寄存器的工作原理

　　寄存器是CPU內部用來存放數據的一些小型存儲區域，用來暫時存放參與運算的數據和運算結果。其實寄存器就是一種常用的時序邏輯電路，但這種時序邏輯電路只包含存儲電路。寄存器的存儲電路是由鎖存器或觸發器構成的，因為一個鎖存器或觸發器能存儲1位二進制數，所以由N個鎖存器或觸發器可以構成N位寄存器。寄存器是中央處理器內的組成部分。寄存器是有限存儲容量的高速存儲部件，它們可用來暫存指令、數據和位址。

　　在計算機領域，寄存器是CPU內部的元件，包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器。寄存器擁有非常高的讀寫速度，所以在寄存器之間的數據傳送非常快。

　　Cortex-M4總共有18個寄存器，相比傳統ARM（如ARM7/ARM9/Cortex-A系列）的38個寄存器已減少很多，減少了內核核心面積(Die-size)。

　　寄存器

　　對于編譯器非常友好易用，例如：包含靈活的寄存器配置，任意寄存器之間可實現單周期乘法，任意寄存器可以作為數據、結構或數組的指針。此外，Cortex-M4還包含4個特殊功能寄存器PRIMASK、FAUI。TMASK、BASEPRI和CONTROL。

　　寄存器又分為內部寄存器與外部寄存器，所謂內部寄存器，其實也是一些小的存儲單元，也能存儲數據。但同存儲器相比，寄存器又有自己獨有的特點：

　　① 寄存器位于CPU內部，數量很少，僅十四個；

　　② 寄存器所能存儲的數據不一定是8bit，有一些寄存器可以存儲16bit數據，對于386/486處理器中的一些寄存器則能存儲32bit數據；

　　③ 每個內部寄存器都有一個名字，而沒有類似存儲器的地址編號。

　　寄存器的功能十分重要，CPU對存儲器中的數據進行處理時，往往先把數據取到內部寄存器中，而后再作處理。關于各個寄存器的具體問題后面會深入討論。

　　外部寄存器是計算機中其它一些部件上用于暫存數據的寄存器，它與CPU之間通過"端口"交換數據，所以外部寄存器具有寄存器和內存儲器雙重特點。有些時候我們常把外部寄存器就稱為"端口"，這種說法不太嚴格，但經常這樣說。

　　外部寄存器雖然也用于存放數據，但是它保存的數據具有特殊的用途。某些寄存器中各個位的0、1狀態反映了外部設備的工作狀態或方式；還有一些寄存器中的各個位可對外部設備進行控制；也有一些端口作為CPU同外部設備交換數據的通路。所以說，端口是CPU和外設間的聯系橋梁。

　　CPU對端口的訪問也是依據端口的"編號"（地址），這一點又和訪問存儲器一樣。不過考慮到機器所聯接的外設數量并不多，所以在設計機器的時候僅安排了1024個端口地址，端口地址范圍為0--3FFH。