微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用第3章課件

1、 第3章 微型計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)3.1 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1. 指令 指令是計(jì)算機(jī)完成某一特定操作的命令。 人們要計(jì)算機(jī)處理的任何問題，都必須轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和執(zhí)行的一步步的操作命令，這些命令用計(jì)算機(jī)與程序設(shè)計(jì)員都能識(shí)別的信息表示出來，就稱其為指令。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，指令的表示形式一般有兩種： CPU可直接識(shí)別并執(zhí)行的機(jī)器指令。 匯編指令。 機(jī)器指令是以二進(jìn)制代碼的形式表示的，也稱目標(biāo)代碼，CPU能夠直接執(zhí)行機(jī)器指令，執(zhí)行速度最快 匯編指令實(shí)際上是符號(hào)化的機(jī)器指令，一條匯編指令必有一條機(jī)器指令與之對(duì)應(yīng)。 2.匯編指令格式 匯編指令格式由以下幾個(gè)部分組成： 標(biāo)號(hào)： 操作碼 目的操作數(shù) ,源操作數(shù) ；注

2、釋 其中， 中的項(xiàng)表示為可選項(xiàng)。 例如： LOOP: MOV AL , 20H ; A20H. 標(biāo)號(hào)：又稱為指令地址符號(hào)，一般是由16個(gè)字符組成，標(biāo)號(hào)是以字母開頭的字母-數(shù)字串，它與操作碼之間用冒號(hào)分隔。 操作碼：是由助記符所表示的指令的操作功能，任何指令都必須具有操作碼。 操作數(shù)：是指參加操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的地址。操作數(shù)與操作碼之間必須用空格分隔，操作數(shù)與操作數(shù)之間必須用西文逗號(hào)“，”分隔。 注釋：是為該條指令作的說明，以便于閱讀，注釋部分不產(chǎn)生目標(biāo)代碼。3.2 8086指令的尋址方式3.2.1 操作數(shù)及分類 在8086指令系統(tǒng)中，操作數(shù)分為兩大類： 1.數(shù)據(jù)操作數(shù) 數(shù)據(jù)操作數(shù)可分為： （1）

3、立即數(shù)操作數(shù) （2）寄存器操作數(shù) （3）存儲(chǔ)器操作數(shù) （4）輸入輸出操作數(shù) .轉(zhuǎn)移地址操作數(shù) 轉(zhuǎn)移地址操作數(shù)是轉(zhuǎn)移指令操作的數(shù)據(jù)，它是表示地址的數(shù)據(jù)。3.2.2 8086數(shù)據(jù)尋址方式 尋址方式就是指令中尋找或獲得操作數(shù)的方式，它是指令系統(tǒng)中最重要的內(nèi)容之一。 8086數(shù)據(jù)操作數(shù)的尋址方式有以下幾種類型： 1.立即尋址 立即尋址是指操作數(shù)直接存放在指令中。 例如： MOV AL,12H ; AL12H. 2.寄存器尋址 寄存器尋址是指操作數(shù)就在8位或16位通用寄存器中。 例如： MOV AL,CL ; AL (CL) 3.存儲(chǔ)器尋址 存儲(chǔ)器尋址是指操作數(shù)在存儲(chǔ)器單元數(shù)據(jù)區(qū)中。 8086幾種存儲(chǔ)器

4、尋址方式如下： （1）直接尋址 指存儲(chǔ)器操作數(shù)的有效地址（偏移量）就在指令中. 例如：MOV AX, 1234H ; 1234H為源操作數(shù)字存儲(chǔ)單元的 偏移量. （2）寄存器間接尋址 指存儲(chǔ)器操作數(shù)的有效地址就在寄存器中。 4輸入/輸出端口尋址方式 在尋址外設(shè)端口時(shí)，8086CPU提供兩種尋址方式： （1） 直接端口尋址 在I/O指令中以8位立即數(shù)的形式直接給出端口地址 例如： IN AL, 20H ;讀取端口地址20H單元的 字節(jié)數(shù)據(jù)到AL中. OUT 21H, AL ;將AL的內(nèi)容輸出到端口地址 為21H字節(jié)單元中.3.3 8086指令系統(tǒng) 8086指令系統(tǒng)按其功能可分以下6種類型： 1）

5、數(shù)據(jù)傳送指令 2）算術(shù)運(yùn)算指令 3）邏輯運(yùn)算指令 4）串處理指令 5）控制轉(zhuǎn)移指令 6）處理機(jī)控制與雜項(xiàng)操作指令3.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令 1.通用數(shù)據(jù)傳送指令 （1）MOV指令 指令格式：MOV DST, SRC 指令功能：DST (SRC) DST表示尋址目的操作數(shù)；SRC表示尋址源操作數(shù)（以下表示相同）。指令功能是把源操作數(shù)傳送到目的操作數(shù). （2）XCHG指令 指令格式：XCHG OPR1, OPR2 OPR1、OPR2分別表示操作數(shù)1和操作數(shù)2。 指令的功能：在操作數(shù)OPR1和操作數(shù)OPR2之間相互交換數(shù)據(jù)。3.3.2. 算術(shù)運(yùn)算指令 1 加法指令 指令格式： ADD DST, SRC

6、 功能： DST (DST)+(SRC) 指令格式：ADC DST, SRC 功能： DST (DST)+(SRC)+CF 指令格式：INC OPR 功能： OPR (OPR)+1（ 非壓縮BCD碼調(diào)整指令A(yù)AA 壓縮BCD碼調(diào)整指令DAA 2. 減法指令 SUB DST, SRC 功能：DST(DST)-(SRC) SBB DST, SRC(帶借位的減法指令) 功能: DST(DST)-(SRC)-CF 減1指令DEC OPR 功能：OPR(OPR)-1 求補(bǔ)指令 NEG OPR 功能： 對(duì)操作數(shù)的各位取反，末位加1,結(jié)果送回目的操作數(shù). 比較指令：CMP DST, SRC 功能：用于兩個(gè)操

7、作數(shù)的比較，該指令同SUB指令操作相同，但不傳送運(yùn)算結(jié)果。 非壓縮BCD碼調(diào)整指令A(yù)AS。 壓縮BCD碼調(diào)整指令DAS。 3. 乘法指令 無符號(hào)數(shù)乘法指令： MUL SRC (隱含目的操作數(shù)AL/AX/DX) 有符號(hào)數(shù)乘法指令： IMUL SRC (隱含目的操作數(shù)AL/AX/DX) 4 除法指令 無符號(hào)數(shù)除法指令： DIV SRC (隱含目的操作數(shù)AX、DX) 有符號(hào)數(shù)除法指令I(lǐng)DIV IDIV SRC (隱含目的操作數(shù)AX、DX) 5.符號(hào)擴(kuò)展指令 CWD指令功能：將AX中數(shù)的符號(hào)擴(kuò)展到DX寄存器中。 CBW指令功能：將AL中數(shù)的符號(hào)擴(kuò)展到AH寄存器中。3.3.3 邏輯運(yùn)算及移位指令1. 邏

8、輯運(yùn)算指令 邏輯與指令： AND DST, RSC ;DST(DST)(RSC) 邏輯或指令OR： OR DST, RSC ;DST(DST)(RSC) 邏輯非指令NOT： NOTOPR ; OPR的取反指令 邏輯異或指令: XORDST, RSC ;DST(DST)(RSC) 測(cè)試指令TEST TEST OPR1, OPR2 ; (DST)(RSC)結(jié)果影響標(biāo)志位.2.移位和循環(huán)移位指令移位指令是指對(duì)操作數(shù)進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)的移位操作。 邏輯左移指令： SHL DST, CL/1 ;CL/1表示移位次數(shù)可以放在CL中或移位1次 邏輯右移指令 SHR DST, CL/1 算術(shù)左移指令 SAL DST

9、, CL/1 算術(shù)右移指令 SAR DST, CL/1 循環(huán)左移指令 ROL DST, CL/1 循環(huán)右移指令 ROR DST, CL/1 帶進(jìn)位位CF的循環(huán)左移指令RCL RCL DST, CL/1 帶進(jìn)位位CF的循環(huán)右移指令 RCR DST, CL/13.3.4 串操作類指令數(shù)據(jù)串是指存儲(chǔ)器中連續(xù)存儲(chǔ)的字節(jié)串或字串.串操作的指令由基本串操作指令和重復(fù)串操作助記符組成。（1）基本串操作指令：串傳送指令MOVB/MOVW串比較指令CMP/BCMPW串搜索指令SCAB/SCASW串存儲(chǔ)指令STOSB/STOSW取字符指令LODSB/LODSW（2）重復(fù)串操作助記符：可作為重復(fù)前綴，與基本串操作指

10、令配合。重復(fù)串操作助記符有：REP（重復(fù)操作前綴）REPNZ（不為0時(shí)重復(fù)操作前綴）REPZ（為0時(shí)重復(fù)操作前綴）3.3.5 控制轉(zhuǎn)移類指令 8086系統(tǒng)提供的控制轉(zhuǎn)移指令包括：無條件轉(zhuǎn)移指令、條件轉(zhuǎn)移指令、循環(huán)控制指令、以及子程序調(diào)用和中斷指令 1.無條件轉(zhuǎn)移指令JMP 格式：JMP DST DST為要轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址， DST應(yīng)設(shè)計(jì)為標(biāo)號(hào)地址，使程序清晰 功能：無條件轉(zhuǎn)移到DST所指向的目標(biāo)地址執(zhí)行（程序） 2.條件轉(zhuǎn)移指令 條件轉(zhuǎn)移指令的一般格式： JXX lable（標(biāo)號(hào)） 其功能：根據(jù)運(yùn)算或比較結(jié)果對(duì)標(biāo)志位的影響，來決定下一條要執(zhí)行指令的目標(biāo)地址。 例如： JC label ; CF=

11、1 有進(jìn)位/借位時(shí)，轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)lable處執(zhí)行。 JNC label ; CF=0 無進(jìn)位/借位時(shí)，轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)lable處執(zhí)行。見教材表3-3 3 循環(huán)指令 （1）循環(huán)控制指令 指令格式：LOOP DST 執(zhí)行操作：CX (CX)-1若CX0，轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)DST所指定的目標(biāo)地址執(zhí)行；若CX=0，則順序執(zhí)行。 （2）不為零或不相等循環(huán)控制指令 指令格式：LOOPNE/LOOPNZ DST 執(zhí)行操作：CX (CX)-1若CX0且ZF=0，轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)DST所指定的目標(biāo)地址執(zhí)行；否則順序執(zhí)行。 （3）為零/相等時(shí)循環(huán)控制指令 指令格式：LOOPE/LOOPZ DST 執(zhí)行操作：CX (CX)-1若CX0且ZF=1，轉(zhuǎn)標(biāo)

12、號(hào)DST所指定的目標(biāo)地址執(zhí)行；否則順序執(zhí)行。3.3.6. 常用處理器控制指令 STC;進(jìn)位標(biāo)志位CF置1 CLC;進(jìn)位標(biāo)志位CF清0 STD;方向標(biāo)志位DF置1 CLD;方向標(biāo)志位DF清0 STI ;中斷允許標(biāo)志位IF置1 CLI ;中斷允許標(biāo)志位IF清0 NOP ;空操作指令 HLT;使處理器處于暫停狀態(tài) 3.5 匯編指令EMU8086仿真調(diào)試 Emu8086-Assembler and Microprocessor Emulator是一個(gè)可在Windows 環(huán)境下運(yùn)行的8086CPU匯編仿真軟件，是一款學(xué)習(xí)匯編語言編程的一種組合語言模擬器（虛擬機(jī)器）工具。它集成了文本編輯器、編譯器、反編譯器、真調(diào)試、虛擬設(shè)備和驅(qū)動(dòng)器為一