第五章微型計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)

1、第五章第五章 微型計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng) 指令指令是讓計(jì)算機(jī)完成某種操作的命令，是讓計(jì)算機(jī)完成某種操作的命令，指令的集合稱作指令的集合稱作指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)，不同系列計(jì)算機(jī)有，不同系列計(jì)算機(jī)有不同的指令系統(tǒng)。不同的指令系統(tǒng)。 指令是根據(jù)計(jì)算機(jī)指令是根據(jù)計(jì)算機(jī)CPUCPU硬件特點(diǎn)研制出來硬件特點(diǎn)研制出來的，的，指令的符號(hào)用規(guī)定的英文字母組成，稱為指令的符號(hào)用規(guī)定的英文字母組成，稱為助記符助記符。 它的程序目標(biāo)代碼短、運(yùn)行速度快它的程序目標(biāo)代碼短、運(yùn)行速度快，因此，指令語言是面向機(jī)器的語言，它在自動(dòng)控制、智能化儀器儀表、監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。5.1 8086/80885.1 8086

2、/8088匯編語言指令格式與尋址方式匯編語言指令格式與尋址方式5.1.1 8086/80885.1.1 8086/8088匯編語言指令語句格式匯編語言指令語句格式 任何一種匯編語言的指令語句都是與機(jī)器任何一種匯編語言的指令語句都是與機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)的指令一一對(duì)應(yīng)的，它通過匯編程序?qū)⑵浞g成機(jī)器指令代碼機(jī)器指令代碼（目標(biāo)代碼目標(biāo)代碼）,CPU執(zhí)行某種操作。 86系列匯編語言指令語句格式如圖：指令助記符指令助記符操作數(shù)操作數(shù) 1標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)是給該指令所在地址取的名字，必須后跟冒號(hào)“：”，標(biāo)號(hào)可以缺省標(biāo)號(hào)可以缺省，是可供選是可供選擇的標(biāo)識(shí)符。擇的標(biāo)識(shí)符。8086/8088匯編語言中可使用的標(biāo)識(shí)符必須遵循

3、下列規(guī)則：（1 1）標(biāo)識(shí)符由字母（）標(biāo)識(shí)符由字母（a za z、A ZA Z）、）、數(shù)字（數(shù)字（0 0一一9 9）或某些特殊字符（，）或某些特殊字符（，- -，？），？）組成；組成；（2 2）第一個(gè)字符必須是字母（）第一個(gè)字符必須是字母（ a za z、A Z A Z ）或某些特殊的符號(hào)（，）或某些特殊的符號(hào)（， - - ，？），？），但但“？”不能單獨(dú)作標(biāo)識(shí)符；不能單獨(dú)作標(biāo)識(shí)符；（3 3）標(biāo)識(shí)符有效長度為）標(biāo)識(shí)符有效長度為3131個(gè)字符，若超過個(gè)字符，若超過3131個(gè)字符，則只保留前面的個(gè)字符，則只保留前面的3131個(gè)字符為有效標(biāo)個(gè)字符為有效標(biāo)識(shí)符。識(shí)符。 下面是有效的標(biāo)識(shí)符：有效的標(biāo)識(shí)符：

4、 START： MY-CODE： ALPHA： NUM-1： LOOP1 ： X： ? MORE-350： BETA-1： DELAYIS： 下面是無效的標(biāo)識(shí)符無效的標(biāo)識(shí)符： 4LOOP： MAIN AB： BETA*： START=3： GAMA1： NUM+1： ?： ONE*TWO：2指令助記符是指令名稱的代表符號(hào)指令助記符是指令名稱的代表符號(hào)，它是指令語句中的關(guān)鍵字，不可缺省。 3.操作數(shù)是參加本指令運(yùn)算的數(shù)據(jù)，有些指令不需要操作數(shù)，可以缺?。挥行┲噶钚枰獌蓚€(gè)操作數(shù)，這時(shí)必須用逗號(hào)（，）將兩個(gè)操作數(shù)分開；有些操作數(shù)可以用表有些操作數(shù)可以用表達(dá)式來表示。達(dá)式來表示。 4.注釋部分是可選項(xiàng)

5、，允許缺省，如果帶注釋則必須用分號(hào)（；）開頭，注釋本身只用來對(duì)指令功能加以說明，給閱讀程序帶來方便，匯編程序不對(duì)它做任何處理。5.1.2 865.1.2 86系列系列CPUCPU的尋址方式的尋址方式 1 1立即數(shù)尋址立即數(shù)尋址 8086指令系統(tǒng)中，有一部分指令所用的8位或16位操作數(shù)就在指令中提供操作數(shù)就在指令中提供，這種方式叫立即數(shù)尋址方式立即數(shù)尋址方式，例如： MOV AL，80H； MOV AX，1090H； 將1090H送AX，AH中為10H，AL中為90H 采用立即數(shù)尋址方式的指令主要用來對(duì)采用立即數(shù)尋址方式的指令主要用來對(duì)寄存器賦值。寄存器賦值。因?yàn)椴僮鲾?shù)可以從指令中直接取得，不需

6、要運(yùn)行總線周期，所以，立即數(shù)立即數(shù)尋址方式的顯著特點(diǎn)就是速度快。尋址方式的顯著特點(diǎn)就是速度快。2 2寄存器尋址寄存器尋址 如果操作數(shù)就在操作數(shù)就在CPUCPU的內(nèi)部寄存器中的內(nèi)部寄存器中，那么寄存器名可在指令中指出，這種尋址方式就叫寄存器尋址方式寄存器尋址方式。 例如： INC CX ；將CX的內(nèi)容加1 執(zhí)行速度如何？執(zhí)行速度如何？ 采用寄存器尋址方式的指令在執(zhí)行時(shí)，操作就在操作就在CPUCPU內(nèi)部進(jìn)行內(nèi)部進(jìn)行，不需要使用總線周期，因此，執(zhí)行速度快執(zhí)行速度快。 問：通常情況下操作數(shù)放在哪里？ 3 3直接尋址直接尋址 使用直接尋址方式時(shí)，數(shù)據(jù)總是在存儲(chǔ)使用直接尋址方式時(shí)，數(shù)據(jù)總是在存儲(chǔ)器中器中，

7、存儲(chǔ)單元的有效地址存儲(chǔ)單元的有效地址由指令直接指出。 例如：MOV AX，1070H； 將DS段的1070H和1071H兩單元的內(nèi)容取到AX中。 要注意的是采用直接尋址方式時(shí)，如果指令前面沒有用前綴前綴指明操作數(shù)在哪一段，則默則默認(rèn)為段寄存器是數(shù)據(jù)段寄存器認(rèn)為段寄存器是數(shù)據(jù)段寄存器DSDS。 如果要對(duì)其它段寄存器所指出的存儲(chǔ)區(qū)如果要對(duì)其它段寄存器所指出的存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行直接尋址，怎么辦？進(jìn)行直接尋址，怎么辦？ CS：MOV BX，3000H；（加前綴） 將CS段的3000H和3001H兩單元的內(nèi)容送BX 設(shè)CS為5100H，則本指令在執(zhí)行時(shí)，將54000H和54001H兩單元的內(nèi)容取出送BX。 注意

8、：在匯編語言中常將注意：在匯編語言中常將“ ” ”方括方括號(hào)中的內(nèi)容作為存儲(chǔ)單元的地址。號(hào)中的內(nèi)容作為存儲(chǔ)單元的地址。4 4寄存器間接尋址寄存器間接尋址 采用寄存器間接尋址方式時(shí)，操操作數(shù)一定在存儲(chǔ)器作數(shù)一定在存儲(chǔ)器中中，存儲(chǔ)單元的有存儲(chǔ)單元的有效地址由寄存器指效地址由寄存器指出出，這些寄存器可以為BX、BP、SI和DI之一，即有效地即有效地址等于其中某一個(gè)址等于其中某一個(gè)寄存器的值寄存器的值： 和直接尋址的情況一樣，如果指令前面如果指令前面沒有用前綴指明具體的段寄存器，則尋址時(shí)沒有用前綴指明具體的段寄存器，則尋址時(shí)默認(rèn)的段寄存器通常為默認(rèn)的段寄存器通常為DSDS。如寄存器為如寄存器為BPBP

9、時(shí)，時(shí)，則對(duì)應(yīng)的段寄存器為則對(duì)應(yīng)的段寄存器為SSSS。 采用寄存器間接尋址采用寄存器間接尋址時(shí)，允許在指令中指定一時(shí)，允許在指令中指定一個(gè)位移量。個(gè)位移量。MOV AX,BP+0050MOV AX,BP+0050BP=2000HBP=2000HSS=3000HSS=3000H32050HAL32050HAL32051HAH32051HAH寄存器相對(duì)尋址寄存器相對(duì)尋址 細(xì)分起來，寄存器間接尋址可分為以下四種：（1）以BX寄存器進(jìn)行間接尋址數(shù)據(jù)段基址數(shù)據(jù)段基址尋址尋址 用用BXBX寄存器進(jìn)行間接尋址時(shí)，默認(rèn)的段寄寄存器進(jìn)行間接尋址時(shí)，默認(rèn)的段寄存器為存器為DSDS，因?yàn)?，因?yàn)锽XBX稱為稱為基址寄

10、存器基址寄存器，所以這種尋址方式也叫數(shù)據(jù)段基址尋址數(shù)據(jù)段基址尋址。例如： MOV AX，BX 設(shè)DS = 5000H，BX = 6000H， 則本指令在執(zhí)行時(shí)，將56000H和56001H兩單元的內(nèi)容送AX。 如果要對(duì)其他段寄存器所指的區(qū)域進(jìn)行如果要對(duì)其他段寄存器所指的區(qū)域進(jìn)行尋址，怎么辦？（比如尋址，怎么辦？（比如ESES段）段） ES：MOV CX，BX 設(shè)ES = 3000H，BX = 3000H。 則本指令在執(zhí)行時(shí)，將33000H和33001H兩單元的內(nèi)容送CX。 （2）以BP寄存器進(jìn)行間接尋址堆棧段堆棧段基址尋址。基址尋址。 如果以寄存器BP對(duì)操作數(shù)進(jìn)行間接尋址，則必須注意，操作數(shù)默

11、認(rèn)在堆棧段中，操作數(shù)默認(rèn)在堆棧段中，因?yàn)橐驗(yàn)锽PBP稱為基址寄存器稱為基址寄存器，所以這種尋址方式通常稱為堆棧段基址尋址堆棧段基址尋址。例如： MOV BX，BP 設(shè)SS = 5000H，BP = 2000H。 則本指令在執(zhí)行時(shí)，將52000H和52001H兩單元的內(nèi)容送BX。（3）以SI、DI寄存器進(jìn)行間接尋址變址尋變址尋址址 SISI源變址寄存器源變址寄存器 DIDI目的變址寄存器，目的變址寄存器，所以用這兩個(gè)所以用這兩個(gè)寄存器來進(jìn)行間接尋址也叫變址尋址寄存器來進(jìn)行間接尋址也叫變址尋址。 變址尋址通常用于對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行操作變址尋址通常用于對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行操作。（4）將將BXBX、BPBP和和

12、SISI、DIDI寄存器組合寄存器組合起來起來進(jìn)進(jìn)行間接尋址行間接尋址基址加變址的尋址基址加變址的尋址 通常將通常將BXBX和和BPBP稱為基址寄存器，將稱為基址寄存器，將SISI和和DIDI稱為變址寄存器。稱為變址寄存器。 8086指令系統(tǒng)允許把基址寄存器和變址寄存器組成起來構(gòu)成一種新的尋址方式，叫基址加變址的尋址基址加變址的尋址。 用這種尋址方式時(shí)，操作數(shù)的有效地址是：1個(gè)基址寄存器（BX或BP）的內(nèi)容加上一個(gè)變址寄存器（SI或DI）的內(nèi)容。即例如： MOV AX，BX+SI 設(shè)DS=1000H，BX=5000H，SI=3000H。 則上面指令在執(zhí)行時(shí)，有效地址為8000H，本指令將180

13、00H和18001H兩單元的內(nèi)容取到AX中。 在基址加變址的尋址方式中，只要用上只要用上BPBP寄存器，那么默認(rèn)的段寄存器就是寄存器，那么默認(rèn)的段寄存器就是SSSS； 在其它情況下，默認(rèn)的段寄存器是什在其它情況下，默認(rèn)的段寄存器是什么？如果操作數(shù)不在默認(rèn)段，怎么辦？么？如果操作數(shù)不在默認(rèn)段，怎么辦？ 用基址加變址的尋址方式時(shí)，也允許帶一個(gè)8位或16位的位移量位移量。例如： MOV AX，BPSI0050；將BP和SI中的內(nèi)容與0050相加作為有效地址。相對(duì)相對(duì)的基址加變址尋址的基址加變址尋址。 設(shè)BP=3000H,SI=4000H,SS=5000H,結(jié)果如何？ 這種尋址方式使用起來很靈活，特別

14、是特別是為堆棧中數(shù)組的訪問過程提供了極大的方便。為堆棧中數(shù)組的訪問過程提供了極大的方便。 如圖5-2所示，在訪問堆棧數(shù)組時(shí)，可以在BPBP中存放堆棧頂?shù)牡刂分写娣哦褩ｍ數(shù)牡刂?，位移量表示?shù)位移量表示數(shù)組第一個(gè)元素到棧頂?shù)木嚯x，組第一個(gè)元素到棧頂?shù)木嚯x，變址寄存器SI（也可為DI）指出數(shù)組元素。指出下列指令中源操作數(shù)的尋址方式。指出下列指令中源操作數(shù)的尋址方式。 （1 1）MOV AXMOV AX，1070H1070H （2 2）MOV AXMOV AX，BXBX （3 3）MOV AXMOV AX，BXBXSISI00500050 （4 4）AND AX, BXAND AX, BX （5 5）

15、MOV AX, 6000HMOV AX, 6000H 5.2 5.2、傳送類指令、傳送類指令 傳送類指令是指令系統(tǒng)中最活躍的一類指令，也是條數(shù)最多的一類指令，主要用于數(shù)據(jù)的保存及交換等場(chǎng)合數(shù)據(jù)的保存及交換等場(chǎng)合。 我們把這類指令分為四種，并把各種指令操作碼助記符和對(duì)應(yīng)的操作數(shù)列表格如表所示。注意：1、POPPOP指令中的目的操作數(shù)可以是除代碼指令中的目的操作數(shù)可以是除代碼段寄存器段寄存器CSCS之外的其他寄存器和存儲(chǔ)器之外的其他寄存器和存儲(chǔ)器。 2、根據(jù)先進(jìn)后出的原則，程序設(shè)計(jì)必須對(duì)稱根據(jù)先進(jìn)后出的原則，程序設(shè)計(jì)必須對(duì)稱。 例如：將16位通用寄存器CX的內(nèi)容推入堆棧，然后，彈出棧頂至CX中，已

16、知：（SS）=0200H，（SP）=0008H，（CX）=12FA，其示意如圖5-4和5-5所示。 又如：假設(shè)數(shù)據(jù)表放在偏移地址又如：假設(shè)數(shù)據(jù)表放在偏移地址為為 2000H2000H開始的內(nèi)存中，取出開始的內(nèi)存中，取出“3”3”所對(duì)所對(duì)應(yīng)的七段碼，用如下幾條程序來完成：應(yīng)的七段碼，用如下幾條程序來完成： MOV BX， 2000H MOV AL，3 XLAT 執(zhí)行結(jié)果執(zhí)行結(jié)果 AL=30HAL=30H PUSHF和和POPF指令一般用在子程指令一般用在子程序和中斷程序的首尾，起保存主程序標(biāo)志序和中斷程序的首尾，起保存主程序標(biāo)志和恢復(fù)主程序標(biāo)志的作用。和恢復(fù)主程序標(biāo)志的作用。 ADCADC指令為

17、實(shí)現(xiàn)指令為實(shí)現(xiàn)多字節(jié)的加法多字節(jié)的加法運(yùn)算提供了方便。運(yùn)算提供了方便。比如，有兩個(gè)比如，有兩個(gè)4 4字節(jié)的無符號(hào)數(shù)相加，這兩個(gè)數(shù)分別放字節(jié)的無符號(hào)數(shù)相加，這兩個(gè)數(shù)分別放在在2000H2000H和和3000H3000H開始的存儲(chǔ)單元中，低位在前，高位開始的存儲(chǔ)單元中，低位在前，高位在后，要求進(jìn)行運(yùn)算后，得到的和放在在后，要求進(jìn)行運(yùn)算后，得到的和放在2000H2000H開始的內(nèi)開始的內(nèi)存單元中。存單元中。多字節(jié)的加法程序段如下：多字節(jié)的加法程序段如下： CLCCLC ；清進(jìn)位；清進(jìn)位CFCF MOV SI MOV SI，2000H2000H ；取第一個(gè)數(shù)的首地址；取第一個(gè)數(shù)的首地址 MOV AXM

18、OV AX，SISI ；將第一個(gè)數(shù)的低；將第一個(gè)數(shù)的低1616位取到位取到AXAX MOV DI MOV DI，3000H3000H ；取第二個(gè)數(shù)的首地址；取第二個(gè)數(shù)的首地址 ADD AXADD AX，DIDI ； 第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)的低第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)的低1616位相加位相加 MOV SIMOV SI，AXAX ；相加結(jié)果送到；相加結(jié)果送到2000H2000H和和20012001單元單元 MOV AXMOV AX，SI+2SI+2 ；取第一個(gè)數(shù)的高；取第一個(gè)數(shù)的高1616位送到位送到AXAX中中 ADC AXADC AX，DI+2DI+2 ；兩個(gè)數(shù)的高；兩個(gè)數(shù)的高1616位連同進(jìn)位位相加位連同

19、進(jìn)位位相加 MOV SI+2MOV SI+2，AXAX ；相加的結(jié)果送到；相加的結(jié)果送到20022002和和20032003單元單元 下面簡單舉例說明移位指令的應(yīng)用：下面簡單舉例說明移位指令的應(yīng)用： 一般算術(shù)移位指令可用于實(shí)現(xiàn)帶符號(hào)數(shù)一般算術(shù)移位指令可用于實(shí)現(xiàn)帶符號(hào)數(shù)的簡單乘除運(yùn)算，而邏輯移位指令則用于無的簡單乘除運(yùn)算，而邏輯移位指令則用于無符號(hào)數(shù)的簡單乘除。符號(hào)數(shù)的簡單乘除。 例 AX中已存放一帶符號(hào)數(shù)，若要完成（AX）*32運(yùn)算，可用以下程序段： MOV DX，AX ； SAL AX， 1 ；乘；乘2AX ADD AX， DX ；乘；乘3AX SAR AX， 1 ；完成（；完成（AX）*3

20、/2字符串的掃描和比較字符串的掃描和比較 SCASSCAS指令是用來從目標(biāo)串中查找某個(gè)關(guān)鍵指令是用來從目標(biāo)串中查找某個(gè)關(guān)鍵字，要求查找的關(guān)鍵字應(yīng)事先置入字，要求查找的關(guān)鍵字應(yīng)事先置入AXAX或或ALAL寄存寄存器中。器中。 SCAS指令的操作是將AXAL寄存器中的關(guān)鍵字減去由DI所指向的目標(biāo)串中一個(gè)元素，不不傳送結(jié)果，只根據(jù)結(jié)果置標(biāo)志位傳送結(jié)果，只根據(jù)結(jié)果置標(biāo)志位，修改DI寄存器內(nèi)容指向下一元素。 通常在通常在SCASSCAS指令之前加重復(fù)前綴指令之前加重復(fù)前綴REPNEREPNEREPNZREPNZ，用來從目標(biāo)串中尋找關(guān)鍵字，操作一操作一直進(jìn)行到直進(jìn)行到ZFZF1 1或或(CX)(CX)0 0為止。為止。 例如，在某字符串中查找是否存在“$”字符。若存在，則將“$”字符所在地址送入BX寄存器中，否則將BX寄存器清“0”。程序如下： CLD CLD ； 清除方向標(biāo)志清除方向標(biāo)志DFDF MOV DIMOV DI，010