计算机接口技术教案5.docx

1、计算机接口技术教案5威海海洋职业学院课 程 教案使用教材 微机原理与接口技术 出版社中国电力出版社 适用专业 五专船舶电子技术 层 次 大专 总学时 32 授课教师 吴庆海 教研室 电气自动化 授课学年 20162017学年 学 期 第一学期 课 程 教 案教 师吴庆海职称讲师专业船舶电子班级五专船电1601.1602课程名称计算机接口技术章 节第2章 指令系统2.3 指令系统第二部分教学时数2教学方法及手段新授课 多媒体授课目的要求1、 掌握指令的基本格式2、 掌握指令系统教学内容见附页。时间分 配重点难点思考题 重难点：1 算术运算和逻辑运算 2 控制转移类指令 3 处理器控制类指令参考文

2、献1 微型计算机原理与接口技术，吴秀清主编，中国科技大学出版社，20032 微型计算机技术及应用，戴梅萼、史嘉权编著，清华大学出版社，2004课程教案附页2.3 8086指令系统算术运算指令算术运算指令包括加、减、乘、除四组。可实现字节或字，无符号数和有符号数运算。指令有单操作数（如乘、除指令）的，也有双操作数的。单操作数不允许使用立即数，而双操作数中，立即数也只能作为源操作数。此外，也不允许两个操作数都为存储器操作数。算术运算可能涉及到超出数的表示范围的问题，对无符号数和有符号数分别可由CF和OF标志来判断。除四组二进制算术运算指令外，为使运算结果为十进制数（为BCD码），8088指令系统还

3、提供了四类十进制调整指令。算术运算指令大多会对标志位产生影响。1.加法运算指令加法运算指令有三条：不带进位位的加法指令ADD、带进位位的加法指令ADC及加1指令INC。（1）不带进位位的加法指令ADD（add）指令格式为：ADD OPRD1,OPRD2 ；（OPRD1）（OPRD1）+（OPRD2）ADD指令用于两个操作数相加（目标操作数加源操作数），和置于目标操作单元。源操作数和目标操作数均可为8位或16位的寄存器操作数或存储器操作数，源操作数还可为立即数。两操作数可为无符号数，也可为带符号数。需要注意的是：两操作数不能同时为存储器操作数。另外不能对段寄存器进行运算。ADD指令的执行会对6个

4、状态标志位产生影响。例如：ADD CL,20H ；（CL）（CL）+ 20HADD AX,SI ；（AX）（AX）+（SI）ADD DATABX,AL ；（BX）+ DATA）（BX）+ DATA）+（AL）ADD DX,BX+SI ；（DX）（DX）+（BX）+（SI）+ 1）:（BX）+（SI）上述指令均为合法的ADD指令，而下列ADD指令则是非法的：ADD SI,BX ；不允许两操作数均为存储器操作数ADD DS,AX ；不允许段寄存器进行运算ADD指令应用举例：例：试析执行下列指令后，各标志位的状态。MOV AL,7EH ；（AL）7EHADD AL,5BH ；（AL）7EH + 5B

5、H 01111110+ 0101101111011001执行后：AF = 1,CF = 0,OF = 1,PF = 0,SF = 1,ZF = 0（AL）= D9H若为无符号数，运算结果未超出8位二进制数的表示范围（CF = 0）；若为有符号数，运算结果已超出8位二进制数的表示范围（OF = 1）。（2）带进位的加法指令ADC（add with carry）指令格式为：ADD OPRD1,OPRD2 ；（OPRD1）（OPRD1）+（OPRD2）+ CFADD指令在格式、功能及对标志位影响上都与ADD指令类同，只是标志位CF的值也参与加法运算，常用于多字节加法运算。ADC指令应用举例：例：求两

6、个4字节无符号数0107A379H + 10067E4FH之和。程序如下：MOV DX,0107H ；第1个数的高位送DXMOV AX,0A379H ；第1个数的低位送AXMOV BX,1006H ；第2个数的高位送BXMOV CX,7E4FH ；第2个数的低位送CXADD AX,CX ；两数低16位相加ADC DX,BX ；两数高16位相加，并加上低16位相加中的进位位执行结果：（DX）= 110EH （AX）= 21C8H CF = 0即两数之和为110E21C8H上程序可简化如下：MOV AX,0A379HADD AX,7E4FHMOV DX,0107HADC DX,1006H执行结果与

7、上程序相同。（3）加1指令INC（increment）指令格式为：INC OPRD ；（OPRD）（OPRD）+ 1INC指令将指定的操作数内容加1，后再送回该操作数。操作数可以是寄存器或存储器操作数。但不能是段寄存器，也不能为立即数。操作数可以是8位，也可为16位。INC指令不影响CF标志位，但对AF、OF、PF、SF及ZF会产生影响。它通常在循环程序中用于修改地址指针及循环次数等。例如：INC AX ；（AX）（AX）+ 1INC BL ；（BL）（BL）+ 1INC BYTE PTRSI ；将SI所指向的存储单元内容加1，并送回该单元2.减法指令8088/8086共有5条减法指令。包括：

8、不考虑借位的减法指令SUB，考虑借位的减法指令SBB，减1指令DEC,求补指令NEG以及比较指令CMP。（1）不考虑借位的减法指令SUB（subtract）指令格式为：SUB OPRD1,OPRD2 ；（OPRD1）（OPRD1）-（OPRD2）SUB指令用于两个数相减（目标操作数减去源操作数），结果置于目标操作单元。该指令对操作数的要求及对标志位的影响与ADD指令完全相同。例如：SUB BL,30H ；（BL）（BL）- 30HSUB AL,BP + SI ；AL的内容减去SS段中偏移地址为（BP）+ (SI)单元的 ；内容，结果送AL（2）考虑借位的减法指令SBB（subtract wit

9、h borrow）指令格式为：SBB OPRD1,OPRD2 ；（OPRD1）（OPRD1）-（OPRD2）- CFSBB指令在格式、功能及对标志位的影响上与SUB指令类同，只是标志位CF的值也参与减法运算，常用于多字节减法运算。例如：SBB BL,30H ；（BL）（BL）- 30H - CFSBB WORD PTRSI,1034H ；（SI）+ 1和（SI）的两个单元的值减去立即数1034H ；及CF的值，结果送回（SI）+ 1及（SI）两个单元（3）减1指令DEC（decrement）指令格式为：DEC OPRD ；（OPRD）（OPRD）- 1DEC指令将指定的操作数内容减1，后再送回

10、该操作数。它对操作数的要求及对标志位的影响均与INC指令相同。它也常在循环程序中用于修改地址指针及循环次数等。例如：DEC AX ；（AX）（AX）- 1DEC BL ；（BL）（BL）- 1DEC BYTE PTRDI ；以ES内容为基址，以DI内容为偏移地址单元的内容减 ；1，后送回该单元DEC指令应用举例：例：编写一个延时程序。 MOV CX,OFFFFH ；送计数初值到CXNEXT: DEC CX ；计数值（CX内容）减1 JNZ NEXT ；若（CX）0,则转NEXT HLT ；停止上程序延时时间可通过查表找到各条指令执行的时钟周期，后通过计算得到。（4）求补指令NEG（negate

11、）指令格式为：NEG OPRD ；（OPRD） 0 -（OPRD）NEG指令的功能是对操作数求补。即用0减去操作数内容，并将结果送回该操作数。NEG指令对6个状态标志位都有影响，并需注意以下两点：执行NEG指令后，除操作数位0外，一般情况下，都会使CF为1。当指定的操作数为80H（-128）或位8000H（-32768）,则执行NEG指令后，结果不变，但此时OF置1，其它情况下OF均置0，NEG指令应用举例：例：设（DS）= 6000H,（BX）= 0010H,（60010H）= 47H。试析执行NEG BX指令的结果。解：执行上指令时，CPU将进行如下减法运算：00000000- 01000

12、11110111001故执行后（60010H）= B9H,相当于对-47H求补。（5）比较指令CMP（compare）指令格式为：CMP OPRD1,OPRD2 ；（OPRD1）-（OPRD2）CMP指令对两个操作数进行比较（相减），相减结果不送目标操作数，而根据相减的结果影响标志位。指令对操作数的要求及对标志为的影响与SUB指令完全相同。例如：CMP BX,2100H ；（BX）- 2100H, 影响标志位CMP CL,DH ；（CL）-（DH）, 影响标志位CMP AX,BX+SI+4 ；（AX）-（BX）+（SI）+5）：（BX）+（SI）+4）,影响 ；标志位比较指令主要用来比较两个数

13、的大小关系。可在指令执行后，根据标志位的状态判断两个操作数的大小，或是否相等。判断方法如下：相等关系：根据ZF状态判断。如ZF = 1,两个操作数相等。否则，不等。大小关系：分无符号数和有符号数两种情况：（1）对两个无符号数，可据CF状态来判断。如CF = 0，则被减数大于减数；如CF = 1, 则减数大于被减数。（2）对两个有符号数，需考虑两个数是同号还是异号。对两个同符号数，相减不会产生溢出，即OF = 0。有：若SF = 0,则被减数大于减数。若SF = 1,则减数大于被减数。对两个不同符号数，相减可能产生溢出，也可能不产生溢出。若OF = 0，（无溢出），则：如被减数大于减数 SF =

14、 0如减数大于被减数 SF = 1若OF = 1，（有溢出），则：如被减数大于减数 SF = 1（例7FH - 82H = FDH）如减数大于被减数 SF = 0（例82H - 7FH = 03H）对上结果进行归纳，可得出判两个有符号数大小的方法是：当OFSF = 0时，被减数大于减数当OFSF = 1时，减数大于被减数编程时，一般都在CMP指令后紧跟一条条件转移指令，以根据比较结果决定程序走向。3.乘法指令8088的乘法指令包括无符号数乘法指令（MUL）和有符号数乘法指令（IMUL）两种。采用隐含寻址方式，源操作数由指令给出，目标操作数隐含。当字节与字节相乘时，乘积为16位，规定存放在AX中

15、；当字与字相乘时，乘积为32位，规定高16位存放在DX中，低16位存放在AX中。（1）无符号数的乘法指令MUL（unsigned mutiple）指令格式为：MUL OPRD指令操作分两种情况：字节相乘：（AX）（OPRD）（AL）字相乘：（DX）:（AX）（OPRD）（AX）指令中源操作数OPRD可为8位或16位寄存器操作数或存储器操作数，但不能为立即数。例如：MUL BX ；（DX）：（AX）（AX）（BX）MUL BYTE PTRSI ；（AX）（AL）（SI）MUL DL ；（AX）（AL）（DL）MUL WORD PTRDI ；（DX）：（AX）（AX）（DI） + 1）:（DI）M

16、UL指令对CF及OF标志有影响，当乘积的高半部（在字节相乘时为AH，在字相乘时为DX）不为零，则CF = OF = 1,否则CF = OF = 0。对其它标志位无定义。乘法指令执行时间较长，在某些场合下，可用左移指令来代替，以加快运行速度，待在移位指令中再作介绍。（2）带符号数的乘法指令IMUL（signed mutiple）指令格式为：IMUL OPRDIMUL指令功能与MUL指令类似，仅有以下几点差别：两乘数都为有符号数。若乘积的高半部分是低半部分的扩展，则CF = OF = 0；否则，CF = OF = 1指令中给出的源操作数应在带符号数的表示范围内。（作解释，如操作数为表达式）IMUL

17、指令应用举例：例：设（AL）= FEH,（CL）= 11H，求两数的乘积。若将两数看作无符号数，则应使用指令：MUL CL执行后结果：（AX）= 10DEH（解释：即0FE0H + FEH = 10DEH）,且CF = OF = 1（AH内容不为0）。若将两数看作带符号数，则应使用指令：IMUL CL执行后结果：（AX）= FFDEH（解释：相当于-211H = -22H，即为FFDEH）,且CF = OF = 0（AH内容为AL内容符号位的扩展）。4.除法指令8088的除法指令也包括无符号除法指令（DIV）和有符号除法指令（IDIV）两种，也采用隐含寻址方式。除数由指令给出（不能为立即数）。

18、除法指令要求被除数的字长必须为除数的2倍（如不够要用字位扩展指令来扩展）。当除数为8位，则被除数为16位，规定放在AX中；当除数为16位，则被除数为32位，规定放在DX（高16位）和AX（低16位）中。（1）无符号数的除法指令DIV（unsigned divide）指令格式为：DIV OPRD指令操作数OPRD可为8位或16位，寄存器或存储器操作数，但不可为立即数。字节除法：（AL）（AX）/（OPRD） （AH）（AX）%（OPRD） （%为取余操作）即AX中的16位无符号数除以OPRD的内容。得到8位的商放AL中，8位的余数放AH中。字除法：（AX）（DX）:（AX）/（OPRD） （DX

19、）（DX）:（AX）%（OPRD） （%为取余操作）即以DX和AX中的32位无符号数除以OPRD的内容。得到16位的商放在AX中，16位的余数放在DX中。若除法运算的结果大于寄存器可保存的最大值，即超出8位或16位无符号数可表示的范围，则在CPU内部会产生1个类型0中断（以后再讲）。例如：DIV BL ；（AX）除以（BL），商放在AL,余数放在AHDIV WORD PTRSI ；（DX）:（AX）除以（SI） + 1）:（SI），商放在AX， ；余数放在DXDIV指令应用举例：例：用除法指令及所7FA2H03DDH。程序如下：MOV AX,7FA2H ；（AX）= 7FA2HMOV BX,0

20、3DDH ；（BX）= 03DDHCWD ；（DX）:（AX）= 00007FA2HDIV BX ；（AX）= 0021H（商），（DX）= 0025H（余数）（2）有符号数的除法指令IDIV（singned divide）指令格式为：IDIV OPRDIDIV指令与DIV在功能上类似，唯操作对象和结果均为有符号数。例如：IDIV CX ；DX和AX中的32位数除以（CX），商在AX中，余数在 ；DX中IDIV BYTE PTRBX ；（AX）除以DS段以（BX）为偏移地址单元中的内容，商 ；在AX中，余数在DX中IDIV指令执行的结果，商和余数均为带符号数，但规定余数符号与被除数相同。以保证

21、除法的结果为唯一（作说明，例见P.124）。无符号除法和有符号除法对六个标志位均无影响。5.BCD码（十进制数）运算调整指令为实现十进制（BCD码）运算，8088提供了6条用于BCD码运算和调整指令。均采用隐含寻址方式，隐含操作数为AL（或AL和AH）。这些指令与加、减、乘、除指令配合，实现BCD码的算术运算。1）加法的十进制调整指令BCD码存放有压缩和非压缩两种形式，故加法的十进制调整也包括压缩和非压缩两种。（1）压缩BCD码加法的十进制调整指令DAA（desimal adjust for addition）指令格式为DAADAA指令用于对两个压缩BCD码相加之和（结果在AL中）进行调整，以

22、产生正确的压缩BCD码运算结果。调整方法为：若（AL）中低4位9或AF = 1,则（AL）（AL）+ 06H,并使AF = 1。若（AL）中高4位9或CF = 1,则（AL）（AL）+ 60H,并使CF = 1。DAA指令应用举例：例：试编程，计算48 + 27 = ？（要求计算结果为压缩BCD码）程序如下：MOV AL,48HADD AL,27HDAA上第二条指令的计算过程为：01001000+ 0010011101101111DAA指令调整过程为：01101111+ 0000011001110101 （注意，如调整中出现半进位或进位，不再调整）结果：（AL）= 75H,AF = 1,CF

23、= 0。DAA指令影响除OF以外的其余5个状态标志。（2）非压缩BCD码加法的十进制调整指令AAA（ASCII adjust for addition）指令格式为：AAAAAA指令用于对两个非压缩BCD码数相加之和（结果在AL中）进行调整，形成一个正确的扩展BCD码，调整后，结果和的低位在AL中，高位在AH中。调整步骤为：若（AL）中低4位9或AF = 1,则（AL）（AL）+ 06H,（AH）+ 1，并使AF = 1。屏蔽掉（AL）中的高4位，即（AL）（AL）0FH。CFAFAAA指令应用举例：例：试编程，计算9 + 4 = ？（要求计算结果为非压缩BCD码）程序如下：MOV AL,09H

24、 ；BCD码数9送ALMOV BL,04H ；BCD码数4送BLADD AL,BL ；（AL）= 09H + 04H = 0DHAAA ；调整后，（AL）= 03H（即0DH + 06H）0FH = 03H,（AH）= 1, ；CF = 1AAA指令只影响AF和CF标志。注意：DAA和AAA指令都必须紧跟在ADD指令或ADC指令后执行，且ADD或ADC指令的执行结果都必须放在AL中。2）减法的十进制调整指令减法的十进制调整也分为压缩BCD码和非压缩BCD码两种。（1）压缩BCD码减法的十进制调整指令DAS（desimal adjust for subtraction）指令格式为DASDAS指令

25、用于对两个压缩BCD码数相减后的结果（在AL中）进行调整。产生正确的压缩BCD码运算结果。调整方法如下：若（AL）中低4位9或AF = 1,则（AL）（AL）- 06H,并使AF = 1。若（AL）中高4位9或CF = 1,则（AL）（AL）- 60H,并使CF = 1。DAS指令对标志位的影响与DAA指令相同。（2）非压缩BCD码减法的十进制调整指令AAS（ASCII adjust for subtraction）指令格式为AASAAS指令用于对两个非压缩BCD码数相减后的结果（在AL中）进行调整。形成一个正确的非压缩BCD码，其低位在AL中，高位在AH中，调整步骤为：若（AL）中低4位9或

26、AF = 1,则（AL）（AL）- 06H,（AH）（AH）- 1,并使AF = 1。屏蔽掉（AL）中的高4位，即（AL）（AL）0FH。CFAFAAS指令对标志位的影响与AAA指令相同。注意：DAS和AAA指令也必须紧跟在减法指令SUB指令或SBB后执行，且SUB或SBB指令的执行结果也都必须放在AL中。3）乘法的十进制调整指令AAM（ASCII adjust for multiplication）指令格式为：AAMAAM指令是非压缩BCD码的十进制调整指令。对两个非压缩BCD码数相乘的结果（在AL中）进行调整，以得到正确的运算结果。AAM指令的操作为：（AH）（AL）/ 0AH（AL）（A

27、L）% 0AH即将AL寄存器的内容除以OAH，商放在AH中，余数放在AL中。AAM指令实质上是把AL中的二进制数转换为其对应的十进制数。对于十进制值不超过99的二进制数，只要用一条AAM指令即可实现二-十进制转换。AAM指令影响PF、SF和ZF标志。执行AAM指令前需先有一条MUL指令（BCD码数总看作无符号数）将两个非压缩BCD码相乘，结果放在AL中，后用AAM指令进行调整，在AX中得到正确的非压缩BCD码乘积，积的高位在AH种，低位在AL中。AAM指令应用举例：例：试编程，计算79 = ？（要求计算结果为非压缩BCD码数）程序如下：MOV AL,07H ；非压缩BCD码数07H送ALMOV

28、 BL,09H ；非压缩BCD码数09H送BLMUL BL ；两BCD码数相乘（AX）= 07H09H = 003FHAAM ；（AX）= 0603H（即非压缩BCD码数63），SF = 0,ZF = 0,；PF = 14)除法的十进制调整指令AAD（ASCII adjust for division）指令格式为：AADAAD指令其实质是在两个非压缩BCD码相除之前，先行对被除数（在AX中）进行调整，然后再执行DIV指令。AAD指令的操作为：（AL）（AH）* 10 +（AL）（AH） 0即把AX中的非压缩BCD码（十位数放在AH,个位数放在AL）调整为二进制数，并将结果置于AL中（即AAD指

29、令可将不超过99的十进制数转换为二进制数）。AAD指令影响PF、SF和ZF标志。AAD指令应用举例：例：试编程，计算234 = ？（要求计算结果为非压缩BCD码数）程序如下：MOV AX,0203H ；将0203H（非压缩BCD码数23）置于AX中MOV BL,4 ；将04H（非压缩BCD码数4）置于BL中AAD ；进行调整：（AX）= 02H0AH + 03H = 0017HDIV BL ；（AH）= 03H,（AL）= 05H,即结果商为5，余数为3对于各种二-十进制调整指令归纳，见P.126表3-6。3.3.3逻辑运算和移位指令这一类指令包括逻辑运算和移位指令两大部分。1.逻辑运算指令8

30、088/8086提供5条逻辑运算指令。包括AND（逻辑“与”），OR（逻辑“或”），NOT（逻辑“非”），XOR（逻辑“异或”）及TEST（测试）指令。这些指令均可对8位和16位的寄存器和存储器内容进行按位操作。除NOT指令对所有的标志为均无影响外，其余指令都会使CF = OF = 0,AF值不定，而对PF、SF和ZF产生影响。（1）逻辑“与”指令AND（and）指令格式为AND OPRD1,OPRD2 ；（OPRD1）（OPRD1）（OPRD2）AND指令把源操作数和目标操作数按位相“与”，结果送回目标操作数中。其中源操作数可为立即数，寄存器操作数和存储器操作数，而目标操作数只能是后两者。例如：AND AL,0FH ；AL的内容与OFH相