8Внутреннее построение микропроцессора. Регистры.

Регистр адреса памяти. При каждом обращении к памяти микро-ЭВМ регистр адреса памяти указывает адрес области памяти, которая подлежит использованию микропроцессором. Регистр адреса памяти содержит двоичное число - адрес области памяти. Выход этого регистра называется адресной шиной и используется для выбора области памяти или в некоторых случаях для выбора порта ввода-вывода.

В большинстве микропроцессоров регистры адреса памяти и счетчика команд имеют одинаковое число разрядов. Как и счетчик команд, регистр адреса памяти должен располагать количеством разрядов, достаточным для адресации любой области памяти микро-ЭВМ. У большинства 8-разрядных микропроцессоров количество разрядов регистра адреса памяти равно 16. Такой регистр можно разделить на 2 отдельных регистра, каждый из которых имеет независимое подключение к шине данных микропроцессора. Один из этих регистров называют регистром старшего байта (СБ), другой – регистром младшего байта (МБ).

Поскольку регистр адреса памяти подключен к внутренней шине данных микропроцессора, он может загружаться от различных источников.

Регистр команд предназначен исключительно для хранения текущей выполняемой команды, причем эта функция реализуется микропроцессором автоматически с началом цикла выборка-выполнение, называемого также машинным циклом.

Этот регистр соединен с внутренней шиной данных, однако он только принимает данные, посылать данные на шину он не может.

Хотя функции регистра команд ограниченны, роль его в работе микропроцессора велика, поскольку выход этого регистра является частью дешифратора команд.

Регистр состояния. Наличием регистра состояния подлинная вычислительная машина отличается от простого калькулятора. Данный регистр предназначен для хранения результатов некоторых проверок, осуществляемых в процессе выполнения программы. Разряды регистра состояния принимают то или иное значение при выполнении операций, использующих АЛУ и некоторые регистры.

Запоминание результатов упомянутых проверок позволяет использовать программы, содержащие переходы.

При наличии в программе перехода выполнение команд начинается с некоторой новой области памяти, т. е. счетчик команд загружается новым числом. В случае условного перехода такое действие имеет место, если результаты определенных проверок совпадают с ожидаемыми значениями. Указанные результаты находятся в регистре состояния.

Буферные регистры АЛУ. Необходимость в таком регистре вызвана отсутствием в АЛУ своего запоминающего устройства. В состав АЛУ включены только комбинационные схемы, и поэтому при поступлении исходных данных на входе АЛУ немедленно появляются результирующие данные на его выходе как следствие выполнения операций данной программы. Буфер аккумулятора позволяет избежать ситуации, при которой вход и выход АЛУ одновременно подсоединены к одной и той же точке схемы.

Регистры общего назначения. В некоторых микропроцессорах они служат в качестве запоминающих устройств, в других функциональные возможности этих регистров не уступают возможностям аккумулятора. Последнее достигается в том случае, если АЛУ может помещать в них данные.