微机原理与接口技术实用教程.ppt

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1、第3章 80X86的寻址方式 及指令系统,2023/7/1,微机原理,2,本章要点,及各类指令的功能和用法,80X86系统的各种寻址方式,80X86的指令系统构成,2023/7/1,微机原理,3,定义：,程序:让计算机完成某种操作的命令，所有指令的集合 称为指令系统。指令用助记符表示，汇编语言程序经过编译连接后，指令助记符转换为二进制代码，即指令代码，或称为机器码，可以由CPU执行。指令代码需要事先存放在微机系统的内部存储器中由CS寄存器中的内容所指定的代码段中。,2023/7/1,微机原理,4,指令的一般格式：操作助记符 目的操作数（或其位置），源操作数（或其位置）dst src,例如:MO

2、VAX,SI对应的机器码是8BH,04H MOVAX,ES:SI对应的机器码是26H,8BH,04H,2023/7/1,微机原理,5,3.1 8086的寻址方式（addressing mode）,寻址方式：指令中给出的操作数的表示（或存放）方式，如果操作数存放在存储器中，CPU必须先计算出操作数的物理地址,寄存器间接寻址,直接寻址,寄存器寻址,隐含寻址,基址变址相对寻址,基址变址寻址,寄存器相对寻址,立即寻址,寻址方式,2023/7/1,微机原理,6,立即寻址：操作数（8位或16位）出现在指令中，与指令代码一起存放在存储器的代码段中。,例：MOV AX，6000H MOV AH，60H MOV

3、 AL，00H,2023/7/1,微机原理,7,寄存器寻址：操作数放在CPU内部的寄存器中，可为8位或16位寄存器，由指令给出。,例：MOV AX，BX MOV AH,BH,2023/7/1,微机原理,8,直接寻址：操作数放在存储器的数据段（其段地址由DS中的内容决定）中，其有效地址（偏移地址 直接用偏（位）移量表示在指令中，占2个字节。偏 移量常用disp表示，是有效地址的一部分或全部,可以8位也可以16位。例：MOVAX，DS：0100H,2023/7/1,微机原理,9,寄存器间接寻址：操作数在存储单元中，其有效由BXSI或DI中的内容给出表示为：(BX)EA=(SI)(DI)寄存器BXS

4、I或DI在指令中给出。例：MOVAX，SI,2023/7/1,微机原理,10,寄存器相对寻址：操作数在存储器中，其有效地址是位移量（可8位或者16位）与变址或基址寄存器之和，Disp与寄存器在指令中给出。,例：MOV AX，5BX 也可写成 MOV AX，BX5,2023/7/1,微机原理,11,基址变址寻址：操作数在存储器中，偏移地址由基址寄存器和变址寄存器中的内容相加确定。,例：MOVAX，BXDI,2023/7/1,微机原理,12,基址变址相对寻址：寄存器相对寻址与基址变址寻址 方式的结合。,disp与寄存器均在指令中给出。例：MOV AX，5BPSI,2023/7/1,微机原理,13,

5、隐含寻址：指令本身隐含了操作数的地址，例如：字符串操作指令MOVS,源操作数由DS：SI寄存器间接寻址，目的操作数由ES：DI寄存器间接寻址。,以各种类型访问存储器时，存储单元地址的组成：,2023/7/1,微机原理,14,3.2 8086/8088的指令系统,a，除SAHF外不影响标志位，SAHF是将AH 内容送到 标志寄存器的低8位;b，不能用CS作为目的操作数;c，源操作数和目的操作数不能同时在存储器中，即:不能在一条指令中实现数据在存储器中的传送。,3.2.1 数据传送指令,2023/7/1,微机原理,15,.数据传送，由 源-目的例：MOVAX，BX；寄存器寻址 MOVDL，AL；寄

6、存器寻址 MOVAX，02；源操作数用立即寻址 MOVSI，BX；源操作数寄存器间接寻址 MOV AL，4DI；源操作数用寄存器相对寻址 MOV AX，BX+2；源操作数用寄存器相对寻址 MOV BXDI，DX；目的操作数用基址加变址寻址,1、MOV指令：数据传送（复制）,2023/7/1,微机原理,16,立即数、代码段寄存器CS只能作源操作数。IP寄存器不能作源操作数或目的操作数。MOV指令不能在两个存储单元之间直接传 送数据，也不能在两个段寄存器之间直接 传送数据。两个操作数的类型属性要一致。,注意事项！,2023/7/1,微机原理,17,.堆栈操作指令：堆栈:是以后进先出规则保存信息的一

7、种存储机构。（1）8086中堆栈段地址在SS寄存器中，堆栈当前偏移地址在SP寄存器中，SP称为堆栈指针。SP的初值代表了堆栈区的大小，若 SP=0100H，有右图所示：(2)堆栈操作方式：以字为单位进行操作，高字节在高地址，低字节在低地址。,2023/7/1,微机原理,18,(3)堆栈操作指令a、压入指令：PUSH例：PUSHAX 如果 AX=1234H，则该指令执行后的结果：SP00FEH，（00FFH）12H，（00FEH）34H,b、弹出指令：POP例：POPBX,2023/7/1,微机原理,19,.字节或字交换指令：寄存器之间或寄存器与存储器之间内容交换。XCHG OPR1，OPR2；

8、（OPR1）（OPR2）例：xchg ax,cx,2023/7/1,微机原理,20,.字节转换指令：常用于查表。格式：XLAT 转换表 即：XLAT；(BX+AL)AL，BX的内容是表的首地 址，AL的内容是表内的序号。采用隐含寻址方式。功能：将一个字节从一种代码转换成另一种代码。XLAT指令是通过查表方式来完成翻译功能的，因此，执行该指令之前，必须建立好一张翻译表，该表的最大容量为256个字节。,2023/7/1,微机原理,21,INA，port；数据从 port 端口输入到AL或AX OUTport，A；数据从AL或AX输出到 port 端口1）A是AL（8位输入输出）或AX（16位输入输

9、出）2）port 是外设的端口地址，可以是8位立即数表示的直接 地址，也可以用DX寄存器的内容作为端口地址。例：INAL，3FH MOVDX，3FHOUTDX，AX,2、输入输出指令（I/O指令）,2023/7/1,微机原理,22,SAHF,PUSHF,POPF,标志送AH指令功能是：将标志寄存器中的SF、ZF、AF、PF传送至AH的指定位，空位没有定义,AH送标志位寄存器低字节指令。影响标志位，但对OF、DF、IF无影响,标志入栈指令修改堆栈指针不影响标志位,标志出栈指令修改堆栈指针影响标志位,3、地址目标传送指令,LEA,2023/7/1,微机原理,23,4、标志传送指令,标志送AH指令L

10、AHF,AH送标志寄存器低字节指令SAHF,标志入栈指令PUSHF,标志出栈指令POPF,2023/7/1,微机原理,24,3.2.2 算术运算类指令,1.加法与减法指令 a，影响标志位 b，只能有一个操作数在存储器中 c，目的操作数不能采用立即寻址方法,ADDDST，SRC；DSTDST+SRCADC DST，SRC；DSTDST+SRC+CFSUB DST，SRC；DSTDST-SRCSBB DST，SRC；DSTDST-SRC-CFNEG DST；DST0-DST，即取补,2023/7/1,微机原理,25,ADDAX，SI;完成16位数据的加法运算；SRC在存储器中；DST是CPU中的A

11、X寄存器,例：,SBBCX，DATA1;完成16位数据的减法运算；SRC在存储器中；DST是CPU中的CX寄存器,例：,2023/7/1,微机原理,26,2.比较指令CMPDST，SRC；DST-SRC，结果不保留；只影响标志位例：CMPAX，BX,a、作为无符号数时，比较后的大小由CF和ZF决定：ZF=1：则 AX=BX ZF=0，CF=0：则 AX BX ZF=0，CF=1：则 AX BX,b、作为带符号数时，比较后的大小由SF、ZF和OF决定：ZF=1：则 AX=BX OF 异或 SF=0：则 AX BX OF 异或 SF=1：则 AX BX,2023/7/1,微机原理,27,例：MOV

12、AX，003AH；0000 0000 0011 1010 MOVBX，8003H；1000 0000 0000 0011 CMPAX，BX；1000 0000 0011 0111影响标志位：CF=1，OF=1，ZF=0，SF=1，PF=0，AF=0作为无符号数时，CF=1，则 AX BX 003AH小于8003H作为带符号数时，OF 异或 SF=0，则 AXBX 正数大于负数,2023/7/1,微机原理,28,3.增量减量指令影响除CF以外的所有状态标志，只有一个操作数DST，可以是8位也可以是16位操作数。常用来修改计数器的计数指针。INC DST；DST+1 DSTDEC DST；DST-

13、1 DST例：INCAX；AX+1 AX,2023/7/1,微机原理,29,4、乘法与除法指令只有一个操作数SRC，且不可以是立即数。,IMUL SRC；符号数的乘法；字节运算时，ALSRC AX；字运算时，AXSRC DX与AXMUL SRC；无符号数的乘法，其它同上IDIV SRC；符号数除法；字节运算时：AXSRC的商AL；AXSRC的余数AH；字运算时：DX：AXSRC的商AX；DX：AXSRC的余数DXDIV SRC；无符号数除法，其它同上,2023/7/1,微机原理,30,（1）乘法运算后，标志位的使用：CF=OF=1，说明结果为一个字或双字。CF=OF=0，说明结果为一个字节或字

14、，无符号数时，高字（高字节）全为0；符号数时，高字（高字节）仅是低字（低字节）的符号扩展（2）除法结果的标志位无意义。（3）除数为0或商溢出时，除法结果无意义，并引起溢出中断。,注意：,2023/7/1,微机原理,31,5，符号扩展指令CBW;将AL中的字节数符号扩展成AX中的字.CWD;将AX中的字符号扩展成DX与AX中的双字.,扩展时：正数扩0，负数扩1,已知 AL=85H，BX=0345H，求BXAL的和执行CBW；85H是负数，得到 AX=0FF85H ADDAX，BX；0FF85H+0345H=02CAH 得到 AX02CAH,例,2023/7/1,微机原理,32,6，BCD数调整指

15、令 操作数使用隐含寻址，且规定为AL或AX,(1)针对组合BCD数,组合BCD数的加法调整指令，半字节1位BCD相加，超过9或有进位，要加6调整，低半字节调整后有进位，高半字节再调整。表示为：若 AL&0FH9 或 AF=1，则 AL+6AL，1 AF 若 AL&0F0H90H 或 CF=1，则 AL+60HAL，1CF,DAA,2023/7/1,微机原理,33,(1)针对组合BCD数,组合BCD数的减法调整指令，半字节1位BCD相减，有借位，要减6调整。表示为:若 AL&0FH9 或 AF=1，则 AL-6AL，1 AF若 AL9FH 或 CF=1，则 AL-60HAL，1 CF,DAS,2

16、023/7/1,微机原理,34,(1)针对分离BCD数,AAA,分离BCD数的加法调整指令，只取低半字节，其余同组合BCD数。表示为:若 AL AFCF,AL&0FHAL(只取低4位),2023/7/1,微机原理,35,(1)针对分离BCD数,AAS,分离BCD数的减法调整指令，只取低半字节，其余同组合BCD数。表示为:若 AL AFCF,AL&0FHAL(只取低4位),2023/7/1,微机原理,36,(1)针对分离BCD数,AAM,分离BCD数的乘法调整指令，两个BCD数相乘，结果在AL中，除以10后商在AH中，余数在AL中。表示为:AL/0AHAH(商)AL MOD 0AHAL(余),2

17、023/7/1,微机原理,37,(1)针对分离BCD数,AAD,分离BCD的除法调整指令，先将两个BCD码转为一字节二进制(用高位*10+低位)，得到被除数放于AL中，并把AH清零，运算后，商-AL，余数-AH表示为:AH*0AH+ALAL，0AH；先调整再做除法，商到AL中，余数到AH中。,2023/7/1,微机原理,38,3.2.3 位操作指令,1、逻辑运算类指令：参与运算的操作数可以是字节或字ANDDST，SRC;DSTSRCDST，清CF、OF；根据结果置SF、ZF和PF,标志AF不定ORDST，SRC;DSTSRCDST，标志位设置同上XORDST，SRC;DST 异或SRC-DST

18、,标志位设置同上TEST DST，SRC;DSTSRC，仅置标志位，标志位设置同上NOTDST;DST中各位取反DST，不影响标志位,2023/7/1,微机原理,39,OR CL，03H；置位CL的D0、D1AND AL，0F5H；清AL的D1、D3XOR AH，0FH；AH的低半字节取反TEST AL，02H；判断AL的D1是否为0，；是,ZF=1,否则,ZF=0XOR AL，TEST_CODE；当AL与TEST_CODE相同时，ZF=1，否则，ZF=0,逻辑运算指令经常用来对寄存器或存储单元的某些位进行置位（1）或者清零（0）的操作。,例：,2023/7/1,微机原理,40,2、移位指令:

19、按位进行从左到右或从右到左的移位。以下 CNT 表示移位的次数。SHR DST，CNT;逻辑右移SHL/SAL DST，CNT;逻辑/算术左移SAR DST，CNT;算术右移,2023/7/1,微机原理,41,3、循环移位指令:RORDST,CNT;循环右移ROLDST,CNT;循环左移RCR DST,CNT;带进位循环右移RCL DST,CNT;带进位循环左移,a,移位指令影响AF外的各状态标志位.b,循环移位指令只影响CF、OFc,CNT可以为立即数1或者寄存器CL(预先设置移位次数)：当CNT=1时,OF=0表示移位前后DST的最高位相同,OF=1,表示不同；当CNT1时，OF无意义.,

20、2023/7/1,微机原理,42,（1）串传送：（DS：SI）（ES：DI），隐含寻址，不影响标志位。MOVSW；字传送：SI2SI，DI2DIMOVSB；字节传送：SI1SI，DI1DI（2）串比较：（DS：SI）（ES：DI），隐含寻址，仅影响标志位。CMPSW；字比较：SI2SI，DI2DICMPSB；字节比较：SI1SI，DI1DI（3）串扫描：隐含寻址，仅影响标志位。SCASW；字扫描：AX（ES：DI），DI2DISCASB；字节扫描：AL（ES：DI），DI1DI,3.2.4 串操作指令与重复前缀,2023/7/1,微机原理,43,（4）串取出：隐含寻址，不影响标志位。LODSW

21、；字取出：（DS：SI）AX，SI2SILODSB；字节取出：（DS：SI）AL，SI1SI（5）串存储：隐含寻址，不影响标志位。STOSW；字存储：AX（ES：DI），DI2 DISTOSB；字节存储：AL（ES：DI），DI1 DI,2023/7/1,微机原理,44,6、串操作可以加重复前缀使得其连续执行多次REP MINST；当 CX0 时，重复执行MINST，且CX1CX；MINST是MOVS或STOS指令REPE/REPZ CINST；当 CX0 且 ZF=1 时，重复执行CINST；且CX1 CX，CINST是CMPS或SCASREPNE/REPNZ CINST；当 CX0 且 Z

22、F=0 时，重复执行CINST；且CX1 CX，CINST是CMPS或SCAS,2023/7/1,微机原理,45,串操作类指令可以与重复前缀配合使用，从而操作得以重复执行，并在条件符合时停止执行。,无,LODS,REPE/REPZ REPNE/REPNZ,SCAS,REPE/REPZ REPNE/REPNZ,CMPS,REP,MOVS,可添加的重复前缀,REP,STOS,串操作指令,2023/7/1,微机原理,46,转移类指令可以改变代码段寄存器CS与指令指针IP的值或仅改变IP的值，从而可以以改变指令执行的顺序，以满足程序分支或跳转的需要。,3.2.5 控制转移指令,1.无条件转移、调用和返

23、回指令,（1）无条件转移指令JMP格式：JMP OPRD；OPRD是转移的目的地址功能：转移到目的地址所指示的指令去执行。,2023/7/1,微机原理,47,直接转移,短程转移,近程转移,远程转移,JMP SHORT OPRD；IP=IP+8位位移量，目的地址与JMP指令所处地址的距离在-128127范围之内。,近程转移：JMP NEAR PTR OPRD IP=IP+16位位移量，NEAR可省略，目的地址与JMP指令处于同一地址段范围之内。,JMP FAR PTR OPRD IP=OPRD的段内位移量CS=OPRD所在段地址。,直接转移的3种形式：,2023/7/1,微机原理,48,间接转移

24、指令的目的地址可以由存储器或寄存器给出，有以下2种形式：段内间接转移：JMP WORD PTR OPRD；IP=EA（由OPRD的寻址方式确定）例如：JMP WORD PTRBX；IP=DS16+BXJMP WORD PTR BX；IP=BX 段间间接转移：JMP DWORD PTR OPRD；IP=EA，CS=EA+2该指令指定的双字节地址指针的第一个字单元内容送IP，第二个字单元内容送CS。例如：JMP DWORD PTR BX+SI,2023/7/1,微机原理,49,（2）调用和返回 功能：调用CALL指令用来调用一个过程或子程序。,调用指令格式如下：,段内调用：CALL NEAR PT

25、R OPRD操作：SP=SP-2，（SP+1，SP）=IP，IP=IP+16位位移量 CALL指令首先将当前IP内容压入堆栈。当执行RET指令后，再从堆栈中取出一个字放入IP中。,2023/7/1,微机原理,50,段间调用：CALL FAR PTR OPRD操作：SP=SP-2，（SP+1，SP）=CS；SP=SP-2，（SP+1，SP）=IP；IP=EA；CS=EA+2CALL指令先把CS压入堆栈，再把IP压入堆栈。当执行RET指令而返回时，从堆栈中取出一个字放入IP中，然后从堆栈中再取出第二个字放入CS中，作为段间返回地址。返回指令有如下格式：RET；SP=（SP+1），SP），SP=SP

26、+2RET n；SP=（SP+1），SP），SP=SP+2 SP=SP+nRET n指令要求n为偶数，当RET正常返回后，再做SP=SP+n操作。,2023/7/1,微机原理,51,2.条件转移指令,8086/8088提供了多条不同的条件转移指令，它们根据标志寄存器中各标志位的状态，决定程序是否进行转移。条件转移指令的目的地址必须在现行的代码段(CS)内，并且以当前指针寄存器IP内容为基准，其位移必须在+127-128的范围之内。,2023/7/1,微机原理,52,3.循环控制指令,对于需要重复进行的操作，微机系统可用循环程序结构来进行，8086/8088系统为了简化程序设计，设置了一组循环指令，这组指令主要对CX或标志位ZF进行测试，确定是否循环，指令均不影响任何标志位。,2023/7/1,微机原理,53,3.2.6 标志处理和CPU控制类指令,CF,CF,CF,1.标志处理指令,2023/7/1,微机原理,54,2 外部同步指令,外部同步指令,（1）ESC指令,（2）等待指令WAIT,（3）封锁总线指令LOCK,2023/7/1,微机原理,55,3.4 小 结,本章需要掌握的知识点,常用的8寻址方式,指令中所需的源操作数和目的操作数需采用一定的寻址方式给出,6大类指令,