微机原理与接口技术汇编语言.docx
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微机原理与接口技术汇编语言
8086指令系统分为以下6组:
⒈数据传送指令
⒉算术指令
⒊逻辑指令
⒋串处理指令
⒌控制转移指令
⒍处理机控制指令
数据传送指令
数据传送指令的功能是把数据、地址传送到寄存器或存储器单元中。
它分为4类。
⑴通用数据传送指令 ⑵累加器专用传送指令
MOV 传送 IN 输入
PUSH 进栈 OUT 输出
POP 出栈 XLAT 换码
XCHG 交换
⑶地址传送指令 ⑷标志寄存器传送指令
LEA 有效地址送寄存器 LAHF 标志送AH
LDS 指针送寄存器和DS SAHF AH送标志寄存器
LES 指针送寄存器和ES PUSHF标志进栈
POPF 标志出栈
1通用数据传送指令
MOV dst,src;传送指令(move)
执行操作:
(dst)←(src)
功能:
将源操作数(字节或字)传送到目的地址。
注意:
●目的操作数dst和源操作数src不能同时用存储器寻址方式,这个限制适用于所有指令;
●目的操作数dst不能是CS,也不能用立即数方式;
●目的操作数dst和源操作数src不允许同时为段寄存器;
●MOV指令不影响标志位。
PUSH src;进栈指令(pushontothestack)
执行操作:
(SP)←(SP)-2
((SP))←(src)
POP dst;出栈指令(popfromthestack)
执行操作:
(dst)←((SP))
(SP)←(SP)+2
PUSH和POP指令分别将数据存入堆栈或把堆栈中的数据取出。
堆栈是以LIFO(后进先出)方式工作的一个存储区,程序中定义的堆栈段就是这样一个LIFO存储区。
数据存入堆栈单元或从堆栈单元中取出都由堆栈指针SP指示,而SP总是指向栈顶,所以进栈和出栈指令都会自动修改SP。
PUSH指令执行时,SP的内容先减2,然后将数据压入SP所指示的字单元,存储的方法同样是高8位存入高地址字节,低8位存入低地址字节。
POP指令执行时,将SP所指示的栈顶地址的内容取出放入目的地址,然后SP增2,指向新的栈顶地址。
注意:
●PUSH和POP指令只能是字操作,因此存取字数据后,SP的修改必须是+2或-2;
●PUSH和POP指令不能使用立即数方式;
●POP指令的dst不允许是CS寄存器;
●PUSH和POP指令都不影响标志位。
PUSH指令在程序中常用来暂存某些数据,而POP指令又可将这些数据恢复。
XCHG opr1,opr2;交换指令(exchange)
执行操作:
(opr1)←→(opr2)
XCHG指令使两个操作数opr1,和opr2互相交换,其中一个操作数必须在寄存器中,另一个操作数可以在寄存器或存储器中。
注意:
●不允许使用段寄存器
●不影响标志位
例假设(DS)=1000H,(SS)=4000H,(SP)=100H,(BX)=2100H,(12100)=00A8H,指出连续执行下列各条指令后,有关寄存器、存储单元以及堆栈的情况。
PUSH DS
PUSH BX
PUSH [BX]
POP DI
POP WORDPTR[DI+2]
POP DS
执行结果:
(SP)=100H-2=0FEH (SP)=0FE-2=0FCH (SP)=0FC-2=0FAH
(400FEH)=1000H (400FCH)=2100H (400FAH)=00A8H
执行结果:
(SP)=0FA+2=0FCH (SP)=0FC+2=0FEH (SP)=0FE+2=100H
(DI)=00A8H (100AAH)=2100H (DS)=1000H
例已知(AX)=6634H,(BX)=0F24H,(SI)=0012H,(DS)=1200H,(12F36H)=2500H,写出下列指令执行的结果。
XCHG AH,AL ;执行前:
(AH)=66H,(AL)=34H
;执行后:
(AH)=34H,(AL)=66H
XCHG AX,[BX+SI] ;执行前:
(AX)=6634H,(12F36H)=2500H
;执行后:
(AX)=2500H,(12F36H)=6634HH
2累加器专用传送指令
这组指令只限于使用累加器(ac:
AX或AL)传送信息。
IN ac,port ;输入指令(input),port≤0FFH
执行操作:
(AL)←(port)传送字节
或(AX)←(port+1,port)传送字
IN ac,DX ;输入指令,DX中的port>0FFH
执行操作:
(AL)←((DX))传送字节
或(AX)←((DX)+1,(DX))传送字
OUT port,ac ;输出指令(output),port≤0FFH
执行操作:
(port)←(AL)传送字节
或(port+1,port)←(AX)传送字
OUT DX,ac ;输出指令(output),DX中的port>0FFH
执行操作:
((DX))←(AL)传送字节
或((DX)+1,(DX))←(AX)传送字
对8086及其后继机型的微处理机,所有I/O端口与CPU之间的通信都由输入输出指令IN和OUT来完成。
IN指令将信息从I/O输入到CPU,OUT指令将信息从CPU输出到I/O端口,因此,IN和OUT指令都要指出I/O端口地址。
微处理机分配给外部设备最多有64K个端口,其中前256个端口(0~FFH)称为固定端口,可以直接在指令中指定。
当端口地址超过8位(≥256),称为可变端口,它必须先送到DX寄存器,然后再用IN或OUT指令传送信息。
CPU与I/O端口传送信息的寄存器只限于累加器ac(AX或AL),传送16位信息用AX,传送8位信息用AL,这取决于外设端口的宽度。
注意:
●只限于在AL或AX与I/O端口之间传送信息
●不影响标志位
XLAT ;换码指令(translate)
执行操作:
(AL)←((DS)×16+(BX)+(AL))
这条指令根据AL寄存器提供的位移量,将BX指示的字节表格中的代码换存在AL中。
该指令还可写为:
XLATopr,opr为字节表格的首地址,因为opr所表示的偏移地址已存入BX寄存器,所以opr在换码指令中可有可无,有则可提高程序的可读性。
注意:
●所建字节表格的长度不能超过256字节,因为存放位移量的是8位寄存器AL;
●XLAT指令不影响标志位。
例IN AL,61H ;(AL)←端口61H的内容
MOV DX,278H ;(DX)←端口地址278H
IN AL,DX ;(AL)←端口278H的内容
例OUT 61H,AL ;61H端口←(AL)
MOV DX,279H ;(DX)←端口地址279H
OUT DX,AX ;279H端口←(AX)
3地址传送指令
这组指令完成把地址送到指定寄存器的功能。
LEAreg,src;有效地址送寄存器(loadeffectiveaddress)
执行操作:
(reg)←offsetofsrc
LEA指令把源操作数的有效地址送到指定的寄存器,这个有效地址是由src选定的一种存储器寻址方式确定的。
LDSreg,src;指针送寄存器和DS(loadDSwithpoint)
执行操作:
(reg)←(src)
(DS)←(src+2)
LESreg,src;指针送寄存器和ES(loadESwithpoint)
执行操作:
(reg)←(src)
(ES)←(src+2)
LDS和LES指令把确定内存单元位置的偏移地址送寄存器,段地址送DS或ES。
这个偏移地址和段地址(也称地址指针)是由src指定的两个相继字单元提供的。
注意:
●指令中的reg不能是段寄存器;
●指令中的src必须使用存储器寻址方式;
●该指令不影响标志位。
例假设某数据段定义如下:
0000 DATA SEGMENT
00000040 TABLE DW 0040H
00023000 DW 3000H
0004 DATA ENDS
请指出下列指令的执行结果,并说明它们之间的区别。
①MOVBX,TABLE
②LEABX,TABLE
③MOVBX,OFFSETTABLE
答:
第①条指令执行后,(BX)=0040H,
第②条指令执行后,(BX)=0000,
第③条指令执行后,(BX)=0000。
比较①②两条指令,第①条MOV指令是用直接寻址方式把变量TABLE的内容送入BX,而LEA指令是把TABLE的地址送入BX。
比较②③两条指令可以看到,LEA和用OFFSET指示符实现的功能是相同的,都是将TABLE的偏移地址0000送BX。
既然功能相同,它们之间还有什么区别呢?
首先,LEA指令可以使用各种存储器寻址方式,如,LEABX,[DI],LEABX,TABLE[DI],LEASI,[BX+DI]等,这些指令都是把计算出来的有效地址送目的寄存器,而OFFSET不能使用这些寻址方式,它只作用于像TABLE这样的简单变量(或标号)。
其次,对简单变量,OFFSET指示符比LEA执行速度快,因为MOVBX,OFFSETTABLE指令在汇编时,由汇编程序计算出了TABLE的偏移地址,并被汇编成立即数传送指令,因此效率很高,而LEA指令是在执行时才计算地址,然后再传送到指定寄存器,因此执行速度相对慢一些。
例对例3.17的数据定义,下列两条指令的执行结果是什么?
①LDSBX,TABLE
②LESBX,TABLE
答:
LDS指令执行后,(BX)=0040H,(DS)=3000H
LES指令执行后,(BX)=0040H,(ES)=3000H
4标志寄存器传送指令
这组指令完成和标志位有关的操作。
LAHF标志寄存器的低字节送AH(loadAHwithflags)
SAHFAH送标志寄存器低字节(storeAHintoflags)
PUSHF标志进栈(pushtheflags)
POPF标志出栈(poptheflags)
注意:
●LAHF和SAHF指令隐含的操作寄存器是AH和FLAGS
●LAHF和PUSH不影响标志位,SAHF和POPF则由装入的值来确定标志位的值。
LAHF标志寄存器的低字节送AH(loadAHwithflags)
执行操作:
(AH)←(FLAGS)0-7
SAHFAH送标志寄存器低字节(storeAHintoflags)
执行操作:
(FLAGS)0-7←(AH)
PUSHF标志进栈(pushtheflags)
执行操作:
(SP)←(SP)-2
((SP)+1,(SP))←(FLAGS)0-15
POPF标志出栈(poptheflags)
执行操作:
(FLAGS)0-15←((SP)+1,(SP))
(SP)←(SP)+2
算术指令包括加、减、乘、除指令,它包括对二进制数进行的算术运算的指令,以及对十进制数(用BCD码表示)运算进行调整的指令。
执行算术指令都会影响条件标志位,条件标志位包括CF、PF、AF、ZF、SF和OF,它们标志算术运算结果的特征。
⑴加法指令 ⑵减法指令
ADD 加法 SUB 减法
ADC 带进位加 DEC 减1
INC 加1 NEG 求补
CMP 比较
⑶乘法指令 ⑷除法指令
MUL 无符号数乘法 DIV 无符号数除法
IMUL 带符号数乘法 IDIV 带符号数除法
⑸符号扩展指令 ⑹十进制调整指令
CBW 字节转换为字 DAA 加法的十进制调整
CWD 字转换为双字 DAS 减法的十进制调整
AAA 加法的ASCII调整
AAS 减法的ASCII调整
AAM 乘法的ASCII调整
AAD 除法的ASCII调整
1加法指令
ADDdst,src加法指令(addition)
执行操作:
(dst)←(src)+(dst)
ADCdst,src带进位加指令(addwithcarry)
执行操作:
(dst)←(src)+(dst)+CF
INCopr加1指令(increment)
执行操作:
(opr)←(opr)+1
ADD和ADC指令是双操作数指令,它们的两个操作数不能同时为存储器寻址方式,也就是说,除源操作数为立即数的情况外,源和目的操作数必须有一个是寄存器寻址方式。
INC指令是单操作数指令,它可以使用除立即数方式外的任何寻址方式。
ADD和ADC指令影响条件标志位(也称条件码),INC指令影响除CF外的其它条件码。
条件码中最主要的是SF、ZF、CF和OF,加法运算对这四个条件码的设置方法如下:
SF=1加法结果为负数(符号位为1)
SF=0加法结果为正数(符号位为0)
ZF=1加法结果为零
ZF=0加法结果不为零
CF=1最高有效位向高位有进位
CF=0最高有效位向高位无进位
OF=1两个同符号数相加(正数+正数,或负数加负数),结果符号与其相反
OF=0不同符号数相加时,或同符号数相加,结果符号与其相同
计算机在执行运算时,并不区别操作数是带符号数还是无符号数,一律按上述规则设置条件码,因此,程序员要清楚当时处理的是什么类型的数据。
例如,当加法运算结果的最高有效位为1时,机器将SF置1。
如果参加运算的是两个带符号数,那么和的最高有效位是符号位,SF置1说明结果是一个负数。
如果参加运算的是两个无符号数,那么和的最高有效位也是数值位,此时SF置0或置1都失去了表示正负数的意义。
对带符号数和无符号数,它们表示结果溢出的条件标志位也是不同的。
上述OF位的设置条件显然只符合带符号数的溢出情况,OF=1表示运算结果是错误的。
而无符号数溢出(运算结果超出了有限位的表示范围)时,表现为最高有效位产生进位,因此,CF=1是无符号数溢出的标志。
另外,在双字长数运算时,低位字相加设置的CF,说明低位字向高位字有无进位的情况。
例MOV BX,9B8CH ;(BX)=9B8CH
ADD BX,6478H ;now(BX)=0000H
9B8A 1001101110001010
+6476 +0110010001110110
----------- --------------------------
1←0000 1←0000000000000000
条件码设置:
SF=0 最高有效位(D15)为0
ZF=1 结果为0
CF=1 最高有效位向高位有进位
OF=0 不同符号数相加,不产生溢出
例编写执行双精度数(DX,CX)和(BX,AX)相加的指令序列,DX是目的操作数的高位字,BX是源操作数的高位字。
指令执行前:
(DX,CX)=A2482AC0H,(BX,AX)=088AE25BH。
指令序列:
ADD CX,AX ;(CX)=0D1BH
ADC DX,BX ;now,(DX)=0AAD3H
执行ADD指令:
2AC0 0010101011000000
+E25B +1110001001011011
--------- ------------------------
1←0D1B 1←0000110100011011
条件码设置:
SF=0 最高有效位(D15)为0,无符号位意义
F=0 结果不为0
CF=1 最高有效位向高位有进位
OF=0 加数最高位分别为0、1,溢出位置0,OF对低位字无溢出意义
执行ADC指令:
A248 1010001001001000
088A 0000100010001011
+ 1 + 1←CF
---------- ----------------------------
AAD3 1010101011010011
条件码设置:
SF=1 最高有效位(D31)为1,对带符号数运算表示结果为负
ZF=0 结果不为0
CF=0 最高有效位向高位无进位
OF=0 结果符号与操作数相同,未产生溢出
2减法指令
SUBdst,src减法指令(subtract)
执行操作:
(dst)←(dst)-(src)
SBBdst,src带借位减法指令(subtractwithborrow)
执行操作:
(dst)←(dst)-(src)-CF
DECopr减1指令(decrement)
执行操作:
(opr)←(opr)-1
CMPopr1,opr2比较指令(compare)
执行操作:
(opr1)-(opr2),根据相减结果设置条件码,但不回送结果
以上指令除DEC指令不影响CF外,其他都影响条件码。
与加法类似,SF和ZF分别表示减法结果的符号以及为零的情况;CF表明无符号数相减结果溢出与否;OF表明带符号数相减结果溢出与否。
但在对CF和OF位的设置方法上减法和加法有所不同,下面对此做进一步说明:
CF=1 二进制减法运算中最高有效位向高位有借位(被减数<减数,不够减的情况)
CF=0 二进制减法运算中最高有效位向高位无借位(被减数≥减数,够减的情况)
OF=1 两数符号相反(正数-负数,或负数-正数),而结果符号与减数相同
OF=0 同符号数相减时,或不同符号数相减,其结果符号与减数不同
NEGopr求补指令(negate)
执行操作:
(opr)←-(opr),
求补操作即把操作数变为与其符号相反的数:
。
机器在执行求补指令时,把操作数各位求反后末位加1,因此执行的操作也可表示为:
(opr)←0FFFFH-(opr)+1
NEG指令的条件码设置方法为:
CF=1 不为0的操作数求补时
CF=0 为0的操作数求补时
OF=1 当求补运算的操作数为-128(字节)或-32768(字)时
OF=0 当求补运算的操作数不为-128(字节)或-32768(字)时
例字长为8位的两数相减,其可表示数的范围为:
带符号数-128~127(80H~7FH),无符号数0~255(0~FFH)。
运算结果超出可表示数范围即为溢出,说明结果错误。
①43H-16H=2DH
01000011 01000011 条件码设置:
CF=0
-00010110 +11101010 OF=0
-------------- --------------
00101101 1←00101101
说明:
机器作减法运算时,先将减数求补,然后转化为加法运算,所以实际上机器设置CF的方法是:
最高有效位不产生进位时,CF=1;最高有效位产生进位时,CF=0。
这和做减法时有借位CF=1,无借位CF=0是一致的。
本例参加运算的数无论是看作带符号数还是无符号数,运算结果均有效。
②0C8H-66H=62H
11001000 11001000 条件码设置:
CF=0
-01100110 +10011010 OF=1
-------------- ------------
01100010 1←01100010
说明:
如果是无符号数的运算,被减数够减无借位,所以CF置0,表明结果有效。
如果操作数是带符号数,且被减数与减数符号相反,而结果符号与减数符号相同,所以OF置1,表明结果无效。
③54H-76