微机原理与接口技术 教学课件 ppt 作者 周国运 微机原理与接口技术3

1、微机原理与接口技术 第3章 指令系统,主编：周国运 机械工业出版社 2011.9,本章内容 3.1 寻址方式 3.2 8086指令系统 3.3 80286及以上扩充的指令,3.1 寻址方式,3.1 寻址方式,操作数是指令的处理对象。指定操作数或操作数存放位置的方法称为寻址方式。对80x86CPU，其寻址方式可以分为三种类型、共七种寻址方式。 立即寻址 寄存器寻址 存储器寻址 直接寻址方式 寄存器间接寻址方式 寄存器相对寻址方式 基址加变址寻址方式 相对基址加变址寻址方式,3.1 寻址方式,一、立即寻址： 操作数作为指令的一部分而直接写在指令之中，这种操作数称为立即数，这种寻址方式也就称为立即数寻址方式。 实际上就是把要用到的数据直接以常数的形式在指令中给出。例如： MOV AX， 6789H ADD AX， 1234H 这种寻址方式要求数据必须在编程的时候就明确，不能修改。,3.1 寻址方式,另外注意： 立即数可以是8位、16位或32位。 如果立即数为16位或32位，那么，它将按“高高低低”的原则进行存储，所谓“高高低低”是指，数据的高位存放在高地址中，数据的低位存放在低地址中。 80

2、86是16位芯片，在8086系统中指令直接给出的立即数最多是16位，如果是32位的，则必须要用到两次类似的指令。例如，两个32位数据相加的实现如下： ADD AX，1234H ADC DX，5678H,3.1 寻址方式,二、寄存器寻址方式： 指令所要的操作数事先已存储在某寄存器中，或把目标操作数存入寄存器中，或者源操作数和目标操作数都是寄存器，称为寄存器寻址。例如： MOV AX , BX IP寄存器不能直接使用外，段寄存器的使用也有相应的限制。 由于寄存器在CPU中，使用寄存器寻址方式的指令具有较快的执行速度。所以提倡应尽可能地使用寄存器寻址方式。,3.1 寻址方式,三、存储器寻址 共有五种寻址方式： 直接寻址 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址加变址寻址 相对基址加变址寻址,3.1 寻址方式,1直接寻址方式 在指令中直接给出该操作数的段地址和有效地址，从而使8086的BIU部件能够利用其地址加法器得到实际物理地址，找到该操作数。 MOV AX，DS：2000H 很多指令都有默认的存放数据的段，例如上面的指令可以简写成： MOV AX，2000H MOV AX，DS：2000H M

3、OV AX，ES：2000H,3.1 寻址方式,2寄存器间接寻址方式 操作数在存储器中，操作数的有效地址用SI、DI、BX和BP等四个寄存器之一来指定。 MOV AX，DS：BX 在不使用段超越前缀的情况下，有下列规定： 若有效地址用SI、DI和BX等之一来指定，则其缺省的段寄存器为DS； 若有效地址用BP来指定，则其缺省的段寄存器为SS（即堆栈段）。,3.1 寻址方式,3寄存器相对寻址方式 操作数在存储器中，其有效地址是一个基址寄存器（BX、BP）或变址寄存器（SI、DI）的内容和指令中的8位/16位偏移量（即相对值）之和。 MOV BX，SI+100H 指令中给出的8位/16位偏移量用补码表示。在计算有效地址时，如果偏移量是8位，则进行符号扩展成16位。当求和之后所得的有效地址超过0FFFFH（一个段的大小），则取其64K的模。,3.1 寻址方式,4基址加变址寻址方式 操作数在存储器中，其有效地址是一个基址寄存器（BX、BP）和一个变址寄存器（SI、DI）的内容之和。例如： MOV BX，BX+DI MOV BX，BX+SI MOV BX，BP+DI MOV BX，BP+SI 特别

4、注意，基址寄存器与变址寄存器不要混淆。,3.1 寻址方式,5相对基址加变址寻址方式 操作数在存储器中，其有效地址是一个基址寄存器（BX、BP）的值、一个变址寄存器（SI、DI）的值和指令中的8位/16位偏移量之和。 MOV BX，BX+DI+200 其格式与规则同前面几种相一致； 需要说明的是它的表达形式是比较灵活的，例如下面几种写法是完全等价的： 200BXDI BX+200DI BX+DI+200,3.2 8086指令系统,3.2 8086指令系统,3.2 8086指令系统,指令系统确定了CPU所能完成的功能，是用汇编语言进行程序设计的最基本部分。 按其功能分成以下几大类： 数据传送指令 标志位操作指令 算术运算指令 逻辑运算指令 移位操作指令 比较运算指令 循环指令 转移指令 条件设置字节指令 字符串操作指令 ASCII-BCD码运算调整指令 处理器指令,3.2 8086指令系统,一、指令格式： 汇编语言的指令格式如下： 指令助记符 操作数1 ，操作数2 ，操作数 当指令含有操作数，并要求在指令中显式地写出来时，则在书写时必须遵守： 指令助记符和操作数之间要有空格分隔； 如果指令

5、含有多个操作数，那么，操作数之间要用逗号“，”分开； 编写程序时指令后面还可以书写注释内容，不过，要在注释之前书写分号“；”。,3.2 8086指令系统,二、数据传输指令： 1传送指令MOV 传送指令MOV相对于高级语言里的赋值语句。指令的功能是把源操作数（第二个操作数）的值传给目的操作数（第一个操作数）。指令的格式如下： MOV Reg/Mem， Reg/Mem/Imm 其中：RegRegister（寄存器）， MemMemory（存储器）， ImmImmediate（立即数）， 它们可以是8位、16位或32位（特别指出其位数的除外）。此后都将采用上述缩写，不再说明。,3.2 8086指令系统,对MOV指令有以下几条具体规定，其中有些规定对其它指令也同样有效。 两个操作数的数据类型要相同； 两个操作数不能同时为段寄存器； 代码段寄存器CS不能为目的操作数，但可作为源操作数； 立即数不能直接传给段寄存器； 立即数不能作为目的操作数； 指令指针IP，不能作为MOV指令的操作数； 两个操作数不能同时为存储单元。,3.2 8086指令系统,2交换指令XCHG 交换指令XCHG（Exchang

6、e Instruction）是在两个寄存器之间、寄存器和内存变量之间进行数据交换，两个操作数的数据类型要相同。其指令格式如下： XCHG Reg/Mem， Reg/Mem 寄存器不能是段寄存器，两个操作数也不能同时为内存变量。,3.2 8086指令系统,3取有效地址指令LEA 指令LEA（Load Effective Address）是把一个内存变量的有效地址送给指定的寄存器。其指令格式如下： LEA Reg， Mem 该指令通常用来对指针或变址寄存器BX、DI或SI等置初值之用。,3.2 8086指令系统,4装载段寄存器指令 Load Segment Instruction指令的功能是把内存中地址的“低字”传送给指令中指定的16位寄存器，把随后的“高字”传给相应的段寄存器（DS、ES）。其指令格式如下： LDS/LES Reg， Mem 取有效地址指令与取段寄存器指令所得的地址来源是完全不同的 。例如： POINTER DD 12345678H LDS BX， POINTER 指令执行后，各寄存器的内容分别为： （BX）=5678H，（DS）=1234H。,3.2 8086指令系统,

7、5堆栈操作指令 堆栈是一个具有“先进后出”的特点的数据结构。它主要有两大类操作：进栈操作和出栈操作。 （1）进栈指令PUSH，指令格式： PUSH Reg/Mem （2）出栈指令POP，指令格式： POP Reg/Mem,3.2 8086指令系统,6标志寄存器传送指令 （1）标志送AH指令LAHF 功能：Flags的低8位送AH。 （2）AH送标志寄存器指令SAHF 功能：AH值送 Flags的低8位。 （3）标志寄存器进栈指令PUSHF 功能：把16位标志寄存器进栈。 （4）标志寄存器出栈指令POPF 功能：把栈顶的16位数据出栈给标志寄存器。 这些指令都没有形式上的参数。,3.2 8086指令系统,7转换指令XLAT 转换指令（Translate Instruction）有两种书写使用格式，可以给出一个内存地址作为操作数，也可以没有形式上的操作数，但有两个隐含操作数BX和AL。 其功能是把给出的指令中明确给出的内存地址或缺省的BX的值作为内存字节数组首地址、下标为AL的数组元素的值传送给AL：ALBXAL。 指令格式如下： XLAT Mem 或 XLAT,3.2 8086指令系统,

8、8I/O指令 在8086CPU的指令系统不能用普通的访问内存指令来访问其信息，专门设置有I/O指令来访问I/O端口。 （1）输入指令IN IN AL， PortNo/DX （2）输出指令OUT OUT PortNo/DX， AL 如果某IO设备的端口地址在0255范围之内，那么，可在指令中直接给出，否则，要把该端口地址先存入寄存器DX中，然后在指令中由DX来给出其端口地址。,3.2 8086指令系统,三、算术运算指令： 1加法指令 （1） 加法指令ADD ADD Reg/Mem， Reg/Mem/Imm 把源操作数的值加到目的操作数中。 （2） 带进位加指令ADC ADC Reg/Mem， Reg/Mem/Imm 源操作数和进位标志位的值一起加进来。 （3） 加1指令INC INC Reg/Mem 把操作数的值加1。,3.2 8086指令系统,2减法指令 （1） 减法指令SUB SUB Reg/Mem， Reg/Mem/Imm 从目的操作数中减去源操作数。 （2） 带借位减SBB SBB Reg/Mem， Reg/Mem/Imm 把源操作数和标志位CF的值一起减去。 （3） 减1指令D

9、EC DEC Reg/Mem 把操作数的值减去1。,3.2 8086指令系统,2减法指令（续） （4） 求补指令NEG NEG Reg/Mem 操作数0操作数，即改变操作数的正负号。 （5）比较指令CMP CMP Reg/Mem， Reg/Mem/Imm 不保留结果的减法，目的是为了通过影响标志位得到两者之间的关系。 数据传输指令除了对标志寄存器直接操作外，一般不影响标志位，而之后的指令大多会对标志位产生影响，可以参看课本附录B。,3.2 8086指令系统,3乘法指令 （1） 无符号数乘法指令MUL MUL Reg/Mem （2） 有符号数乘法指令IMUL IMUL Reg/Mem 无符号乘法指令和有符号乘法指令的唯一区别就在于：数据的最高位是作为“数值”参与运算，还是作为“符号位”参与运算。 乘法指令的被乘数都是隐含操作数，乘数在指令中显式地写出来。CPU会根据乘数位数来确定被乘数。,3.2 8086指令系统,4除法指令 （1） 无符号数除法指令DIV DIV Reg/Mem （2） 有符号数除法指令IDIV IDIV Reg/Mem 除法与乘法隐含的操作数类似，具体可以参看课本表3-2与表3-3,3.2 8086指令系统,5数据类型转换指令 （1） 字节转换为字指令CBW CBW 该指令的隐含操作数为AL和AH。其功能是用AL的符号位去填充AH，即：当AL为正数，则AH=0，否则，AH=0FFH。 （2） 字转换为双字指令CWD CWD 该指令的隐含操作数为AX和DX，其功能是用AX的符号位去填充DX。 这两条指令都没有形式上的参数。,3.2 8086指令系统,四、逻辑运算指令： 逻辑运算指令与高级语言中的一样，它主要包括：逻辑与AND、逻辑或OR、逻辑非NOT和异或指令XOR等。 逻辑运算指令都是按位（bit）进行计算的； TEST指令是不保留结果的“与”运算，可以和之前所介绍的CMP比较。,3.2 8086指令系统,五、移位指令：,图,3,-,1,移位指令执行示意图,C,0,SHL,C,RCR,

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