微机系统与接口课件：CH2_2第二章微型计算机指令系统(续)

1、1,第二章 微型计算机指令系统(续),数据传送 (DATA TRANSFER) 通用/ I/O /目标地址传送/标志传送,算术运算(Arithmetic) 整型数据处理 逻辑运算与位操作(Logic) 逻辑数据处理 串操作(String Manipulation) 字符型数据处理 转移控制(Control Transfer) 程序流控制处理 MPU控制(Processor Control) 系统控制管理,8086/8088指令系统(六大类),2,数据传送与寻址方式,MOV AL,100; MOV CX,2000H； MOV DS, AX；MOVCX，BX；MOVSI，DX MOV AX，200

2、0H ;MOV AL，BUFFER（内存）； MOV CS:2000H, 30H MOV AX，SI；MOV BL，DI； MOV AX,SS:SI MOV CH，BX； MOV BP，SI,MOV SI，SI+6；MOV DL，TABLEDI MOV BX+100,AL；MOV DX，TABLEBP MOVBXSICOUNT，AL; MOV DX,BXDI+900H; MOV DX，BP+DI+COUNT,PUSH ES:2000H LEA SI,BP+DICOUNT POP ES LDS SI, DICOUNT,所有数据传输指令 不应影响标志位,3,数据传送与寻址方式,非法数据传送指令:

3、两个操作数的类型不一致 例如源操作数是字节，而目的操作数是字；或相反 两个操作数不能都是存储器 传送指令很灵活，但主存之间的直接传送却不允许 段寄存器的操作有一些限制 段寄存器属专用寄存器，对他们的操作能力有限,寻址方式: 存储器操作数的类型需要明确 默认段寄存器 默认操作数,4,标志状态寄存器Flags,3个控制标志位 6个算术和逻辑运算结果特征,5,算术运算（Arithmetic）指令(1）,ADD (Addition）加法:8位/16位操作数,影响FLAGS ADD dest,src; (dest)(dest)+(src) ADD AX,BX; ADD CL,10H;ADD SP,2；

4、ADD 2000H, AL; ADD WORD PTRBX, 20,例 : AL=7EH AH=5BH; ADD AL,AH AL=D9H 注意：源操作数和目标操作数不能同时为存储器；不能对段寄存器进行加法运算，段寄存器不能参加加减法、乘除法运算。 问题：如何影响标志位？ CF=1 作为无符号数相加进位（字节/字256/65536） OF=1 当作为有符号数相加溢出（-128127/-3276832767）,6,例 AL=7EH(01111110B) AH=5BH; (01011011B) ADD AL,AH AL=D9H(11011001B) 影响标志位： CF=0（加法、无进位）； PF=

5、0 (1的个数为奇数。注：非逻辑运算，不必关注) ； AF=1（低4位向高4位有进位发生）; ZF=0（结果不为零）; SF=1（结果的最高位MSB为1）; OF=1（运算的结果超过了127，超出了带符号数的范围）。,算术运算（Arithmetic）指令(1）,7,算术运算（Arithmetic）指令(1）,ADD (Addition）加法:8位/16位操作数,影响FLAGS 3AH + 72HACH，没有进位：CF = 0 结果不是零：ZF = 0 最高位D71：SF = 1 产生溢出：OF = 1 ACH10101100B 4个1，偶数个1：PF =1 BBH + 72H（1）2DH，有进

6、位：CF = 1 8EH + 72H（1）00H，结果是零：ZF = 1 最高位D70：SF = 0 BBH + 72H（1）2DH，没有溢出：OF = 0,*应该利用哪个标志，由程序员来决定如果将参加运算的操作数认为是无符号数，就应该关心进位；认为是有符号数，则要注意是否溢出。,8,ADC (ADD with Carry) (dest)(dest)+(src)+(CF) 例：MOV BX, OFFSET FIRST； L2 多位数连加: LH MOV SI,OFFSET SECOND ；L1 MOV AX, SI；L1 ADD BX, AX；L1+L2(L2) MOV AX, SI+2;H1

7、 ADC BX+2,AX；H1+H2(H2) 类似P65例2.2 5字节 ADC指令主要用于多字节数据的加法运算，如果低字节相加时产生进位，则在下一次高字节相加时应将这个进位加进去,算术运算（Arithmetic）指令(2）,？问题1：运算符 专用指令：目标操作数加1,？问题2：如何在二进制运算基础上实现十进制BCD运算指令,H1 L1 + H2 L2,9,INC (Increment by 1) (dest)(dest)+1 加一操作 INC AX; INC DL; INC WORD PTR ES:2000H INC BYTE PTRBX; INC WORD PTR CS:DI+20 INC

8、指令的操作数不能为段寄存器 BYTE PTR或WORD PTR指定随后的存储器操作数的类型为字节或字 伪操作PTR INC指令通常用于循环程序中修改地址。,算术运算（Arithmetic）指令(2）,10,算术运算（Arithmetic）指令(3）,AAA*(ASCII adjust for Addition) 非压缩BCD加法调整 （单字节）只对Unpacked BCD (00-09H)有意义； 隐含操作数为:AL,AH 等效：IF（AL）,例:MOV AH,0 MOV AL,7 MOV BL,8 ADD AL,BL;(AL=0FH); AAA; (AL+6=21=10101;10101 M

9、OV BL,59H; ADD AL,BL;(AL=C1H 不正确 ,AF=1); DAA;(CF=1=AF , AL=27H, 可连加) 上例的DAA调整，相当于加66H， 即相当于ADD AL,66H,打*指令一般了解,14,算术运算（Arithmetic）指令(5）,减法 乘法 除法 SUB/SBB/DEC/MUL/AAMDIV/AAD AAS/DAS*（调整） IMUL(有符号乘) IDIV (有符号除) 例:减法：不允许两个存储器相减。8位或16位(注：CF=1 借位） SUB AL,CH; (dest)(dest)-(src) SUB BYTE PTR2000H, 20 SBB AX

10、, BP+1000 ； (dest)(dest)-(src)-(CF) 带借位的减指令主要用于多字节的减法 DEC SI; (dest)(dest)-1 DEC BYTE PTR SI;,打*指令一般了解,15,当无符号数的较小数减较大数，因不够减而产生借位，此时CF=1; 带符号数相减如果结果溢出，则OF=1.,算术运算（Arithmetic）指令(5）,16,算术运算（Arithmetic）指令(6）,NEG (Negate) 8位/16位求补(改变符号)绝对值不变 NEG dest; (dest)0-(dest)影响6个运算标志位 例:NEG AL; NEG BX; NEG BYTE P

11、TR CS:2000H AL=30HNEG AL D0H,CMP (Compare) (dest)-(src)影响6个运算标志位 例: CMP AL,CH; CMP AX,BX; CMP BYTE PTR2000H, 20 JC NEXT ; 利用FLAGS结果,无符号数比较 JG NEXT ; 有符号数比较,17,算术运算（Arithmetic）指令(7）,16位无符号数乘法 MUL src; 默认AX*(src) 积= DX(高16位）|AX(低16位) 8位无符号数乘法 MUL src; 默认AL* (src) 积= AX(16位) MUL指令对CF和OF有影响：若运算结果的高半部分(A

12、H或DX中)为0，则CF=OF=0,否则CF=OF=1,例：AL=42H(66),CL=28H (40) MUL CLAX=0A50H(2640) AX，0A50H， CX=0333H MUL CX DX/AX=0020H/ 0FDF0H,18,算术运算（Arithmetic）指令(7）,16位无符号数除法 DIV src; 默认被除数DX(高16位）|AX(低16位) /src(16位) 结果 DX=余数(16位) AX=商(16位) 8位无符号数除法 DIV src; 默认被除数AX(16位)/src(字节）结果 AH=余数(8位) AL=商(8位) 不允许两个字长相等的操作数相除，若被除

13、数和除数的字长相等，则须在DIV指令前将被除数的高位扩展8个零或16个零。,例：DX=20H，AX=0FDF2H SI=333H DIV SIAX=0A50H DX=0002H CL=42H DIV CL 0028H,注意： 除0/溢出 （字节除：商255 OR 字:商65535）除零中断,19,算术运算（Arithmetic）指令(8）,IMUL/IDIV 有符号数乘/除法 IMUL src; 字节乘法 (AX) (src)*AL; 字乘法 (DX:AX) (src)*AX IDIV src; 字节除法 (AL) (AX)/(src) (AH) (AX)%(src) 字除法 (AX) (DX

14、:AX)/(src) (DX) (DX:AX)%(src) 指令将两个操作数均按带符号数处理，8位和16位带符号数的取值范围是-128+127 32768+32767. 指令对CF和OF有影响：若运算结果的高半部分(AH或DX中)仅为低半部分符号位的扩展，则CF=OF=0,否则若高半部分包含运算的有效数字则CF=OF=1。,注意： 除0/溢出 （字节除：商超出(-128+127) OR 字:商超出(-32768+32767)除零中断,若被除数和除数的字长相等，则须在IDIV指令前将被除数的符号位扩展，使之成为16位或32位数。,20,CBW/CWD 扩展字长(字节字; 字双字) 无符号数：高位

15、添加足够个数的零 有符号数：高位添加足够个数的符号位 CBW:将一个字节扩展成为字,隐含操作数：AL AH CWD:将一个字扩展成为双字,隐含操作数：AX DX 比较MOV AL,4FH 和 MOV AL,0F8H CBW CBW,算术运算（Arithmetic）指令(8）,21,算术运算（Arithmetic）指令(8）,AAM* (ASCII adjust for Multiply) AL寄存器中的二进制数转换成不压缩BCD码，十位放在AH中，个位放在AL中。 隐含操作数：AL AH 等效：AH(AL)/10; （商）； (AL)(AL)%10 (余数) 根据AL中的结果改变SF，ZF，P

16、F 单字节! 例：7*9=？ MOV AL,07H ;(AL)=07H MOV BL,09H ;(BL)=09H MUL BL ;(AX)=07H*09H=003FH AAM ;(AH)=06H,(AL)=03H,(SF)=0,(ZF)=0,(PF)=1,打*指令一般了解,22,AAD*（ ASCII adjust for Divide）:Unpacked BCD调整 隐含操作数：AL AH AAD与其它ASCII调整指令不同，AAD不是在除法之后，而是在除法之前进行调整，然后用DIV进行除法，所得之商还需要用AAM进行调整，才能得到正确的非压缩BCD码的结果。 AL=AH*10+AL;AH=

17、0 单字节! （AX HEX) 注意：AAD-DIV（B）-AAM 例：73/2=? MOV AX,0703H ;(AH)=07H,(AL)=03H MOV BL,02H ;(BL)=02H AAD ;(AL)=49H(即十进制数73) DIV BL ;(AL)=24H(商),(AH)=01H(余数) AAM ;(AH)=03H,(AL)=06H,算术运算（Arithmetic）指令(8),23,8086/8088指令系统(六大类),数据传送 通用/ 输入输出 / 目标地址传送/标志传送 算术运算 整型数据处理 逻辑运算与位操作 逻辑数据处理 串操作 字符型数据处理 转移控制 程序流控制处理（

18、条件/无条件） MPU控制 系统控制管理,24,逻辑运算与移位（Logical AND AX, BX; AND CL,08H OR dest, src; OR AL,55H; OR WORD PTR BX, DX XOR dest, src (logical Exclsive or ) XOR AX,AX; XOR CL, BX TEST dest,src 逻辑与测试，仅影响标志位 TEST AL,80H; TEST AX,0FFFFH；ZF= AND AL,80H; AND AX,0FFFFH .TEST与AND指令 的差别. 常用于位判别，与条件转移指令一起，共同完成对特定位状态的判断，并

19、实现相应的程序转移。 NOT dest ;将操作数按位取反 B:dest=255-dest; W:dest=65535-dest NOT AL; NOT WORD PTR BX NOT BYTE PTR ES: 2000H,25,逻辑运算与移位（Logical BIT7=1 OR CL, 04H 复位（清0）可采用AND 指令 AND AL, 7FH ;BIT7=0 实现某些位求反，可采用XOR 指令 如：MOV AL, 0FH; （AL）=（00001111B） XOR AL, 0AAH;（AL）=（10100101B）实现了BIT1，3，5，7位求反 XOR的另一个用途：将寄存器的内容清零

20、 XOR AX,AX,26,逻辑运算与移位（Logical SHL AL,1; SHL CX,1 SHL/SAL dest,CL SHL WORD PTRBX,CL CF dest(MSB LSB) 0 移一次 当 移位后MSBCF则OF=1 SHR（Shift logical right）相当于无符号数/2 SHR dest, 1(CL) 0dest(MSBLSB)CF 移一次 当移位后新的最高位和次高位不等则OF=1,27,逻辑运算与移位（Logical SAR dest,CL MSBdest(MSBLSB)CF 算术右移和逻辑右移区别：算术右移最高位保持不变 MOV AL, 100010

21、00B; SAR AL,1 ;10001000B=(88H= -78H) /2 AL=11000100B(C4H=-60= - 3CH),28,由于移位指令可以实现乘2的若干次方，且移位指令比乘法除法指令速度快得多，一般用移位指令代替乘法除法指令，速度可提高10倍甚至更多。,逻辑运算与移位（Logical 近短跳转 当前IP的128+127内 IP=IP+disp8,39,2.段内直接转移 JMP（JUMP）NEAR_LABEL IP=IP+disp16段内跳转 3.段内间接转移 JMP reg16 ;(IP) (reg16) JMP MEN16 ;(IP) (mem16) 4.段间直接转移

22、JMP FAR_LABEL; 段间地址 CS:IP=新地址 IP OFFSET FAR_LABEL ; CS SEG FAR_LABEL,转移控制 （Control Transfer)-程序流,40,5.段间间接转移 JMP mem32 ;(IP) (mem32) ;(CS) (mem32+2) 段内跳转应为16位地址 段间跳转应为32位地址 JMP SHORT JMP NEAR PTR JMP 2000H; JMP BX; JMP 0FFFFH：0 (热启动) JMP FAR PTR TABLESI; JMP NEAR PTR BPDI,转移控制 （Control Transfer)-程序流

23、,41,转移控制 （Control Transfer),转移指令-条件跳转(conditional Jump) (利用CMP,TEST,计算,移位指令等结果改变程序流) JCC SHORT_LABEL; 限近短跳转 IP 128+127 满足条件 IP=IP+disp8，否则顺序执行 （IF ELSE) JZ/JE -JNZ/JNE (ZF)=1 -(ZF)=0 JS -JNS (SF)=1 -(SF)=0 JP/JPE -JNP/JPO (PF)=1 -(PF)=0 JO -JNO (OF)=1 -(OF)=0 JC -JNC (CF)=1 -(CF)=0,42,转移控制 （Control

24、Transfer),转移指令-条件跳转(conditional Jump) Unsigned大小比较 P98表2.7 JB/JNAE -JNB/JAE (CF)=1 -(CF)=0 JA/JNBE -JNA/JBE (CF)=0 loop CX times 循环控制 (Loop) LOOPZ/LOOPE short_label; （loop while zero/equal） 循环直到(CX)=0 or (ZF=0) LOOPNE/LOOPNZ short_label; (Loop while NZ/NE) 循环直到(CX)=0 or (ZF=1) JCXZ if CX=0 Jump to (

25、Jump On CX Zero) CX为零控制调转 . Do while/ while Do/ For (i=0;i100;i+),44,过程调用指令 （ Call a procedure ),过程（Procedure）；如果一些程序模块需要在不同地方多次反复地出现使用，则可以将这些程序模块设计成过程，每次需要时进行调用。过程结束后再返回原来调用的地方（下一条指令）。 （相当于高级语言中的子程序Subroutine，或函数function）， 缩短源程序代码总长度 利于实现模块化的程序设计，便于编制、调试和维护 -需要利用堆栈技术,控制与传递参数,45,过程调用指令 （ Call a proc

26、edure ),CALL 段内段间:直接/间接调用（过程/子程序Subroutine) RET (RETF) 过程返回 (分远近，产生不同RET码(C3/CBH),不但CS:IP发生变化(新地址)， 而且堆栈SP及其内容均发生变化,46,过程调用指令 （ Call a procedure ),段内直接调用 CALL NEAR_PROC; (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(IP); (IP)(IP)+proc_disp 段内间接调用 CALL reg16/mem16 . (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(IP); (IP)reg16/mem16 段间直接调用 CALL F

27、AR_PROC; (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(CS); (CS)SEG F_PROC (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(IP); (IP)OFFSET F_PROC 段间间接调用 CALL MEM32; (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(CS);(CS)MEM32+2, (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(IP); (IP)MEM32 例：CALL 2000H; CALL BX; CALL NEAR PTR ES:SI CALL 2000:3000H; CALL FAR PTR2000H,47,过程返回指令 （ Return From Cal

28、l ),从近过程返回： RET(C3H ); (IP)(SP)+1:(SP), (SP)(SP)+2 RET pop_value ;(C2H data_low data_high) (IP)(SP)+1:(SP), (SP)(SP)+2; (SP)(SP)+pop_value =ADD SP,Pop_value 可带一个弹出值，064k的立即数，表示返回时从堆栈舍弃的字节数。 从远过程返回： RETF (CBH) ; (IP)(SP)+1:(SP), (SP)(SP)+2 (CS)(SP)+1:(SP), (SP)(SP)+2 RETF pop_value ; (CAH data_low da

29、ta_high) IP:CS弹出 (SP)(SP)+pop_value,48,8086/8088指令系统(各类重点),数据传送(DATA TRANSFER) 重点：寻址（20位地址，段寄存器） 算术运算(Arithmetic) 关注：标志位 逻辑运算与位操作(Logic) 简单（数据处理） 串操作(String Manipulation) 特殊操作（硬记） 转移控制(Control Transfer) 程序流控制（重要） MPU控制(Processor Control) 系统控制（重要）,49,中断(Interrupt)控制,CPU与外设交换信息的一种方式=硬件手段 影响和改变CPU执行程序的

30、顺序（程序流）,50,标志控制寄存器Flags (位),TF 跟踪标志位 TF= 1，使CPU处于单步执行指令的工作方式。这种方式便于进行程序的调试。每执行一条指令后，自动产生一次内部中断，从而使用户能逐条指令地检查程序。 IF 中断允许标志位 IF= l使CPU可以响应可屏蔽中断请求。 IF= 0使CPU禁止响应可屏蔽中断请求。 DF 方向标志位 DF= l 使串操作按减地址方式进行。也就是说，从高地址开始，每操作一次地址减小一次。DF0使串操作按增地址方式进行。,3个控制标志位,51,8088中断结构,直接执行软件中断/指令执行结果 除零(INT 00H) 单步(INT 1) IF=1 T

31、F=1 溢出(INTO INT 04H) 软件中断调用(INT xxH) 非屏蔽中断NMI(Non-Maskable Interrupt) 可屏蔽中断INTR（IF=1),内部中断,外部中断,52,中断方式下CPU执行程序流程,53,8086/8088中断过程,保护断点 （F入栈；IF=0 TF=0； CS、IP入栈； 中断服务（中断类型号： n ） （0：4*n取向量 CS:IP）; 返回断点 （IRET：依次弹出IP、CS、F）,54,运行程序(数据)分段存储,55,中断指令 Interrupt,软件中断: 8086支持在程序中安排一条中断指令引起中断过程(服务),对应中断服务(Service)程序 软件中断程序编号n(n=0-FFH),可通过中断向量(矢量)重新定向 8086/8088:中断0-FFH(0255), 每个占用4字节中断向量(CS:IP) 对应向量存储区: 0000:000003FFH n号中断向量存储在0000:4*n0000:4*n+3单元,56,中断指令 Interrupt,INT（Interrupt） INT n ; (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(FLAGS); (IF)0 (TF)0 (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(CS); (CS)