指令寄存器（IR，Instruction Register），用于暂存当前正在执行的指令。指令寄存器的时钟信号是clk，在clk的上升沿触发。指令寄存器将数据总线送来的指令存入16位的寄存器中，但并不是每次数据总线上的数据都需要寄存，因为数据总线上有时传输指令，有时传输数据。由CPU状态控制器的 Ir_ena信号控制数据是否需要寄存。复位时，指令寄存器被清零。根据指令在存贮器中的地址（由指令地址计数器给出），把指令从存贮器中取出来之后，需要有一个专门用于存放指令的地方，以便对指令进行分析和执行。这个专门存放现行指令的部件就叫做指令寄存器。指令寄存器的位数应满足指令长度的要求。指令寄存器与CPU的8根数据总线相连接。当程序计数器访问存储器地址时，存储在该地址单元内的信息经8位数据总线送出，并储存在指令存器中。

1、将程序计数器（PC）中的内容送至存储器地址寄存器（MAR），并送地址总线（AB） 。

2、由控制单元（CU）经控制总线（CB）向存储器发读命令 。

3、从主存中取出的指令通过数据总线（DB）送到存储器数据寄存器（MDR） 。

4、将MDR的内容送至指令寄存器（R）中 。

5、将PC的内容递增，为取下一条指令做好准备 。

以上这些操作对任何一条指令来说都是必须要执行的操作，所以称为公共操作 。

指令寄存器的功能由三部分构成：扫描移位寄存器、保持寄存器与译码逻辑。扫描移位寄存器从TDI端扫描移入当前指令代码；保持寄存器对当前指令代码进行保持；译码逻辑根据当前指令代码，产生相应的数据寄存器控制信号。三部分的运行控制信号均来自TAP控制器 。