8寄存器与存储器
74HC595工作原理及应用
74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。
移位寄存器和存储器是分别的时钟。
数据在SCHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。
如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。
移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能 OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。
74HC595各个引脚的功能：Q1~7 是并行数据输出口，即储寄存器的数据输出口Q7' 串行输出口，其应该接SPI总线的MISO接口STcp 存储寄存器的时钟脉冲输入口SHcp 移位寄存器的时钟脉冲输入口OE的非输出使能端MR的非芯片复位端Ds 串行数据输入端程序说明：每当spi_shcp上升沿到来时,spi_ds引脚当前电平值在移位寄存器中左移一位，在下一个上升沿到来时移位寄存器中的所有位都会向左移一位，同时Q7'也会串行输出移位寄存器中高位的值，这样连续进行8次，就可以把数组中每一个数（8位的数）送到移位寄存器；然后当 spi_stcp上升沿到来时，移位寄存器的值将会被锁存到锁存器里，并从Q1~7引脚输出附子程序：void hc595send_data(uint8 data)//要传输的数据，建议用数组的方法来查询{ uint8 i; IO0CLR = spi_stcp; 12脚 for(i=0;i<8;i++) { IO0CLR = spi_shcp; 11脚 if((data&0x80)!=0)IO0SET = spi_ds; elseIO0CLR = spi_ds; data <<= 1; IO0SET =spi_shcp; } IO0SET = spi_stcp;}1 引言单片机应用系统中使用的显示器主要有LED和LCD两种。
近年来也有用CRT显示的。
HEF4094 8级移位存储器
HEF4094- -8级移位—存储总线寄存器
概述：4094是具有锁存功能和3状态输出的8级串入、并入/串出的移位寄存器。
并行输出能够直接与公共总线连接。
数据在时钟脉冲上升时移位，选通输入在高电平时进入存储寄存器，输出允许脚在高电平时允许输出。
在TCL 3498GH机型上测定
序号符号功能直流电
压（V）序号符号功能直流电
压（V）
1 STR 选通输入 0.29 9 QS1 串行输出1 1.37
2 SDA 数据输入 2.91
10 QS2 串行输出2 1.16
3 SCL 时钟输入 3.18
11
QP7
BG并行输出7 4.77
4 QP0
N 并行输出0 4.81 12 QP6
I 并行输出6 4.81
5 QP1
L1 并行输出1 4.78 13
QP5
DK并行输出5 0.03
6 QP2 并行输出2 4.81 14
QP4
M并行输出4 4.77
7 QP3 并行输出3 4.81 15 DE 输出允许 4.81
8 GND 地 0
16
Vcc
电源 4.81。
通用寄存器
通用寄存器目录简介主要用途相关信息编辑本段简介通用寄存器通用寄存器可用于传送和暂存数据，也可参与算术逻辑运算，并保存运算结果。
除此之外，它们还各自具有一些特殊功能。
通用寄存器的长度取决于机器字长，汇编语言程序员必须熟悉每个寄存器的一般用途和特殊用途，只有这样，才能在程序中做到正确、合理地使用它们。
16位cpu通用寄存器共有8个：AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI.八个寄存器都可以作为普通的数据寄存器使用。
但有的有特殊的用途：AX为累加器，CX为计数器，BX，BP为基址寄存器，SI,DI为变址寄存器，BP还可以是基指针，SP为堆栈指针。
32位cpu通用寄存器共有8个：EAX,EBX,ECX,EDX,EBP,ESP,ESI,EDI功能和上面差不多编辑本段主要用途通用寄存器数据寄存器AX乘、除运算，字的输入输出，中间结果的缓存AL字节的乘、除运算，字节的输入输出，十进制算术运算AH字节的乘、除运算，存放中断的功能号BX存储器指针CX串操作、循环控制的计数器CL移位操作的计数器DX字的乘、除运算，间接的输入输出变址寄存器SI存储器指针、串指令中的源操作数指针DI存储器指针、串指令中的目的操作数指针变址分类示意图寄存器BP存储器指针、存取堆栈的指针SP堆栈的栈顶指针指令指针IP/EIP标志位寄存器Flag/EFlag32位段寄存器16位CPU的段寄存器ES 附加段寄存器CS 代码段寄存器SS 堆栈段寄存器DS 数据段寄存器新增加的段寄存器FS 附加段寄存器GS 附加段寄存器编辑本段相关信息寄存器是CPU内部重要的数据存储资源，用来暂存数据和地址，是汇编程序员能直接使用的硬件资源之一。
由于寄存器的存取速度比内存快，所以，在用汇编语言编写程序时，要尽可能充分利用寄存器的存储功能。
运算器结构寄存器一般用来保存程序的中间结果，为随后的指令快速提供操作数，从而避免把中间结果存入内存，再读取内存的操作。
在高级语言(如：C/C++语言)中，也有定义变量为寄存器类型的，这就是提高寄存器利用率的一种可行的方法。
计算机组成原理中的存储器与寄存器
计算机组成原理中的存储器与寄存器计算机组成原理是计算机科学和工程领域中的基础课程，它涉及到计算机的各个组成部分以及它们之间的工作原理。
存储器和寄存器是计算机重要的组成部分，它们在数据存储和数据传输方面起到了至关重要的作用。
本文将深入探讨计算机组成原理中的存储器与寄存器。
一、存储器存储器是计算机用于存储和访问数据的物理组件。
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。
存储器根据其访问方式可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
1. 随机存储器（RAM）随机存储器是计算机中最常用的存储器类型之一。
它具有随机访问的能力，即可以直接访问任何存储单元。
RAM是易失性存储器，当计算机断电时，其中的数据将会丢失。
它主要用于存储临时数据和程序指令。
2. 只读存储器（ROM）只读存储器是一种不可更改的存储器，其中的数据在计算机断电时依然保持不变。
ROM常用于存储计算机的固件和启动程序等无需修改的数据。
与RAM不同，ROM无法直接修改其中的数据，因此被称为只读存储器。
二、寄存器寄存器是计算机中最快速的存储器，它被用于执行计算和数据传输等临时性操作。
寄存器具有很高的读取和写入速度，但其容量较小。
计算机中的寄存器包括通用寄存器、特殊寄存器和程序计数器等。
1. 通用寄存器通用寄存器是一类用于存储操作数和计算结果的寄存器。
它们具有固定的位数，通常为32位或64位。
通用寄存器可以存储整数、浮点数和指针等不同类型的数据。
在计算机执行程序时，通用寄存器被广泛用于数据的传递和临时存储。
2. 特殊寄存器特殊寄存器包括程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）和状态寄存器等。
程序计数器用于存储下一条要执行的指令地址，指令寄存器用于存储当前正在执行的指令，而状态寄存器用于存储计算机的运行状态信息，如标志位等。
三、存储器与寄存器的作用和区别存储器和寄存器在计算机中起着不同的作用。
1. 存储器的作用存储器主要用于存储程序和数据，可以实现数据的长期保存。
存储器与寄存器的组成与工作原理
存储器与寄存器的组成与工作原理存储器与寄存器是计算机系统中重要的组成部分，它们在数据存储和处理方面发挥着关键的作用。
本文将从存储器与寄存器的组成结构、工作原理两个方面进行介绍。
一、存储器的组成与工作原理存储器，简单来说，是用于存储和读取数据的计算机设备。
它由一系列存储单元组成，每个存储单元能够存储一定数量的数据。
根据存取方式的不同，存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
1. 随机存储器（RAM）随机存储器是一种临时存储介质，具有读写功能。
它由一系列存储单元组成，每个存储单元都有一个独立的地址。
数据可以通过地址访问和存取。
随机存储器的存储单元可以分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）两种。
静态随机存储器（SRAM）由触发器组成，每个存储单元由6个触发器构成，能够稳定地存储数据。
它的读写速度较快，但芯片密度较低，价格较高。
动态随机存储器（DRAM）利用电容器存储数据，需要定期刷新来保持数据的有效性。
相较于SRAM，DRAM的芯片密度较高，价格也较低，但读写速度较慢。
2. 只读存储器（ROM）只读存储器是一种只能读取数据而不能写入数据的存储设备。
它通常用于存储不会改变的程序代码和固定数据。
只读存储器的存储单元由硅片上的门电路组成，数据在制造过程中被写入，不可修改。
二、寄存器的组成与工作原理寄存器是一种用于暂存和处理数据的高速存储设备。
它位于计算机的中央处理器内部，是一组用于存储指令、地址和数据的二进制单元。
寄存器的组成与存储器相比较小，但速度更快。
它由多个存储单元组成，每个存储单元能够存储一个或多个二进制位。
寄存器的位数决定了其可以存储的数据量大小。
寄存器在计算机中发挥着重要的作用，它可以用于暂存指令和数据，提高计算机的运行效率。
它还可以用于存储地址，使得计算机能够正确地访问存储器中的数据。
寄存器具有多种类型，常见的有通用寄存器、程序计数器、指令寄存器等。
通用寄存器用于存储临时数据，程序计数器用于存储下一条要执行的指令地址，指令寄存器用于存储当前正在执行的指令。
计算机系统结构作业答案
计算机系统结构计算机系统结构作业1第1章计算机系统结构的基本概念一、解释下列术语：计算机系统结构；计算机组成；计算机实现；透明性；系列机；软件兼容；兼容机；模拟；仿真；虚拟机；宿主机；Amdahl定律；CPI；MIPS；MFLOPS。
【答案】计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。
系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性，这里的程序设计者所看到的计算机属性是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性，是硬件子系统的概念性结构及其功能特性，它是计算机系统的软、硬件的界面。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现是指计算机组成的物理实现。
透明性：在计算机技术中，一种本来是存在的事物或属性，但从某种角度看似乎不存在，成为透明性现象。
所谓系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机称为兼容机。
软件兼容：在新的计算机系统出台后，原先已开发的软件仍能继续在升档换代的新型号机器上使用，这就是软件兼容。
系列机方法能够在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植，为了实现软件在不同系统结构的机器之间的相互移植，可以采用模拟和仿真。
模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。
仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。
虚拟机是被模拟的机器；宿主机是进行模拟的机器。
Amdahl 定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。
Fe=（改进前可改进部分占用的时间）/（改进前整个任务的执行时间） Se=（改进前可改进部分的执行时间）/（改进后改进部分的执行时间） 则，改进后整个系统加速比为ee e n S F F s /)1(1+-=。
计算机组成原理习题 第四章
第四章一．填空题1.根据操作数所在位置，指出其寻址方式：操作数在寄存器中，称为寻址方式；操作数地址在寄存器中，称为寻址方式；操作数在指令中，称为寻址方式；操作数地址在指令中，为寻址方式。
操作数的地址，为某一个寄存器中的内容与位移之和，则可以是、和寻址方式。
2.设字长和指令长度均为24位，若指令系统可完成108种操作，且具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即等6种寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占位，寻址特征位占位，可直接寻址的范围是，一次间址的范围是。
3.指令字中的地址码字段（形式地址）有不同的含意，它是通过体现的，因为通过某种方式的变换，可以得出地址。
常用的指令地址格式有、、和四种。
4.立即寻址的指令其指令的地址字段指出的不是，而是。
5.寄存器直接寻址操作数在中，寄存器间接寻址操作数在中，所以执行指令的速度前者比后者。
6.设形式地址为X，则直接寻址方式中，操作数的有效地址为；间接寻址方式中，操作数的有效地址为；相对寻址中，操作数的有效地址为。
7.变址寻址和基址寻址的区别是：基址寻址中基址寄存器提供，指令的地址码字段提供。
而变址寻址中变址寄存器提供，指令的地址码字段提供。
8.指令寻址的基本方式有两种，一种是寻址方式，其指令地址由给出，另一种是寻址方式，其指令地址由给出。
9.不同机器的指令系统各不相同，一个较完善的指令系统应该包括、、、、、等类指令。
10.常见的数据传送类指令的功能可实现和之间或和之间的数据传送。
11.设指令字长等于存储字长，均为24位，某指令系统可完成108种操作，操作码擦汗高难度固定，且具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即等寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占位，寻址特征占位，可直接寻址的范围是，一次间址的范围是。
12.设计器指令系统可完成98种操作，指令字长为16位，操作码长度固定。
若该指令系统具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，其指令代码中操作码占位，寻址特征占位，形式地址码占位，一次间址的范围是。
电路中的存储器与寄存器
电路中的存储器与寄存器电路在现代科技中扮演了重要的角色，无论是计算机还是其他电子设备，都需要使用各种各样的电路来完成各种功能。
而在这些电路中，存储器和寄存器是两个常见的组件，它们在信息的存储和传递中起到了至关重要的作用。
存储器是电路系统中用于存储和检索数据的设备。
它可以被视为一个巨大的数据表，每个单元存储着一个特定的数据值。
在计算机中，存储器通常由许多存储单元组成，每个单元都有一个唯一的地址。
通过输入相应的地址，我们可以读取或写入存储单元中的数据。
存储器可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM 允许数据的读取和写入，而 ROM 只能读取已经存储在其中的数据。
RAM 在计算机中扮演着重要的角色，它是临时储存数据的地方，当计算机开机时，操作系统和其他程序都会加载到 RAM 中进行执行。
而寄存器则是一种特殊的存储器，它在电子设备中被用来暂时存储一些特定的信息。
寄存器可以看作是存储器的一种特殊形式，它通常是由一组连续的存储单元组成，每个单元可以存储一个固定大小的数据位。
在计算机中，寄存器被用来存储暂时的结果、内存地址和控制信号等。
寄存器在计算机的运算过程中起到了关键的作用。
例如，当我们进行加法运算时，需要将待加数和被加数存储在寄存器中进行计算，然后将计算结果存储回寄存器。
因此，寄存器的能力和性能直接决定了计算机的运算速度和效率。
除了在计算机中，存储器和寄存器在其他电子设备中也起到了重要的作用。
在智能手机中，存储器被用来存储用户的数据和应用程序，寄存器被用来处理各种输入和控制信号。
在数字摄像机中，存储器被用来存储照片和视频。
在智能家居系统中，存储器被用来存储用户的设置和各种设备的状态。
总而言之，存储器和寄存器是电路中不可或缺的组件。
它们在各种电子设备和计算机系统中起到了至关重要的作用。
无论是存储器还是寄存器，它们的能力和性能都是衡量设备品质的重要指标。
因此，在设计和选择电路时，我们需要充分考虑存储器和寄存器的特点和需求，以确保电路的正常运作和高效性能。
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能
0 X X X X X X X X X 0 0 0 0 异步清零
1 X X 0 X X XX X X
保持
保持
1 0 0 X X X XX X X
保持
保持
1 01
X 1 X X X X 1 Q0 Q1 Q2 右移输入1
1 01
X 0 X X X X 0 Q0 Q1 Q2 右移输入0
1 10
1 X X X X X Q1 Q2 Q3 1 左移输入1
进制数码；N个触发器可以存放N 位二进制数码。
8.1.1 寄存器的结构、原理
一、基本寄存器 仅有并入、并出存取数据功能的寄存器。
1. 组成： N个D触发器构成。
输出端
控制时钟
脉冲端输入 0
1
0
1
0
1
0
1
2.工作原理
数码输入端
CP不为上升沿时 ， R D =1,寄存器输出保持不变 CP 上升沿时，且 R D =1,输入端D0-D3送寄存器。
10---0001
------- 01---0010
111---
111--- 10---0101
存储预置数
译位寄存器
01010101
寄存器与存储器的区别：
寄存器：用于暂时存储二进制数据或代码的电路。 存储器：用于长期存储大量二进数据或代码的电路。集成很 高。
8.1 寄存器及应用
寄存器：用于暂时存储二进制数据与代码的电路。 分 类：基本寄存器、移位寄存器。 组 成：触发器和门电路。一个触发器能存放一位二
10 12
3 4
1 1 0
1
0 1 1
0
0 0 1
1
0 0 0
1
串入串出：前触发器输出端Q与后数据输入端D相连接。当时 钟到时，加至串行输入端DSR的数据送Q0，同时Q0的数据右移 至Q1，Q1的数据右移至Q2，以此类推。将数码1101右移串行输 入给寄存器共需要4个移位脉冲
Q3可串行输出从输入端DSR存入的数据，4个移位脉冲后收 到第一个数据，要全部输出共需8个移位脉冲。
R D =0, 异步清零。
二、具有锁存功能的寄存器 1.锁存器的结构及工作原理
由D锁存器组成。
CP---即为送数脉冲输入端，又为 锁存控制信号输入端，即使能信号， 低电平有效。
当CP=0时，Q =D，电路接收输入数据；即当使能信号到来 （不锁存数据）时，输出端的信号随输入信号变化；
当CP=1时，D数据输入不影响电路的状态，电路锁定原数据。
时序图：
并行输出
串行输出
2. 具有并入并出、串入串出功能的移位寄存器：
1
0
1
1
1
11
0
1
1
并入并出：当IE=1时，在时钟脉冲CP的作用下并行数据输入端 D0~D3的数会存入寄存器Q0~Q3。
串入串出：原理与前述相同，略。
3. 集成双向移位寄存器——74LS194 74LS194是四位双向移位寄存器。
CP
S1S0=01，为右移方式，Q3作为输出端。
1
首DSR为1；
3
然后；连续送入移位脉冲，各输出状 4
态的如表所示规模变化。
5
6
电路产生的序列信号为：
7
00001111
8
DSR Q0 Q1 Q2 Q3
1 0000 1 1000 1 1100 1 1110 0 1111 0 0111 0 0011 0 0001 1 0000
引脚及功能简介：
DSR: 右移串行数据输入端 DSL: 左移串行数据输入端 D0~D3:并行数据输入端 Q0~Q3: 数据输出端 CP :时钟输入端（上升沿有效） S0、S1: 工作方式控制端 RD : 数据清0输入端（低电平清0）
74LS194功能表
输
入
输出
CR S1 S0 CP DSL DSR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 功
74LS373功能表
OC
输入
输出
CD
Q
01
1
1
01 00 1X
0
0
X Q0（被锁存状态）
X
Z（高阻态）
0C为三态控制端（低电平有效）： 当 0C =1时，输出为高 阻态；当0C =0时，8个数据传送到输出端
C为锁存控制输入端（高电平有效）：当C=0时，保持输入端 数据不变，当C=1时，接收输入端数据。
寄存器与 存储器及应用
8.1 寄存器 8. 2 存储器 8.3 寄存器与存储器例表 本章小结
主要内容
寄存器的功能、分类、结构、工作原理； 存储器的功能、分类、结构、工作原理； 寄存器、存储器的应用。
主要技能
寄存器与存储器的正确使用技能和功能测试技能； 熟练应用寄存器和存储器构成具特定功能的逻辑电路； 能完成电路的安装与功能调试。
三、移位寄存器
移位寄存器：存储数据，所存数据可在移位脉冲作用下
逐位左移或右移。即实现串入串出。
在数字电路系统中，由于运算（如:二进制的乘除法）的
需要，常常要求实现移位功能。
分类：单向移位、双向移位。
1．单向移位寄存器
（1）右移位寄存器
串行 数据 输入
清零端
同步移位时 钟输入端
工作过程：
假设要传送数据1011。
序列信号：是在同步脉冲的作用下 按一定周期循环产生的一串二进制信 号。如：0111-----0111，每4位重复一 次，称为4位序列信号。
序列脉冲信号广泛用于数字设备 测试、通信和遥控中的识别信号或 基准信号等。
移位寄存器组成的8位序列信号发生器，序列信号为： 00001111
工作原理分析：
状态表
1 10
0 X X X X X Q1 Q2 Q3 0 左移输入0
1 11
X X D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 并入并出
工作方式控制端S1S0区分四种功能： S1S0=00、保持； S1S0=10、左移存储； S1S0=01、右移存储； S1S0=11并入并出．
8.1.2 移位寄存器的应用 一、移位寄存器构成序列脉冲发生器
即当使能信号结束后（锁存），数据被锁住，输出状态保持不 变。
锁存器具有接收、存放、输出和清除数码的功能，在接收 指令（在计算机中称为写指令）控制下，将数据送入寄存器存 放；需要时可在输出指令（读出指令）控制下，将数据由寄存 器输出。
2.集成数码锁存器74LS373
74LS373是—— 8位数据锁存器。
基本概念
寄存器； 移位寄存器； 序列信号； 随机存取存储器； 只读存储器。
设计项目
广告灯控制电路
存储器
01010101
---0000 ---0001 ----000 ---0011 ---0100 ---0101 --------
00----0001 00----0010 00----0100 00----1000