大綜合課件微機原理上課章

2.38086/8088指令系統(tǒng)

數(shù)據(jù)傳送類指令加減運算指令位操作指令指令應用舉例2.3.1數(shù)據(jù)傳送類指令

可實現(xiàn)存儲器寄存器I/O

數(shù)據(jù)傳送指令又可分為如下四種：數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)交換指令堆棧操作指令地址傳送指令查表轉(zhuǎn)換指令1.數(shù)據(jù)傳送指令(1)MOVdest，src；dest←src

傳送的是字節(jié)還是字取決于指令中涉及的寄存器是8位還是16位。具體來說可實現(xiàn)：

①MOVmem/reg1，mem/reg2

指令中兩操作數(shù)中至少有一個為寄存器例:MOV CL，DLMOV AX，BX MOV [SI]，CX

MOV CL，[BX+5]②MOVreg，data;立即數(shù)送寄存器③MOVmem，data;立即數(shù)送存儲單元④MOVacc，mem;存儲單元送累加器⑤MOVmem，acc;累加器送存儲單元⑥MOVsegreg，mem/reg;存儲單元/寄存器送段寄存器⑦MOVmem/reg，segreg;段寄存器送存儲單元/寄存器MOV指令使用規(guī)則：1)IP不能作目的寄存器2)不允許mem←mem3)不允許segreg←segreg4)立即數(shù)、CS不允許作為目的操作數(shù)5)不允許segreg←立即數(shù)6)源操作數(shù)與目的操作數(shù)類型要一致幾個不能傳送的解決辦法：用AX作橋梁

存儲器←存儲器：

MOVAX，MEM1 MOVMEM2，AX段寄存器←段寄存器：

MOVAX，DS MOVES，AX段寄存器←立即數(shù)：

MOVAX，DATA MOVDS，AX應用舉例：將1000H開始的100個存儲單元全部填充為ASCII碼2AH(*)。程序段如下：

MOVDI，1000HMOVCX，64HMOVAL，2AHAGAIN：MOV[DI]，ALINCDI

DECCXJNZAGAINHLT上程序段存放在代碼段中,設(CS)=109EH,則各條指令存放地址如下：

CS:IP指令109E:0100MOVDI，1000H109E:0103MOVCX，64H109E:0106MOVAL，2AH109E:0108MOV[DI]，AL109E:010AINCDI109E:010BDECCX109E:010CJNZ0108109E:010EHLT 109E:0110

寫入2AH(*)后，數(shù)據(jù)段中相應存儲單元的內(nèi)容改變?nèi)缦拢篋S:10002A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2ADS:10102A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2ADS:10202A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2ADS:10302A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2ADS:10402A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2ADS:10502A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2ADS:10602A2A2A2A格式：XCHGreg，mem/reg功能：交換兩操作數(shù)的內(nèi)容。要求：兩操作數(shù)中必須有一個在寄存器中；操作數(shù)不能為段寄存器和立即數(shù)；源和目地操作數(shù)類型要一致。舉例：XCHG AX，BXXCHG [2000]，CL(2)數(shù)據(jù)交換指令XCHG什么是堆棧？按“后進先出(LIFO)”方式工作的存儲區(qū)域。堆棧以字為單位進行壓入彈出操作。為什么要設置堆棧？為什么要按“后進先出”方式工作？參見下圖(3)堆棧操作指令主程序IP繼續(xù)執(zhí)行主程序執(zhí)行子程序轉(zhuǎn)子程序壓棧彈出返回主程序主程序IPIP(下)繼續(xù)執(zhí)行主程序轉(zhuǎn)子程序1返回主程序IP’執(zhí)行子程序2轉(zhuǎn)子程序2返回子程序1IP’(下)執(zhí)行子程序1繼續(xù)執(zhí)行子程序1(a)(b)子程序調(diào)用示意圖(a)主程序調(diào)子程序；(b)子程序嵌套示意圖壓棧彈出IP(下)規(guī)定由SS指示堆棧段的段基址，堆棧指針SP始終指向堆棧的頂部，SP的初值規(guī)定了所用堆棧區(qū)的大小。堆棧的最高地址叫棧底。SPSS堆棧段進棧方向退棧方向棧底棧頂

①壓棧指令

PUSHsrc ;src為16位操作數(shù)例：PUSH AX ；將AX內(nèi)容壓棧執(zhí)行操作：（SP）-1←高字節(jié)AH

（SP）-2←低字節(jié)AL(SP）←（SP）-2設（AX）=1020H，執(zhí)行示意圖如圖低地址存儲區(qū)（SS段）執(zhí)行前(AX)=1020(SP)存儲區(qū)（SS段）進棧方向執(zhí)行后2010(AL)(AH)2-8PUSHAX指令執(zhí)行示意圖(SP)-2(SP)高地址低地址高地址(SP)-1壓棧指令的格式為：

PUSH regPUSH mem/regPUSH segreg例如：

PUSHAXPUSH[BX]PUSHDS注意進棧方向是高地址向低地址發(fā)展。②彈出指令

POP dest例：POP BX ；將棧頂內(nèi)容彈至BX

執(zhí)行操作：（BL）←（SP）

（BH）←（SP）+1

（SP）←（SP）+2POPBX的執(zhí)行示意圖如下圖所示低地址存儲區(qū)（SS段）出棧方向執(zhí)行前2010POPBX指令執(zhí)行示意圖(SP)存儲區(qū)（SS段）執(zhí)行后(BX)=1020(SP)(SP)+1(SP)+2BX2010高地址低地址高地址堆棧指令使用時應注意幾點：①堆棧操作總是按字進行②不能從棧頂彈出一個字給CS③堆棧指針為SS:SP，SP永遠指向棧頂④SP自動進行增減量（-2，+2）（4）地址傳送指令用途：用于傳送操作數(shù)的地址傳送偏移地址格式：LEAreg，mem;將指定內(nèi)存單元的偏移地址送到指定寄存器傳送地址指針格式：LDSreg,mem32;DS:reg←(mem開始的四個內(nèi)存單元的內(nèi)容)LESreg,mem32;同上，但DS改為ES要求：

1)源操作數(shù)必須是一個存儲器操作數(shù)；

2)目的操作數(shù)必須是一個16位的通用寄存器。下面兩條指令等效：

LEABX，BUFFERMOVBX,OFFSETBUFFER其中OFFSETBUFFER表示存儲器單元BUFFER的偏移地址。二者都可用于取存儲器單元的偏移地址，但LEA指令可以取動態(tài)的地址，OFFSET只能取靜態(tài)的地址。設：（SI）=1000H則執(zhí)行該指令后，（BX）=1010H注意以下二條指令差別：

LEABX，BUFFERMOVBX，BUFFER前者表示將符號地址為BUFFER的存儲單元的偏移地址取到

BX中;后者表示將BUFFER存儲單元中的內(nèi)容取到

BX中.例：LEA BX，[SI+10H](5)查表指令XLAT

執(zhí)行的操作：AL←[(BX)+(AL)]

又叫查表轉(zhuǎn)換指令，它可根據(jù)表項序號查出表中對應代碼的內(nèi)容。執(zhí)行時先將表的首地址（偏移地址）送到BX中，表項序號存于AL中。

例如：內(nèi)存數(shù)據(jù)段有一張16進制數(shù)的ASCII碼表，設首地址為2000H，如欲查出表中第11個代碼（代碼序號從0開始）即十六進制數(shù)B的ASCII碼。ASCII表在DS段中，并假設(DS)=4000H。見下頁圖。303132...394142...4546...42000H+042000H+11‘0’‘1’‘2’‘9’‘A’‘B’‘E’‘F’十六進制數(shù)ASCII碼表存儲器則可用如下幾條指令實現(xiàn)：MOVBX，2000H

；（BX）←表首地址MOVAL，0BH

；（AL）←序號XALT

；查表轉(zhuǎn)換執(zhí)行后得到：（AL）=42H=’B’注意：轉(zhuǎn)換表長度最大為256個表項(字節(jié))。2.3.2加減運算指令1.加法指令2.減法指令

3.比較指令算術(shù)運算的溢出問題

算術(shù)運算涉及兩種類型數(shù)據(jù):無符號數(shù)和有符號數(shù)。對加減法指令，并不區(qū)分無符號數(shù)和有符號數(shù)，但應注意：參加的操作數(shù)必須同是無符號數(shù)或同是有符號數(shù)。無符號數(shù)和有符號數(shù)的運算結(jié)果是否溢出，判斷方法是不同的。兩個8位數(shù)相加時有4種情況：①無符號數(shù)和有符號數(shù)均不溢出二進制相加無符號數(shù)加有符號數(shù)加

000010008+8+30+(+30)0010011038+38

結(jié)果38 CF=0OF=0②無符號數(shù)溢出

000010008+8+253+(-3)100000101261+5

結(jié)果5 CF=1 OF=0③有符號數(shù)溢出

000010008+8+125+（+125）

10000101133+133

結(jié)果-123 CF=0OF=1（補碼表示）④無符號數(shù)和有符號數(shù)均溢出

10001000136-120+247+（-9）101111111383-129

結(jié)果127CF=1OF=1上面四種情況說明，CF標志可用來表示無符號數(shù)的溢出，OF標志可用來表示有符號數(shù)的溢出。有符號數(shù)的溢出是一種出錯狀態(tài)，在運算過程中應當避免。(1)不帶進位的加法指令ADD

格式：ADD acc,dataADD mem/reg,dataADD

mem/reg1,mem/reg2

實例：

ADD AL，30HADD SI，[BX+20H] ADD CX，SI ADD [DI]，200H1.加法指令

ADD指令對6個狀態(tài)標志均產(chǎn)生影響。例：已知(BX)=D75FH

指令ADDBX,8046H

執(zhí)行后，狀態(tài)標志各是多少？

D75FH=11100111010111118046H=1000000001000110

111111

0110011110100101結(jié)果：C=1,Z=0,P=0,A=1,O=1,S=0(2)帶進位位的加法指令ADCADC指令在形式上和功能上與ADD類似，只是相加時還要包括進位標志CF的內(nèi)容，例如：

ADCAL，68H;AL←(AL)+68H+(CF) ADCAX，CX;AX←(AX)+(CX)+(CF)ADCBX，[DI];BX←(BX)+[DI+1][DI]+(CF)例:有兩個4字節(jié)的無符號數(shù)相加：

2C56F8AC+309E47BE=？設被加數(shù)、加數(shù)分別存放在BUFFER1及BUFFER2開始的兩個存儲區(qū)內(nèi)，結(jié)果放回BUFFER1存儲區(qū)。(見下頁圖)

因CPU只能進行8位或16位的加法運算，為此可將兩數(shù)分成低字和高字分別相加。ADC指令用于多字節(jié)加法運算中56H2CHBEH47HBUFFER1BUFFER2ACHF8H9EH30H被加數(shù)加數(shù)數(shù)據(jù)段多字節(jié)加法示意圖......程序段如下：

MOVAX，BUFFER2 ADDBUFFER1，AX;低字相加

MOVAX，BUFFER2+2 ADCBUFFER1+2，AX;高字相加，

;包括低字的進位格式：INCreg/mem功能：類似于C語言中的++操作：對指定的操作數(shù)加1例：INCALINCSIINCBYTEPTR[BX+4]注：本指令不影響CF標志。3)加1指令INC(增量指令)（單操作數(shù)指令）ADD/ADC對條件標志位(CF/OF/ZF/SF)的影響：CF位表示無符號數(shù)相加的溢出。OF位表示帶符號數(shù)相加的溢出。1結(jié)果為負0否則SF=1結(jié)果為00否則ZF=1和的最高有效位有向高位的進位0否則CF=1兩個操作數(shù)符號相同，而結(jié)果符號與之相反0否則OF=(1)不考慮借位的減法指令SUB

格式：SUBdest,src

操作：dest←(dest)-(src)注：1.源和目的操作數(shù)不能同時為存儲器操作數(shù)

2.立即數(shù)不能作為目的操作數(shù)指令例子：

SUBAL，60HSUB[BX+20H]，DXSUBAX，CX2.減法指令SBB指令主要用于多字節(jié)的減法。格式：SBBdest,src操作：dest←(dest)-(src)-(CF)指令例子：

SBBAX，CXSBBWORDPTR[SI]，2080HSBB[SI],DX(2)考慮借位的減法指令SBB例：x、y、z均為32位數(shù)，分別存放在地址為X,X+2；Y,Y+2；Z,Z+2的存儲單元中，用指令序列實現(xiàn)w

x+y+24-z，結(jié)果放在W,W+2單元中。

MOVAX,XMOVDX,X+2ADDAX,YADCDX,Y+2;x+yADDAX,24ADCDX,0;x+y+24

SUBAX,Z

SBBDX,Z+2;x+y+24-zMOVW,AXMOVW+2,DX;結(jié)果存入W,W+2單元作用類似于C語言中的“--”操作符。格式：DECopr 操作：opr←(opr)-1指令例子：

DECCLDECBYTEPTR[DI+2]DECSI(3)減1指令DEC（減量指令）SUB/SBB對標志位(CF/OF/ZF/SF)的影響

CF=1表示無符號數(shù)減法溢出。

OF=1表示帶符號數(shù)減法溢出。1被減數(shù)的最高有效位有向高位的借位0否則CF=1兩個操作數(shù)符號相反，而結(jié)果的符號與減數(shù)相同0否則OF=格式：CMPdest,src操作：(dest)-(src)CMP也是執(zhí)行兩個操作數(shù)相減,但結(jié)果不送目標操作數(shù),其結(jié)果只反映在標志位上。指令例子：

CMPAL，0AHCMPCX，SICMPDI，[BX+03]3.比較指令CMP根據(jù)標志位來判斷比較的結(jié)果1)根據(jù)ZF判斷兩個數(shù)是否相等。若ZF=1,則兩數(shù)相等。2)若兩個數(shù)不相等,則分兩種情況考慮:①比較的是兩個無符號數(shù)若CF=0,則dest＞src;

若CF=1,則dest＜src。②比較的是兩個有符號數(shù)若OF⊕SF=0，則dest＞src;

若OF⊕SF=1，則dest＜src。2.3.3位操作指令：邏輯運算和位移指令

1.邏輯運算指令●運算規(guī)則：按位操作，無進/借位

●對標志位的影響(除NOT指令外)：CFOFSFZFPFAF00***無定義

根據(jù)運算結(jié)果設置格式：NEGopr操作：opr←0-(opr)對一個操作數(shù)取補，可將該數(shù)變?yōu)榻^對值相等符號相反的另一數(shù)。例：若(AL)=0FCH，則執(zhí)行NEGAL 后，

(AL)=04H本例中，0FCH可視為-4的補碼,執(zhí)行求補指令后,即得到4(-4的絕對值)。(1)求補指令NEG(2)邏輯”與”AND對兩個操作數(shù)進行按位邏輯“與”操作。格式：ANDdest,src用途：保留操作數(shù)的某幾位，清零其他位。例1：保留AL中低4位，高4位清0。

ANDAL,0FH例2：AL中有字符’a’～’z’,將其轉(zhuǎn)換成大寫。

ANDAL,01011111B;例3：測試AL的bit7,bit5,bit2是否都是1。

ANDAL,10100100B CMPAL,10100100BJZYES<notall1>

…

…YES:對兩個操作數(shù)進行按位邏輯”或”操作。格式：ORdest,src用途：對操作數(shù)的某幾位置1；對兩操作數(shù)進行組合。例1：把AL中的非壓縮BCD碼變成相應十進制數(shù)的ASCII碼。

ORAL,30H(3)邏輯”或”O(jiān)R例2：把AH和AL中的非壓縮BCD碼組合成壓縮的BCD碼,放到AL中。

MOVCL,4SHLAH,CLORAL,AH例3：把AL的第5位置為1ORAL,00100000B對操作數(shù)進行按位邏輯”非”操作（包括符號位）。格式：NOTmem/reg例：NOTCXNOTBYTEPTR[DI](4)邏輯“非”(取反)NOT對兩個操作數(shù)按位進行”異或”操作。格式：XORdest,src用途：對reg清零(自身異或)

把reg/mem的某幾位變反(與’1’異或)例1：把AX寄存器清零。例2：把DH的bit4,3變反①MOVAX,0XORDH,18H②XORAX,AX③ANDAX,0④SUBAX,AX(5)邏輯”異或”XOR

操作與AND指令類似,但不將”與”的結(jié)果送回,只影響標志位。TEST指令常用于位測試,與條件轉(zhuǎn)移指令一起用。例：測試AL的內(nèi)容是否為負數(shù)。

TESTAL,80H；檢查AL中D7=1？

JNZMINUS；是1(負數(shù))，轉(zhuǎn)MINUS

…

…

；否則為正數(shù)MINUS:(6)測試指令TEST2.移位指令(1)非循環(huán)移位指令算術(shù)左移指令SAL(ShiftArithmeticLeft)

算術(shù)右移指令SAR(ShiftArithmeticRight)

邏輯左移指令SHL(ShiftLeft)

邏輯右移指令SHR(ShiftRight)這4條指令的格式相同,以SAL為例：

SALmem/reg,CL;移位位數(shù)大于1時1;移位位數(shù)等于1時移位指令執(zhí)行的操作如下圖所示：最低位最高位CF0(a)算術(shù)/邏輯左移SAL/SHL最低位最高位CF(b)算術(shù)右移SAR最低位最高位CF(c)邏輯右移SHR0非循環(huán)移位指令功能示意圖移位位數(shù)放在CL寄存器中，如果只移1位,也可以直接寫在指令中。例如：

MOVCL,4 SHRAL,CL；AL中的內(nèi)容右移4位影響C,P,S,Z,O標志。結(jié)果未溢出時：左移1位≡操作數(shù)*2

右移1位≡操作數(shù)/2例：把AL中的數(shù)x乘10（若結(jié)果不會溢出）因為10=8+2=23+21，所以可用移位實現(xiàn)乘10操作。程序如下：

SALAL,1;2x MOVAH,AL SALAL,1;4xSALAL,1;8xADDAL,AH;8x+2x=10x

不含進位位的循環(huán)左移指令ROL

不含進位位的循環(huán)右移指令ROR

含進位位的循環(huán)左移指令RCL

含進位位的循環(huán)右移指令RCR格式同非循環(huán)移位指令。移位位數(shù)放在CL寄存器中，如果只移1位,

也可以直接寫在指令中。循環(huán)移位指令只影響標志位CF和OF。(2)循環(huán)移位指令這4條指令的功能如下圖示：最低位最高位CF(a)ROL最低位最高位CF(c)RCL最低位最高位CF(b)ROR最低位最高位CF(d)RCR循環(huán)移位指令功能示意圖用移位操作代替乘除法可提高運算速度例：前例中計算x*10。(1)采用乘法指令:

MOV BL,10MUL BL

共需70～77個T周期。(2)采用移位和加法指令:SAL AL,1；2TMOV AH,AL；2TSAL AL,1；2TSAL AL,1；2TADD AL,AH；3T

只需11個T周期,僅相當于乘法的1/7。循環(huán)移位舉例：例1：將AL的高4位與低4位互換。

MOVCL,4ROLAL,CL例2：將字變量W中的無符號數(shù)除以8，商和余數(shù)分別放在字變量QUOT和字節(jié)變量REMA中。WDW65525QUOTDW？REMADB？

MOVAX，WSHRAX，1RCRREMA，1SHRAX，1RCRREMA，1SHRAX，1RCRREMA，1MOVQUOT，AXMOVCL，5SHRREMA，CL例3：設在1000H開始存有四個壓縮的BCD碼12、34、56、78。要求把它們轉(zhuǎn)換為ASCII碼存放在3000H開始的單元中。假定DS、ES都已設置為數(shù)據(jù)段的段基址。程序見下頁。1000H3000H1234567832H31H34H33H36H35H38H37H

MOVSI,1000H ；SI←BCD首址

MOVDI,3000H ；DI←ASCII首址