指令传送到协处理器；EM=1时，浮点指令由软件模拟。
TS位用于加快任务的切换，通过在必要时才进行协处理器切换的方法实现这一目的。
每当进行任务切换时，处理器把TS置1。
TS=1时，浮点指令将产生设备不可用(DNA)异常。
MP 位控制W AIT指令在TS=1时，是否产生DNA异常。
MP=1和TS=1时，W AIT产生异常；MP=0时，W AIT指令忽略TS条件，不产生异常。
3.CR2和CR3
控制寄存器CR2和CR3由分页管理机制使用。
CR2用于发生页异常时报告出错信息。
当发生页异常时，处理器把引起页异常的线性地址保存在CR2中。
操作系统中的页异常处理程序可以检查CR2的内容，从而查出线性地址空间中的哪一页引起本次异常。
CR3用于保存页目录表的其始物理地址。
由于目录是页对齐的，所以仅高20位有效，低12 位保留未用。
向CR3中装入一个新值时，低12位必须为0；但从CR3中取值时，低12位被忽略。
每当用MOV指令重置CR3的值时，会导致分页机制高速缓冲区的内容无效，用此方法，可以在启用分页机制之前，即把PG位置1之前，预先刷新分页机制的高速缓存。
CR3寄存器即使在CR0寄存器的PG位或PE位为0时也可装入，如在实模式下也可设置CR3，以便进行分页机制的初始化。
在任务切换时，CR3要被改变，但是如果新任务中CR3的值与原任务中CR3的值相同，那么处理器不刷新分页高速缓存，以便当任务共享也表时有较快的执行速度。
<二>系统地址寄存器
全局描述符表GDT、局部描述符表LDT和中断描述符表IDT等都是保护方式下非常重要的特殊段，它们包含有为段机制所用的重要表格。
为了方便快速地定位这些段，处理器采用一些特殊的寄存器保存这些段的基地址和段界限。
我们把这些特殊的寄存器称为系统地址寄存器。
1.全局描述符表寄存器GDTR
如本文开始处的表格所示，GDTR长48位，其中高32位为基地址，低16位为界限。
由于GDT 不能有GDT本身之内的描述符进行描述定义，所以处理器采用GDTR为GDT这一特殊的系统段提供一个伪描述符。
GDTR给定了GDT，如下图所示。
GDTR中的段界限以字节为单位。
由于段选择子中只有13位作为描述符索引，而每个描述符长8个字节，所以用16位的界限足够。
通常，对于含有N个描述符的描述符表的段界限设为8*N-1。
利用结构类型可定义伪描述符如下：
PDESC STRUC
LIMIT DW 0
BASE DD 0
PDESC ENDS
2.局部描述符表寄存器LDTR
局部描述符表寄存器LDTR规定当前任务使用的局部描述符表LDT。
如本文开始处的表格所示，LDTR类似于段寄存器，由程序员可见的16位的寄存器和程序员不可见的高速缓冲寄存器组成。
实际上，每个任务的局部描述符表LDT作为系统的一个特殊段，由一个描述符描述。
而用于描述符LDT的描述符存放在GDT中。
在初始化或任务切换过程中，把描述符对应任务LDT的描述符的选择子装入LDTR，处理器根据装入LDTR可见部分的选择子，从GDT中取出对应的描述符，并把LDT的基地址、界限和属性等信息保存到LDTR的不可见的高速缓冲寄存器中。
随后对LDT的访问，就可根据保存在高速缓冲寄存器中的有关信息进行合法性检查。
LDTR寄存器包含当前任务的LDT的选择子。
所以，装入到LDTR的选择子必须确定一个位于GDT中的类型为LDT的系统段描述符，也即选择子中的TI位必须是0，而且描述符中的类型字段所表示的类型必须为LDT。
可以用一个空选择子装入LDTR，这表示当前任务没有LDT。
在这种情况下，所有装入到段寄存器的选择子都必须指示GDT中的描述符，也即当前任务涉及的段均由GDT中的描述符来描述。
如果再把一个TI位为1的选择子装入到段寄存器，将引起异常。
3.中断描述符表寄存器IDTR
中断描述符表寄存器IDTR指向中断描述符表IDT。
如本文开始处的表格所示，IDTR长48 位，其中32位的基地址规定IDT的基地址，16位的界限规定IDT的段界限。
由于80386只支持256个中断/异常，所以IDT表最大长度是2K，以字节位单位的段界限为7FFH。
IDTR 指示IDT的方式与GDTR指示GDT的方式相同。
4.任务状态段寄存器TR
任务状态段寄存器TR包含指示描述当前任务的任务状态段的描述符选择子，从而规定了当前任务的状态段。
任务状态段的格式在后面的文章中介绍。
如本文开始处的表格所示，TR 也有程序员可见和不可见两部分。
当把任务状态段的选择子装入到TR可见部分时，处理器自动把选择子所索引的描述符中的段基地址等信息保存到不可见的高速缓冲寄存器中。
在此之后，对当前任务状态段的访问可快速方便地进行。
装入到TR的选择子不能为空，必须索引位于GDT中的描述符，且描述符的类型必须是TSS。
参考资料书名出版社作者《保护方式下的80386及其编程》清华大学出版社周明德主编《80X86汇编语言程序设计教程》清华大学出版社扬季文主编。