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  • 寄存器的基本原理

    2020-09-03 22:52:24
    触发器工作原理:相当于照相机每十秒钟自动按下快门,按下快门后,1秒后传输到输出端,按快门前后,输入端数据不能有变化,称为setup/hold时间 实际D触发器 32个 D触发器相连构成一个寄存器 ...

    在这里插入图片描述
    D触发器,一个数据输入,一个数据输出,一个时钟输入。在这里插入图片描述
    触发器工作原理:相当于照相机每十秒钟自动按下快门,按下快门后,1秒后传输到输出端,按快门前后,输入端数据不能有变化,称为setup/hold时间

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    实际的D触发器

    32个 D触发器相连构成一个寄存器

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  • 工作原理:3.两台相连的D触发器:4.示例图:3.寄存器的构成: 1.寄存器的内部结构: 2.D触发器: 1.触发器基本特征: 2.工作原理: 将左边的显示器与输入端口D连接起来; 不论左边显示器上的内容怎么变,只要时钟端...

    1.寄存器的内部结构:

    在这里插入图片描述

    2.D触发器:

    1.触发器基本特征:

    在这里插入图片描述

    2.工作原理:

    将左边的显示器与输入端口D连接起来;
    不论左边显示器上的内容怎么变,只要时钟端没有按下快门右边显示器的画面是不会变的;(只要时钟端没有改变不论输入端怎么变化输出端都会变化);
    Setup Time(建立时间)是时钟上升沿之前的数据能够保持稳定不变的时间;
    Hold Time(保持时间)是时钟上升沿之后的数据能够保持稳定不变的时间;
    在这里插入图片描述

    3.两台相连的D触发器:

    信息是依次传递的;
    在这里插入图片描述

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    4.示例图:

    clock信息是有规律变化的,in是无规律变化的;
    当clock变为1时(启动上升沿),间隔很短时间内out信息才开始变化,当in信息变为0时并不影响out信息的变化,只有clock信息再次变为1时,间隔很短时间内out信息变为0;
    在这里插入图片描述

    3.寄存器的构成:

    在这里插入图片描述

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  • 8086CPU有14个寄存器,他们名字称为诶:AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。 8086CPU所有的寄存器都是16位,可以存放两个字节。 为了保证兼容性,这四个寄存器都可以分为两个独立8位...

    通用寄存器
    8086CPU有14个寄存器,他们的名字称为诶:AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。
    8086CPU所有的寄存器都是16位的,可以存放两个字节。
    为了保证兼容性,这四个寄存器都可以分为两个独立的8位寄存器使用。
    AX可以分为 AH还有AL; AH还有AL寄存器是可以独立使用的8位寄存器。
    BX可以分为BH还有BL;
    CX可以分为CH还有CL;
    DX可以分为DH还有DL;

    字在寄存器中的存储
    一个字可以存在一个16位的寄存器中,这个字的高位字节和低位字节自然就存在这个寄存器的高8位寄存器和低8位寄存器中。

    几条汇编指令
    汇编指令是不区分大小写的
    mov AX,BX 的意思是将BX中的数据放在AX中
    add AX,BX 的意思是将BX与AX相加,放在AX中

    如果超过数据的存储范围,就会有数据的丢失
    这里的丢失,指的就是进位制不能在8位寄存器中保存,但是CPU不是真的丢弃这个进位值。

    物理地址
    CPU访问内存单元的时候要给出内存单元的地址,所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间。
    我们将这个唯一的地址称为物理地址。
    决定一个CPU是多少位的,有以下三方面的特点

    运算器一次最多可以处理16位的数据。

    寄存器的最大宽度为16位。

    寄存器和运算器之间的通路是16位的。
    8086CPU在读写内存的时候,发生了一些事情:

    CPU中的相关部件提供两个16位的地址,一个称为段地址,另一称为偏移地址

    段地址和偏移地址通过内部总线送入一个称为地址加法器的部件;

    地址加法器将两个16位地址合并成一个20位的地址。
    地址加法器合成物理地址的方法:
    物理地址=段地址×16+偏移地址

    段的概念
    内存并没有分段,段的划分来自于CPU,由于8086CPU用“段地址*16”+偏移地址=物理地址的方式。实际上,内存并没有划分成一个一个的段。
    以后在编程的时候,根据需要将若干个地址连续的内存单元看作一个段,用段地址X16定位段的起始地址(基础地址),用偏移地址定位段中的内存单元。
    段的起始地址一定是16的倍数。
    偏移地址为16位,所以一个段的长度最大为64k。

    CPU可以用不同的段地址还有偏移地址来形成同一个物理地址。

    段寄存器
    段寄存器就是用来提供段地址的。8086CPU有4个段寄存器:CS、DS、SS、ES
    当8086CPU要访问内存的时候,由这4个段寄存器提供内存单元的段地址。

    CS和IP
    CS和IP是8086CPU中最关键的寄存器,他们指示了CPU当前要读取的指令的地址。
    CS为代码段寄存器。用来存放指令的段地址。
    IP为指令指针寄存器。用来存放指令的偏移地址。
    转移指令
    修改CS、IP的内容不能使用MOV指令,而是通过使用 JMP进行的。
    jmp 段地址:偏移地址
    功能:用指令中给出的段地址修改CS,偏移地址修改IP
    jmp 1000:3 表示CS= 1000,IP=3

    代码段
    可以将长度为N(N<=64KB)的一组代码,存在一组地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元中,这段内存是用来存放代码的,从而定义了一个代码段。
    CPU只认被CS:IP指向的内存单元中的内容为指令。
     ———————————————— 
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  • 寄存器(cpu工作原理

    万次阅读 多人点赞 2016-12-02 21:06:37
    1、一个典型CPU由运算器、控制器、寄存器等器件组成,这些器件靠内部总线相连。 区别: 内部总线实现CPU内部各个器件之间联系。 外部总线实现CPU和主板上其它器件联系。 8086CPU有14个寄存器 它们...

    来源:王爽老师的《汇编语言

    1、一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件组成,这些器件靠内部总线相连。

    区别:

    内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系。

    外部总线实现CPU和主板上其它器件的联系。

    8086CPU有14个寄存器 它们的名称为:

       AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、

       IP、CS、SS、DS、ES、PSW。


    8086CPU所有的寄存器都是16位的,可以存放两个字节,一个字节8位。

    AX、BX、CX、DX 通常用来存放一般性数据被称为通用寄存器。

    一个16位寄存器所能存储的数据的最大值为多少? 

    因为每一位存放的数据是0或1,那么最大的数值自然就是 1111 1111 1111 1111(2),也就是2^16-1。


    2、通用寄存器(重点)

    8086上一代CPU中的寄存器都是8位的,为保证兼容性,

    这四个寄存器都可以分为两个独立的8位寄存器使用。
    AX可以分为AH和AL;
    BX可以分为BH和BL;
    CX可以分为CH和CL;
    DX可以分为DH和DL。

    AX的低8位(0位~7位)构成了AL寄存器,高8位(8位~15位)构成了AH寄存器。

    AH和AL寄存器是可以独立使用的8位寄存器,如果当成是8位寄存器使用,那么他们就是独立的,没有任何关系。

    一个8位寄存器所能存储的数据的最大值是多少?二进制数值 1111 1111 ,也就是 2^8-1。


    3、字在寄存器中的存储





    注意:在进行数据传送或运算时,要注意指令的操作数的位数要匹配。


    4、物理地址的表示(重点)

    CPU访问内存单元时要给出内存单元的地址,所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间。

    我们将这个唯一的地址称为物理地址。

    不同的CPU有不同的形成物理地址的方式。

    (1)16位结构的CPU

    8086内部为16位结构,它只能传送16位的地址,表现出的寻址能力却只有64K。

    8086外部有20位地址总线,可传送20位地址,寻址能力为1M。

    那么,8086CPU如何用内部16位的数据,转换成20位的地址呢?

    8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。

    段地址+偏移地址 -> 地址加法器 -> 20位的物理地址。

    地址加法器合成物理地址的方法:段地址×16+偏移地址=物理地址

    “段地址×16”有一个更为常用的说法就是数据左移4位。(二进制位)

    二进制的数据左移4位,意味着乘以2^4=16。

    这样做的目的主要是为了弥补内部总线16位的缺陷而设计的。






    5、关于段空间

    内存没有分段,段的划分来自于CPU,

    由于8086CPU用“(段地址×16)+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址,

    使得我们可以用分段的方式来管理内存。

    以后,在编程时可以根据需要,将若干地址连续的内存单元看作一个段,

    用段地址×16定位段的起始地址(基础地址),用偏移地址定位段中的内存单元。

    (1)段地址×16 必然是 16的倍数,所以一个段的起始地址也一定是16的倍数;

    (2)偏移地址为16位,16 位地址的寻址能力为 64K,所以一个段的长度最大为64K。

    CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一个物理地址。

    如果给定一个段地址,仅通过变化偏移地址来进行寻址,最多可以定位多少内存单元?

    因为偏移地址16位,变化范围为0~FFFFH,仅用偏移地址来寻址最多可寻64K个内存单元。

    比如:给定段地址1000H,用偏移地址寻址,CPU的寻址范围为:10000H~1FFFFH。

    6、地址的描

    在8086PC机中,存储单元的地址用两个元素来描述。即段地址和偏移地址。

    “数据在21F60H内存单元中。”对于8086PC机的两种描述:

    (a)数据存在内存2000:1F60单元中;

    (b)数据存在内存的2000段中的1F60H单元中。

    可根据需要,将地址连续、起始地址为16的倍数的一组内存单元定义为一个段。


    7、段寄存器就是提供段地址的。

    8086CPU有4个段寄存器: CS、DS、SS、ES。

    CS和IP是8086CPU中最关键的寄存器,它们指示了CPU当前要读取指令的地址。

    CS为代码段寄存器,IP为指令指针寄存器。

    在 8086CPU 加电启动或复位后( 即 CPU刚开始工作时)CS和IP被设置为CS=FFFFH,IP=0000H。

    即在8086PC机刚启动时,CPU从内存FFFF0H单元中读取指令执行。

    FFFF0H单元中的指令是8086PC机开机后执行的第一条指令。










    8、修改CS,IP

    mov指令不能用于设置CS、IP的值,8086CPU没有提供这样的功能。

    8086CPU为CS、IP提供了另外的指令来改变它们的值:转移指令

    JMP 段地址:偏移地址

    JMP 2AE3:3

    功能:用指令中给出的段地址修改CS,偏移地址修改IP。CS = 2AE3H, IP = 0003H。

    仅修改IP的内容:

    jmp 某一合法寄存器

    jmp ax   (类似于 mov IP,ax)

    功能:用寄存器中的值修改IP。

    8086机中,任意时刻,CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。



    9、关于debug指令(Win7没有这个指令,XP才有)

    R命令查看、改变CPU寄存器的内容;

    D命令查看内存中的内容;

    E命令改写内存中的内容;

    U命令将内存中的机器指令翻译成汇编指令;

    T命令执行一条机器指令;

    A命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令。

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