硬件寄存器的理解
1 从软件角度看的概念
就是设备的配置文件。。。（唯一的例外是参与运算的通用寄存器，R0~R15），参考中的这个图个人觉得非常贴切。就是0和1的开关，可以看到，一共是15位。
如果要说美中不足，就是有些硬件变化，好像不能反映。好像跳闸可以，开关自动往上跳，表示电路中存在短路。
2 寄存器的硬件实现
从软件来说，其实不关心寄存器的硬件实现。只要能存储，不管是寄存器，RAM，FLASH，甚至打孔纸都可以。
但是在现代计算机系统中，考虑到速度，成本这些内容，寄存器主要使用的D触发器实现。触发器其实很像之前接触过的锁存器，只是改成了上升沿才触发。
下面是几种存储的比较。
| 存储类型 | 最小单元（1 bit） | 存储原理 | 特点 |
| 寄存器 | D 触发器 (约 20-30 个晶体管) | 电流回路。只要有电，电子就在门电路里打转。 | 极其昂贵、极大、极快。 |
| RAM (SRAM) | 6-T 单元 (6 个晶体管) | 交叉耦合锁存。结构比触发器紧凑，适合大规模集成。 | 成本中等、容量中等、速度快。 |
| Flash | 浮栅晶体管 (1 个晶体管) | 捕获电荷。把电子“关进”一个绝缘层里。 | 便宜、极密、掉电不丢、写得慢。 |
D触发器（Data Flip-Flop）
3 硬件实验
使用元器件：
74HC175 芯片（内含 4 个 D 触发器），16DIP封装。
4 个拨码开关（作为输入数据 $D_0-D_3$）。
4 个 LED 灯（作为输出显示 $Q_0-Q_3$）。
1 个点按开关（作为时钟信号 Clock，即“保存键”）。
面包板、电阻、5V 电源。
74HC175引脚定义：
| 引脚类型 | 名称 | 对应 CPU 的概念 | 接线建议 |
| 电源 | VCC (16), GND (8) | 供电系统 | 接 5V 和地线 |
| 数据输入 | D1-D4 (4, 5, 12, 13) | Data Bus (数据总线) | 接 4 个拨码开关 |
| 时钟输入 | CLK (9) | Clock Signal (时钟脉冲) | 接一个点按开关（作为写入触发） |
| 数据输出 | Q1-Q4 (2, 7, 10, 15) | Internal State (内部状态) | 接 4 个 LED 灯（加限流电阻） |
| 强制清零 | MR (1) | Reset (重置) | 接 VCC（正常工作），接 GND（清零） |
接线逻辑：
将拨码开关连接到 74HC175 的 $D$ 输入引脚。
将 LED 连接到 74HC175 的 $Q$ 输出引脚。
将点按开关连接到芯片的 CLK 引脚。
实验现象：
拨动开关，LED 灯不会跟着变。当按下点按开关的一瞬间，芯片捕捉到电平上升沿。此时，开关的状态被“锁”进芯片，LED 灯亮起。松开手，哪怕把开关全部拨乱，LED 灯依然保持刚才那一刻的状态。
74HC175 是上升沿触发。这意味着在D端拨动开关时，LED 没反应。只有当按下 CLK 开关，电平从低变高的一瞬间，数据才会被“采样”并存入。
回头做了实验。。。不过并不是很成功。我是只接了一个LED，但是显示的状态比较异常，尤其是CLK那个角，甚至有时候要手放在旁边感应才会亮。。。
暂时不知道原因。后面有机会再解决吧。
https://www.youtube.com/watch?v=6GbTk753Muk
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