第五章第二节寄存器
单片机 第五章2 单片机的定时器计数器
若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6 x 10-6 x12=2μs 则最小定时时间为：[213 –(213 -1)]x2μs=2μs 最大定时时间为：[213 –0] x2μs=16384μs =16.384ms
2、 方式1 (T1,T0) 当M1M0两位为 01时，定时 /计数器被选为工作方式 1，16位计数器，其逻辑结构 如图 所示。
8FH TCON TF1 8EH TR1 8DH TF0 8CH TR0 8BH IE1 8AH IT1 89H IE0 88H IT0
TF1（TCON.7, 8FH位）----定时器T1中断请求溢出标志位。 TF0（TCON.5, 8DH位）----定时器T0中断请求溢出标志位。 TR1（TCON.6, 8EH位）----T1运行控制位。 0：关闭T1；1：启动T1运行。只由软件置位或清零。 TR0（TCON.4, 8CH位）----T0运行控制位。 0：关闭T0；1：启动T0运行。只由软件置位或清零。
1、 方式0 (T1,T0)
当 M1M0两位为 00时，定时 /计数器被选为工作方式 0， 13位计数器，其逻辑结 构如图所示。
振荡器 ÷12 C/ T = 0 TL0 低5位 C/ T = 1 控制 T0 端 TR0 GATE INT0 端 TH0 高8 位 TF0 中断
+
在方式0下，计数工作方式时，计数值的范围是： 1～8192(213 ) 定时工作方式时，定时时间的计算公式为： (213一计数初值)×晶振周期×12 或(213一计数初值)×机器周期
例4：用定时器l 以工作方式2计数，每计100次进行累计器加1操作.
(1)计算计数初值. 28—100＝156D＝9CH TH1＝9CH，TL1＝9CH TMOD寄存器初始化：MlM0＝10，C／T＝1，GATE=0 因此 TMOD＝60H (2)程序设计序设计
寄存器的工作原理
寄存器的工作原理
寄存器是计算机中的一种存储器件，用于暂时存放指令、数据和地址等信息。
它的主要工作原理如下：
1. 存储功能：寄存器可以存储二进制数值，通常以位（bit）
为单位。
不同的计算机体系结构有不同的寄存器位数，例如8位、16位、32位或64位等。
寄存器通过内部的触发器电路来
保存数值，这些触发器的状态在电路中通过稳定的电压和电流来维持，从而实现长期存储。
2. 数据传输：寄存器用于在计算机各个部件之间传输数据。
它可以接收来自内存、输入设备、输出设备和其他寄存器的数据，也可以将数据发送给这些部件。
数据传输可以通过总线实现，寄存器与总线之间的连接允许高速数据传输。
3. 寄存器与CPU的关系：寄存器是与中央处理器（CPU）紧
密关联的硬件部件。
CPU可直接访问寄存器，能够快速读取
和写入寄存器中的数据。
寄存器可用作暂存器，存储正在运算的操作数和结果，并能够快速执行各种算术和逻辑操作。
4. 寄存器的种类：计算机中存在多种类型的寄存器，如通用寄存器、程序计数器、指令寄存器、栈指针寄存器、标志寄存器等。
不同类型的寄存器用于不同的目的和任务，有助于提高计算机的性能和功能。
总之，寄存器在计算机中起着重要的作用，它们通过存储和传
输数据来支持计算机的运算和运行。
寄存器具有高速的读写能力，在计算机的各个部件之间承担着数据交流的重要角色。
寄存器的工作原理 (2)
寄存器的工作原理引言概述：寄存器是计算机中的一种存储设备，用于暂时存储指令、数据和地址等信息。
它在计算机系统中扮演着重要的角色，直接影响着计算机的性能和运行速度。
本文将详细介绍寄存器的工作原理，包括其基本概念、功能和工作方式。
一、寄存器的基本概念1.1 寄存器的定义寄存器是计算机中的一种存储单元，用于存储指令、数据和地址等信息。
它通常由一组存储单元组成，每一个存储单元可以存储一个数据元素，如一个字节或者一个字。
1.2 寄存器的种类在计算机中，常见的寄存器包括通用寄存器、特殊寄存器和控制寄存器等。
通用寄存器用于存储暂时数据和运算结果，特殊寄存器用于存储特定的信息，如程序计数器和状态寄存器，控制寄存器用于控制计算机的运行状态。
1.3 寄存器的作用寄存器的主要作用是暂时存储数据和指令，以便计算机能够快速访问和处理这些信息。
通过寄存器，计算机可以实现数据的传递、运算和控制等功能。
二、寄存器的功能2.1 数据传递寄存器可以用来传递数据，将数据从一个存储单元传送到另一个存储单元。
通过寄存器，计算机可以实现数据的加载、存储和传输等操作。
2.2 运算处理寄存器可以用来存储运算数和运算结果，进行算术和逻辑运算。
计算机通过寄存器实现算术运算、逻辑运算和位操作等功能。
2.3 控制指令寄存器可以存储指令和地址信息，用于控制计算机的运行状态。
通过寄存器，计算机可以实现程序的跳转、分支和循环等控制指令。
三、寄存器的工作方式3.1 寄存器的访问计算机通过地址总线和数据总线来访问寄存器中的数据。
当计算机需要读取或者写入寄存器中的数据时，会通过地址总线传送地址信息，通过数据总线传送数据信息。
3.2 寄存器的读写寄存器的读写操作是通过控制信号来实现的。
当计算机需要从寄存器中读取数据时，会发送读取信号，将数据从寄存器中传送到数据总线上；当计算机需要向寄存器中写入数据时，会发送写入信号，将数据从数据总线写入到寄存器中。
3.3 寄存器的工作时钟寄存器的读写操作通常是在时钟信号的控制下进行的。
数控工艺第五章第二节数控车削加工件的装夹及对刀
( 2 ) 尺寸标注方法分析 零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同 一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，
又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。
( 3 ) 精度及技术要求分析 对被加工零件的精度及技术要求进行分析是零件工艺性分析
的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，
一般来说，编程原点的确定原则为： ( l ) 将编程原点选在设计基准上并以设计基准为定位基准，这样可避免 基准不重合而产生的误差及不必要的尺寸换算。如图5-33 所示零件，批量 生产，编程原点选在左端面上。 ( 2 ) 容易找正对刀，对刀误差小。如图5-33 ，若单件生产，G92 建立工 件坐标系，选零件的右端面为编程原点，可通过试切直接确定编程原点在z 向的位置，不用测量，找正对刀比较容易，对刀误差小。
的坐标值就是指刀位点的坐标值；自动编程时程序输出的
坐标值就是刀位点在每一有序位置的坐标数据，刀具轨迹 就是由一系列有序的刀位点的位置点和连接这些位置点的 直线（直线插补）或圆弧（圆弧插补）组成的。
( 2 ) 起刀点它是刀具相对零件运动的起点，即零件
加工程度开始时刀位点的起始位置，而且往往还是程序 运行的终点。有时也指一段循环程序的起点。
编程原点安装后的位置采用其他方法对刀确定。
5.3 数控车削加工工艺制定
工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。 工艺制定得合理与否，对程序编制、机床的加工效率 和零件的加工精度都有重要影响。因此，应遵循一般 的工艺原则并结合数控车床的特点，认真而详细的制
定好零件的数控车削加工工艺。其主要内容有：分析
零件图纸、确定工件在车床上的装夹方式、各表面的 加工顺序和刀具的进线路线以及刀具、夹具和切削用 时的选择等。
《存储器和寄存器》课件
案例三：新型存储器技术的二
详细描述
新型存储器技术的优势和发展趋势
随着技术的不断发展，新型存储器技术如相变存储器、阻 变存储器和闪存等逐渐崭露头角。这些新型存储器技术具 有更高的性能和更低的功耗，为未来的存储器市场带来巨 大的潜力。研究新型存储器技术的进展，有助于推动存储 器技术的不断创新和应用。
02
寄存器详解
寄存器的定义与功能
总结词
寄存器是一种用于存储二进制数的电子 元件，具有存储数据和参与运算的功能 。
VS
详细描述
寄存器是由多个触发器构成的组合逻辑电 路，可以存储一组二进制数。这些数可以 是数据、地址或控制信号。寄存器的主要 功能是存储数据，以便在运算、传输和控 制等操作中使用。
寄存器的分类
寄存器的应用场景
总结词
寄存器在计算机和其他数字系统中具有广泛的应用。
详细描述
在计算机中，寄存器用于存储指令、地址和数据等信息，是计算机内部进行运算和控制的核心部件之 一。在数字系统中，寄存器用于传递数据和控制信号，实现数据的并行处理和高速传输。此外，寄存 器还用于实现各种数字逻辑功能，如计数器、移位器和比较器等。
存储器的应用场景
计算机系统
数据中心
作为计算机系统的核心组成部分，存储器 用于存储操作系统、应用程序、数据和指 令。
数据中心需要大规模、高可靠性的存储设 备来支持云计算和大数据处理。
嵌入式系统
嵌入式系统中的存储器用于存储程序代码 、配置参数和运行时数据。
游戏机、智能手机等消费电子产 品
这些设备中的存储器用于保存用户数据、 应用程序和操作系统。
应用领域拓展
云计算和大数据
随着云计算和大数据技术的快速发展 ，存储器和寄存器的应用将更加广泛 ，需要支持大规模数据存储和处理， 满足高并发、低延迟的需求。
寄存器——教学课件
当第一个CP脉冲上升沿出现时，DSR＝0 →Q0；Q0＝1→Q1； Q1＝0→Q2 ；Q2＝0→Q3，使Q0Q1Q2Q3＝0100，DSR＝0； 同理，第二个CP脉冲上升沿出现时，Q0Q1Q2Q3＝0010；DSR＝0；
第三个CP脉冲上升沿出现时，Q0Q1Q2Q3＝0001；DSR＝1； 第四个CP脉冲上升沿出现时，Q0Q1Q2Q3＝1000；回到初始 状态。若不断输入脉冲，则寄存器状态依上面的顺序反复循环， 输出端轮流分配一个矩形脉冲。
四位左移寄存器状态表
二、双向移位寄存器
74LS194四位双向通用寄存器。
M1 、 M0 为 工 作 方 式 控 制 端 ， 取 值不同，工作方式不同。工作时，应 在电源Vcc和地之间接入一只0.1µF的 旁路电容。与CT74LS194相容的组件 有CC40194和表C1432.22等.3 。CT74LS194功能表
2．左移寄存器
各触发器的输出端Q与左邻触发器D端相连；各CP 脉冲输入端并联；各清零端 CR 并联。
工作过程：寄存器初始状态Q0Q1Q2Q3 = 0000，输入数据 为10第10一；CP上升沿出现前：Q3Q2 Q1Q0= 0000，D3D2D1D0= 0001
第一CP上升沿出现时：Q3 Q2Q1Q0= 0001，D3D2D1D0= 0010 第二CP上升沿出现时：Q3 Q2Q1Q0= 0010，D3D2D1D0= 0101 第三CP上升沿出现时：Q3 Q2Q1Q0= 0101，D3D2D1D0= 1010 第四CP上升沿出现时：Q3 Q2Q1Q0= 1010
13.2.1 并行输入、并行输出寄存器 四位数码寄存器
四个触发器的时钟输入端连在一起，受时钟脉冲的同步 控制；
寄存器的工作原理
寄存器的工作原理寄存器是计算机中的一种重要的数据存储器件，用于暂时存储和处理数据。
它是由一组存储单元组成的，每个存储单元可以存储一个固定长度的二进制数据。
寄存器在计算机的运算过程中发挥着重要的作用，本文将详细介绍寄存器的工作原理。
一、寄存器的定义和分类寄存器是计算机中的一种存储器件，用于存储和处理数据。
根据其功能和用途的不同，寄存器可以分为通用寄存器、特殊寄存器和状态寄存器等几种类型。
1. 通用寄存器：通用寄存器用于存储和处理计算机中的数据，它们可以被程序员自由使用。
在现代计算机中，通用寄存器通常包括数据寄存器、地址寄存器和程序计数器等。
2. 特殊寄存器：特殊寄存器用于存储特定功能的数据，如指令寄存器、栈指针寄存器、累加器等。
这些寄存器在计算机的运算过程中扮演着重要的角色，用于完成特定的操作。
3. 状态寄存器：状态寄存器用于存储和记录计算机的运行状态，如零标志位、进位标志位等。
它们用于判断运算结果是否满足特定的条件，从而控制计算机的运行。
二、寄存器的工作原理可以简单概括为存储和传输数据。
当计算机需要存储数据时，数据将被写入到寄存器中；当计算机需要读取数据时，数据将从寄存器中读取出来。
1. 数据的写入过程：寄存器的写入过程通常包括两个步骤，即地址的设置和数据的传输。
首先，计算机将要写入的数据的地址送入地址寄存器，用于指定要写入数据的位置。
然后，计算机将要写入的数据送入数据寄存器，通过数据总线传输到指定的地址中，完成数据的写入。
2. 数据的读取过程：寄存器的读取过程与写入过程类似，也包括地址的设置和数据的传输两个步骤。
首先，计算机将要读取的数据的地址送入地址寄存器，用于指定要读取数据的位置。
然后，计算机从指定的地址中读取数据，并将数据传输到数据寄存器中，通过数据总线传输到需要的位置，完成数据的读取。
三、寄存器的应用寄存器在计算机中有着广泛的应用，它们不仅用于存储和处理数据，还用于控制计算机的运行。
1. 数据存储和处理：寄存器是计算机中重要的数据存储器件，它们用于存储和处理计算机中的数据。
寄存器
若锁存信号C＝1时，计数器的输出数据可通过 图5-9 2位数据显示锁存器 若锁存信号C＝0时，数据被锁存，译码显示电 2013-8-3 22 锁存器到达译码显示电路； 路稳定显示锁存的数据。
2．序列脉冲信号发生器 序列脉冲信号是在同步脉冲的作用下，按一定周 M1M0=01，为右移方式， 期循环产生的一组二进制信号。 Q3经非门接DSR， 如111011101110…，每隔4位重复一次1110，称为 同时Q3作为OUT。 4位序列脉冲信号。 序列脉冲信号广泛用于数字设备测试、通信和遥 首先令CR＝0，输出 控中的识别信号或基准信号等。 端全为零，则DSR为1； CP↑ ， DSR 数 据 右 移 ， Q3 的 输 出 依 次 为 0000111100001111…。 电路产生的8位序列脉冲信号为00001111。
19
表5-4 74LS194功能表
结论：清零功能最优先（异步方式）。 计数、移位、并行输入都需CP的↑到来（同步方式）
2013-8-3 20
工作方式控制端 M1M0区分四种功能。
M1 M0
0 0 0 1 1 0 1 1
功能
保持 右移 左移 并行置数
21
2013-8-3
5.1.3
寄存器的应用实例
CP顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 8
2013-8-3
输 入DSR 1 1 0 1 0 0 0 0 0
Q0 Q1 Q2 Q3
0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0
14
④ 时序图
并行输出 4位右移位寄存器时序图 图5-5
时序逻辑电路的结构框图
按各触发器接受时钟信号的不同分类： 同步时序电路：各触发器状态的变化都在同一时 钟信号作用下同时发生。 异步时序电路：各触发器状态的变化不是同步发 生的，可能有一部分电路有公共的时钟信号，也可能 完全没有公共的时钟信号。 本章内容提要： 时序逻辑电路基本概念、时序逻辑电路的一般分 析方法； 异步计数器、同步计数器、寄存器与移位寄存器 的基本工作原理； 重点介绍几种中规模集成器件及其应用、介绍基 于功能块分析中规模时序逻辑电路的方法。 2013-8-3 4
时序逻辑电路
第五章时序逻辑电路前面介绍的组合逻辑电路无记忆功能。
而时序逻辑电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且与电路原来的状态有关，或者说与电路以前的输入状态有关，具有记忆功能。
触发器是时序逻辑电路的基本单元。
本章讨论的内容为时序逻辑电路的分析方法、寄存器和计数器的原理及应用。
第一节时序逻辑电路的分析一、概述1、时序逻辑电路的组成时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成，结构框图如图5-1所示。
图中外部输入信号用X（x1，x2，…，x n）表示；电路的输出信号用Y（y1，y，…，y m）表示；存储电路的输入信号用Z（z1，z2，…，z k）表示；存储电2路的输出信号和组合逻辑电路的内部输入信号用Q（q1，q2，…，q j）表示。
图5-1 时序逻辑电路的结构框图可见，为了实现时序逻辑电路的逻辑功能，电路中必须包含存储电路，而且存储电路的输出还必须反馈到输入端，与外部输入信号一起决定电路的输出状态。
存储电路通常由触发器组成。
2、时序逻辑电路逻辑功能的描述方法用于描述触发器逻辑功能的各种方法，一般也适用于描述时序逻辑电路的逻辑功能，主要有以下几种。
（1）逻辑表达式图5-1中的几种信号之间的逻辑关系可用下列逻辑表达式来描述：Y =F(X，Q n)Z =G(X，Q n)Q n+1=H(Z，Q n)它们依次为输出方程、状态方程和存储电路的驱动方程。
由逻辑表达式可见电路的输出Y不仅与当时的输入X有关，而且与存储电路的状态Q n有关。
（2）状态转换真值表状态转换真值表反映了时序逻辑电路的输出Y、次态Q n+1与其输入X、现态Q n的对应关系，又称状态转换表。
状态转换表可由逻辑表达式获得。
（3）状态转换图状态转换图又称状态图，是状态转换表的图形表示，它反映了时序逻辑电路状态的转换与输入、输出取值的规律。
（4）波形图波形图又称为时序图，是电路在时钟脉冲序列CP的作用下，电路的状态、输出随时间变化的波形。
应用波形图，便于通过实验的方法检查时序逻辑电路的逻辑功能。
寄存器的工作原理
寄存器的工作原理一、引言寄存器是计算机中一种重要的数据存储设备，用于存储和处理数据。
本文将详细介绍寄存器的工作原理，包括寄存器的定义、结构、功能以及工作过程。
二、寄存器的定义寄存器是计算机中的一种存储设备，用于暂时存储和处理数据。
它是由一组存储单元组成的，每一个存储单元能够存储一个固定长度的二进制数。
寄存器的位数决定了其能够存储的数据范围，常见的寄存器位数有8位、16位、32位和64位等。
三、寄存器的结构寄存器通常由多个存储单元组成，每一个存储单元都有一个惟一的地址。
寄存器的结构可以分为以下几个部份：1. 数据线：用于传输数据的路线，每一个存储单元都与数据线相连，可以通过数据线进行数据的读取和写入。
2. 地址线：用于传输存储单元的地址信息，每一个存储单元都有一个惟一的地址，通过地址线可以选择特定的存储单元进行操作。
3. 控制线：用于控制寄存器的读写操作，包括读使能信号和写使能信号等。
控制线的状态决定了寄存器的工作模式。
四、寄存器的功能寄存器具有以下几个主要的功能：1. 数据存储：寄存器能够暂时存储数据，包括计算结果、中间变量等。
这些数据可以在计算机的运行过程中进行读取和写入，以实现数据的传递和处理。
2. 数据传输：寄存器可以将数据从一个存储单元传输到另一个存储单元。
这种数据传输可以在寄存器内部进行，也可以与其他设备进行数据交换。
3. 数据处理：寄存器可以进行简单的数据处理操作，如加法、减法、移位等。
这些操作可以在寄存器内部完成，提高了计算速度和效率。
4. 寄存器间的数据传递：计算机中的不同寄存器之间可以进行数据的传递和交换。
这种数据传递可以通过寄存器之间的数据线和控制线实现。
五、寄存器的工作过程寄存器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 写入数据：首先，通过地址线选择要写入数据的存储单元，并通过数据线将数据传输到寄存器中。
同时，控制线发送写使能信号，使得寄存器开始接收数据。
2. 读取数据：当需要读取寄存器中的数据时，通过地址线选择要读取数据的存储单元，并发送读使能信号。
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在存数操作之前，先用RD（负脉冲）将各个触发器清零。 当出现第1个移位脉冲时，待存数码的最高位和4个触发器 的数码同时右移1位，即待存数码的最高位存入Q0，而寄存 器原来所存数码的最高位从Q3输出；出现第2个移位脉冲时， 待存数码的次高位和寄存器中的4位数码又同时右移1位。 依此类推，在4个移位脉冲作用下，寄存器中的4位数码同 时右移4次，待存的4位数码便可存入寄存器。
一、 数码寄存器
Q0 Q0 F0 D C CP D0 D1 D2 D3 Q1 Q1 F1 D C Q2 Q2 F2 D C Q3 Q3 F3 D C
Байду номын сангаас
无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数控制时钟脉冲CP 上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D0～D3，就立即被 送入进寄存器中，即有：
Q Q Q Q
n 1 3
n 1 n 1 2 1
n 1 0
D3 D2 D1D0
二、 移位寄存器
1、4位右移移位寄存器
右移 输入 D 移位 脉冲 D0 D Q C F0 Q Q0 D Q D1 C F1 Q Q1 D Q D2F C 2 Q Q2
并行输出
D Q C F3 Q Q3 右移 输出
i
CP 清零 RD 脉冲
n 1 Q2
n 1 Q3
说明
0 1 1 1
0 0 0 1
0 0 0 0
1 1 1 1
0 0 1 1
0 0 0 1 连续输入 4个 1
1 ↑ 1 ↑ 1 ↑
2、4位左移移位寄存器
Q0 左移输出 D0 CP 移位时钟脉冲 D C F0 Q0 Q0 D1 D C F1 Q1 Q1 D2 D C Q1 F2 Q2 Q2 D3 D C Q2 F3
CR M 1 M 0 CP
3、
0 1 1 1 1 × 0 0 1 1 × × 0 1 0 1 × ↑ ↑ ×
工作状态 异步清零 保 右 左 持 移 移
集成双 向移位 寄存器 74LS194
并行输入
Q 0 Q 1 Q2 Q 3
由74LS194 构成的能自 启动的4位 环形计数器
G1 &
1 CR CP D SR D0 0 74LS194 D1 D2 D3 1 1 1 & M1 1 M0 G2 D SL
右移 输入 D Di D0 C CP 移位时钟脉冲
Q0 F0 Q0 Q0 D1 D C F1 Q1 Q1
Q1 D2 D C F2 Q2 Q2
Q2 D3 D C F3
Q3 Q3 右移 输出 Q3
输入 Di 1 CP ↑
n Q0
现态
次态
n Q3 n 1 Q0
Q1n
0 0 1 1
n Q2
Q1n 1
0 1 1 1
并行输出
Q3 Di
左移输入 Q3 Q3
输入 Di 1 CP ↑
n Q0
现态
次态
n Q3 n 1 Q0
Q1n
0 0 1 1
n Q2
Q1n 1
0 0 1 1
n 1 Q2
n 1 Q3
说明
0 1 1 1
0 0 0 1
0 0 0 0
0 0 0 1
0 1 1 1
1 1 1 1 连续输入 4个 1
1 ↑ 1 ↑ 1 ↑
启动 信号
CP
波 形 图
Q0 Q1 Q2 Q3
第二节 寄存器
在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路称 为寄存器。
寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。 一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位二进制 代码的寄存器，需用n个触发器来构成。 按照功能的不同，可将寄存器分为数码寄存器和移位 寄存器两大类。数码寄存器只能并行送入数据，需要 时也只能并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位 脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输 入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以 并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十分灵 活，用途也很广。
VCC Q0 Q1 Q2 Q3
CP M1 M0
10 9 CR CP 6 7 8 DSR
Q0 Q1 Q2 Q3 M1 M0 DSL
16
15
14
13 12 11 74LS194
74LS194
1
2
3
4
5
CR DSR D0 D1 D2 D3 DSL GND (a) 引脚排列图
D0
D1 D2 D3
(b) 逻辑功能示意图