《計算機組成原理》課件第2章數據的表示-2.5

2.5實驗設計2.5.1PC機中的寄存器組（1）了解x86PC機寄存器組x86PC機寄存器分4組，每個寄存器都有其各自的專用目的。8086/8088的4個16位數據寄存器是：AX(累加寄存器，常用于運算)BX(基址寄存器，常用于地址索引)CX(計數寄存器，常用于計數)DX(數據寄存器，常用于數據傳遞)。4個數據寄存器又可以分成8個8位通用寄存器，即：AH/AL、BH/BL、CH/CL和DH/DL(高8位/低8位)。為了有效地運用所有的內存空間，8086/8088有4個16位段寄存器，專門用來保存段地址，即：CS、SS、DS和ES，依次指明代碼段、堆棧段、數據段和附加數據段的首地址。2.5.1PC機中的寄存器組此外，還有一些特殊功能的寄存器，如：IP指令指針寄存器，與CS配合使用，指示代碼段內指令的偏移地址，可跟蹤程序的執(zhí)行過程；SP堆棧指針寄存器，與SS配合使用，指示堆棧段的當前棧頂，可指向目前的堆棧位置；BP基址指針寄存器，可用作SS的一個相對基址位置；SI源變址寄存器，可用來存放相對于DS段之源變址指針；DI目的變址寄存器，可用來存放相對于ES段之目的變址指針。還有一個FLAGS標志寄存器，其中有9個有意義的標志位。2.5.1PC機中的寄存器組（2）了解PC機寄存器中數據的編碼PC機的數據存儲采用補碼。我們通過下面的步驟來驗證。在DEBUG中，編寫程序段，用A命令輸入程序段MOVAX，0001；將數據1放入到AX寄存器MOVBX，FFFF；將-1放到BX寄存器，ADDAX，BX；將AX和BX做加法運算運行該程序段?？梢钥吹紸X寄存器的結果為0。即+1的補碼0001H加上-1的補碼0FFFFH，結果為0。2.5.2AEDK實驗機的寄存器組實驗機中有4個寄存器R0~R3，寄存器組由4個74LS374組成，由1片74LS139（2-4譯碼器）來選擇4個74LS374，并且由2片74LS32來組成控制線。R-IN和R-OUT作為數據輸入輸出端，通過8芯扁平電纜連接到數據總線上。2.5.2AEDK實驗機的寄存器組2.5.2AEDK實驗機的寄存器組2.5.2AEDK實驗機的寄存器組（2）AEDK實驗機中通用寄存器構成實驗機通用寄存器由2片GAL構成8位字長的寄存器單元，RA-IN作為數據輸入端，可通過8芯扁平電纜直接連接到數據總線。數據輸出由一片74LS244（輸出緩沖器）來控制，RA-OUT作為數據輸出端，可通過8芯扁平電纜直接連接到數據總線。由1片GAL、1片7474和一些常規(guī)芯片組成判零和進位電路，分別由2個LED發(fā)光管(ZD,CY)來顯示其狀態(tài)。通用寄存器邏輯示意圖如圖2-15。輸出緩沖器采用三態(tài)門74LS244，當控制信號RA-O為低時，74LS244開通，把通用寄存器內容輸出到總線；當RA-O為高時，74LS244的輸出為高阻。2.5.2AEDK實驗機的寄存器組2.5.2AEDK實驗機的寄存器組2.5.2AEDK實驗機的寄存器組（3)進位和判零控制的實驗構成：2.5.2AEDK實驗機的寄存器組進位和判零電路由1片GAL、7474、74LS14、74LS32和兩個LED（CY、ZD）發(fā)光管組成（如圖2-16）。當有進位時CY發(fā)光管亮，ZD發(fā)光管亮表示當前通用寄存器的內容為0。進位電路與通用寄存器和ALU有著非常緊密的關系，算術邏輯單元的進位輸出和通用寄存器帶進位移動時都會影響進位寄存器中的結果。若實驗者在作算術邏輯實驗時，選擇了算術運算方式，當ALU的計算結果輸出至總線時，在CCK來上一個升沿，將把74LS181的進位輸出位（CN+4）上的值用74LS32取反（為了統(tǒng)一進位標識，1表示有進位，0表示無進位），打入進位寄存器（74LS74）中，并且有進位時LED(CY)發(fā)光。2.5.2AEDK實驗機的寄存器組在進行通用寄存器的數據移位實驗時，把CCK和通用寄存器的工作脈沖接在一起，當選擇帶進位左移時，在工作脈沖下，通用寄存器的最高位將移入進位寄存器中，進位寄存器中的值將移入通用寄存器的最低位。當進位寄存器中的值為1時，LED（CY）發(fā)亮，若進位寄存器中的值為0時，LED（CY）滅。同樣在帶進位右移時，也會產生同樣的效果。通過把通用寄存器中的每一位作或運算，當寄存器的每一位為0時，ZD輸出0，LED（ZD）發(fā)光