微机原理课件第03章.ppt

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微机原理与接口技术李宝平计算机学院通信工程系80x86指令系统指令系统主要内容：

主要内容：

l指令系统的指令系统的一般概念一般概念l操作数的操作数的寻址方式寻址方式l六大类指令六大类指令的操作原理的操作原理操作码的含义操作码的含义指令对操作数的要求指令对操作数的要求指令执行的结果指令执行的结果80x86指令系统指令系统3.13.13.13.1概述概述概述概述指令指令控制计算机完成指定操作的命令控制计算机完成指定操作的命令机器指令机器指令指令的二进制代码形式。

例如：

指令的二进制代码形式。

例如：

CD21H汇编指令汇编指令助记符形式的指令。

例如：

助记符形式的指令。

例如：

INT21H指令系统指令系统CPU所有指令及其使用规则的集合所有指令及其使用规则的集合8088/8086指令系统:

（1）指令向后兼容（x86系列）

（2）应用广泛，资料易于寻找80x86指令系统指令系统指令指令指令指令按功能分为六大类按功能分为六大类按功能分为六大类按功能分为六大类（92929292种）种）种）种）参见附录18086/8088指令系统P458

（1）数据传送类；）数据传送类；

（2）算术运算类；）算术运算类；（3）逻辑运算和移位；）逻辑运算和移位；（4）串操作；）串操作；（5）控制转移类；）控制转移类；（6）处理器控制。

）处理器控制。

80x86指令系统指令系统3.1.13.1.1指令的基本构成指令的基本构成指令的基本构成指令的基本构成说明说明要执行的是要执行的是什么操作什么操作操作对象，可以有操作对象，可以有0个、个、1个或个或2个个目的目的源源80x86指令系统指令系统指令举例：

ADDAX，SI+6MOVAX,BX操作码操作数INCBXHLT80x86指令系统指令系统部分部分8088/8086常用指令常用指令指令类型指令类型指令类型指令类型助记符助记符助记符助记符数数数数据据据据传传传传送送送送数据传送数据传送数据传送数据传送MOVMOV，PUSH/POPPUSH/POP，XCHGXCHG等等等等地址传送地址传送地址传送地址传送LEALEA，LDSLDS，LESLES输入输出输入输出输入输出输入输出ININ，OUTOUT算算算算术术术术运运运运算算算算加法加法加法加法ADDADD，ADCADC，INCINC减法减法减法减法SUBSUB，SBBSBB，DECDEC，NEGNEG，CMPCMP乘乘乘乘/除法除法除法除法MULMUL，IMULIMUL，DIVDIV，IDIVIDIV逻辑逻辑逻辑逻辑ANDAND，OROR，NOTNOT，XORXOR，TESTTEST移位移位移位移位SHL/SHR/SARSHL/SHR/SAR，ROL/RORROL/ROR，RCL/RCRRCL/RCR串操作串操作串操作串操作MOVSMOVS，CMPSCMPS，SCASSCAS，LODSLODS，STOSSTOS控制转移控制转移控制转移控制转移JMPJMP，JXXJXX，LOOPLOOP，CALL/RETCALL/RET，INT/IRETINT/IRET80x86指令系统指令系统8088/8086的操作数分为的操作数分为4类类11、立即数（常数）源操作数就是参加操作的数据本身，它源操作数就是参加操作的数据本身，它源操作数就是参加操作的数据本身，它源操作数就是参加操作的数据本身，它们可以是们可以是们可以是们可以是88位或位或位或位或1616位。

位。

位。

位。

取值范围如下表：

取值范围如下表：

取值范围如下表：

取值范围如下表：

88位位位位1616位位位位无符号数无符号数无符号数无符号数00H-FFH（0-255）00H-FFH（0-255）0000H-FFFFH（0-65535）0000H-FFFFH（0-65535）带符号数带符号数带符号数带符号数80H-7FH（-128127）80H-7FH（-128127）8000H-7FFFH（-3276832767）8000H-7FFFH（-3276832767）MOVAX，0FA00H;正确正确MOV8000H，DX;错误错误操作数操作数数据（立即数）数据（立即数）地址地址:

寄存器寄存器（名称名称）、存储器单元（地址）、存储器单元（地址）I/O接口的端口（地址）接口的端口（地址）80x86指令系统指令系统2、寄存器操作数放在放在8个个通用寄存器通用寄存器或或4个个段寄存器段寄存器中的操作数中的操作数表示参加运算的数存放在指令给出的寄存器中，可以是表示参加运算的数存放在指令给出的寄存器中，可以是16位或位或8位。

位。

80x86指令系统指令系统只能存放字操作数只能存放字操作数段寄存器存放段寄存器存放当前操作数的当前操作数的段基地址段基地址可可作为源或目的操作数作为源或目的操作数（但但CS不作为目的操作数不作为目的操作数）,不允许将不允许将立即数传送到段寄存器立即数传送到段寄存器,可通过某个通用寄存器传递改变可通过某个通用寄存器传递改变SIDIBPSPCSDSESSS80x86指令系统指令系统3、存储器操作数存储器操作数存储器操作数字节字节字字双字双字124类型类型存储单元个数存储单元个数一般一般不允许不允许两个两个操作数同时为存储器操作数操作数同时为存储器操作数Flags标志寄存器:

仅有个别指令可用它作为操作数IP不能用指令指针寄存器:

它作为操作数,顺序执行时它自动加1,跳转执行时自动会跳转表示当前参加运算的数存放在存储器的某表示当前参加运算的数存放在存储器的某1/2/4个单元中个单元中80x86指令系统指令系统存储存储单元的单元的物理地址物理地址=段基地址段基地址16+偏移地址偏移地址若指令中没有指明所涉及的段寄存器，CPU就采用默认的段寄存器来确定操作数所在的段。

表表3.3段寄存器使用的一些基本约定段寄存器使用的一些基本约定80868086规定了访问存储器段的规则：

规定了访问存储器段的规则：

规定了访问存储器段的规则：

规定了访问存储器段的规则：

此规则定义了段地址寄存器和偏移地址寄存器的组合此规则定义了段地址寄存器和偏移地址寄存器的组合此规则定义了段地址寄存器和偏移地址寄存器的组合此规则定义了段地址寄存器和偏移地址寄存器的组合方式，其默认规则如下表：

方式，其默认规则如下表：

方式，其默认规则如下表：

方式，其默认规则如下表：

默认段地址默认段地址默认段地址默认段地址偏移地址偏移地址偏移地址偏移地址用于访问用于访问用于访问用于访问CSCSIPIP指令指令指令指令SSSSSPSP、BPBP堆栈中的数据堆栈中的数据堆栈中的数据堆栈中的数据DS（DS（可超越可超越可超越可超越）BXBX、DIDI、SISI、88位或位或位或位或1616位数位数位数位数数据段中的数据数据段中的数据数据段中的数据数据段中的数据ESES串指令的串指令的串指令的串指令的DIDI目标串操作数目标串操作数目标串操作数目标串操作数80x86指令系统指令系统存储器操作数的存储器操作数的偏移地址偏移地址（也称（也称有效地址有效地址EA）要要用用“EA”方方括号括起来括号括起来,它它可以通过不同的寻址方式由指令给出可以通过不同的寻址方式由指令给出；存储器操作数的存储器操作数的段基地址段基地址（也称也称段段头地址头地址）一般省去，按隐含规一般省去，按隐含规则确定它们，也可直接给出进行段超越。

则确定它们，也可直接给出进行段超越。

例如例如若若（BX）=2000H,（SI）=0A00H,（DI）=2A00H，则以下指令的结果是一样的：

则以下指令的结果是一样的：

MOVAL,2A00H;隐含段头为隐含段头为DS，直接寻址，直接寻址MOVAL,BX+0A00H;隐含段头为隐含段头为DS，寄存器相对寻址，寄存器相对寻址MOVAL,BXSI;隐含段头为隐含段头为DS，基址，基址-变址寻址变址寻址MOVAL,DI;隐含段头为隐含段头为DS，寄存器间接寻址，寄存器间接寻址但但MOVAL,ES：

2A00H;段超越，段头为段超越，段头为ES，与前，与前4条不同条不同存储存储单元的单元的物理地址物理地址=段基地址段基地址16+偏移地址偏移地址注意：

注意：

存储器数据表示形式：

存储器数据表示形式：

地址值或寄存器地址值或寄存器80x86指令系统指令系统、I/OI/O接口操作数接口操作数I/O接口操作数接口操作数字节字节字字12类型类型存储单元个数存储单元个数一般一般不允许不允许两个两个操作数同时为操作数同时为I/O接口接口操作数操作数I/O接口地址为接口地址为16位位，一般采用，一般采用DX寄存器间接寻址给出；有时寄存器间接寻址给出；有时I/O接口地址仅用接口地址仅用8位位，这时可采用直接寻址。

，这时可采用直接寻址。

例如：

INAL，DX；括号习惯都省去写为INAL，DXOUT80H，AL；括号习惯都省去写为OUT80H，AL注意：

注意：

不要理解为：

MOVAL，DX和MOV80H，AL，它们完全不同。

表示当前参加运算的数存放在表示当前参加运算的数存放在I/O接口的某接口的某1/2个端口中个端口中80x86指令系统指令系统一条指令的执行时间一条指令的执行时间=3.1.23.1.2指令的执行时间指令的执行时间指令的执行时间指令的执行时间取指令取指令取操作数取操作数执行指令执行指令传送结果传送结果单位用时钟周期数单位用时钟周期数T表示表示常用指令执行时间常用指令执行时间P458P458计算偏移地址计算偏移地址EAEA所需时间所需时间结论：

结论：

1）尽量使用寄存器作为操作数）尽量使用寄存器作为操作数2）若有可能，用移位代替乘除法）若有可能，用移位代替乘除法3）尽量使用简单的寻址方式）尽量使用简单的寻址方式执行执行80x86指令系统指令系统寻址方式寻找操作数的方法ll寻找寻找寻找寻找操作数操作数操作数操作数的的的的地址地址地址地址（一般指源操作数）（一般指源操作数）（一般指源操作数）（一般指源操作数）ll寻找要执行的下一条寻找要执行的下一条寻找要执行的下一条寻找要执行的下一条指令指令指令指令的的的的地址地址地址地址在在在在80868086指令系统中，指令系统中，指令系统中，指令系统中，操作数所在地址的寻址方式可操作数所在地址的寻址方式可操作数所在地址的寻址方式可操作数所在地址的寻址方式可分为分为分为分为88种种种种：

立即寻址立即寻址立即寻址立即寻址寄存器相对寻址寄存器相对寻址寄存器相对寻址寄存器相对寻址直接寻址直接寻址直接寻址直接寻址基址基址基址基址-变址寻址变址寻址变址寻址变址寻址寄存器寻址寄存器寻址寄存器寻址寄存器寻址相对的基址相对的基址相对的基址相对的基址-变址寻址变址寻址变址寻址变址寻址寄存器间接寻址寄存器间接寻址寄存器间接寻址寄存器间接寻址隐含寻址隐含寻址隐含寻址隐含寻址3.23.280868086的的寻址方式寻址方式80x86指令系统指令系统l操作数操作数（为一常数为一常数）直接直接由指令给出由指令给出（此操作数称为此操作数称为立即数立即数）l立即寻址只能用于源操作数立即寻址只能用于源操作数l例：

例：

MOVAX,1C8FHMOVBYTEPTR2A00H,8FH错误例：

错误例：

MOV2A00H,AX;错误！

错误！

3.1.23.1.2立即寻址立即寻址立即寻址立即寻址80x86指令系统指令系统立立即即数数操作码操作码低低8位位高高8位位存储器存储器MOV操作码操作码02H31HAHAL代码段代码段立即寻址指令在存立即寻址指令在存储器中的存放形式储器中的存放形式AX指令操作例：

指令操作例：

MOVAX，3102H;AX3102H执行后，执行后，（AH）=31H，（AL）=02H用途：

用途：

直接给出操作数据，立即数存放在内存的代码段中80x86指令系统指令系统3.2.33.2.3寄存器寻址寄存器寻址寄存器寻址寄存器寻址l操作数放在某个寄存器中操作数放在某个寄存器中l源操作数与目的操作数字