2017 版 微机原理与系统设计 第 3 章 8086CPU 指令系统 董明皓, 博士 西安电子科技大学 dminghao@xidian.edu.cn
目录 (12 课时 ) 1 2 3 4 5 汇编语言基本概念 8086 指令分类数据与转移地址的寻址方式 8086 的六类指令总结 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn 2
基础知识引入 指令系统 :CPU 能完成的所有指令的集合, 它是在 CPU 设计时就确定了的 对不同的 CPU, 其指令系统中所包含的具体指令不同 8088/8086 CPU 的指令系统是完全一样的 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
基础知识引入 直接寻址 [1508H],VAR,DAT 寄存器间接寻址 [BX/SI/DI] 寄存器相对寻址 [BX/BP/SI/DI]+8/16 位 disp 基址变址寻址 [BX/BP]+[SI/DI] 基址变址且相对寻址 [BX/BP]+[SI/DI]+8/16 位 disp 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
8086 指令系统 数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算指令 移位 循环指令 串操作指令 控制转移指令 处理器控制指令 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
可以完成数据在 MEM 单元 REG 之间的传递 包括 ( 七种 ): MOV LEA LDS LES LAHF SAHF XCHG XLAT PUSH POP PUSHF 和 POPF 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
共同特点 : 1. 除标志传送指令 ( SAHF ) 堆栈操作指令(POPF) 之外, 其它指令在 CPU 执行后, 不影响 PSW( 微处理器状态字 ) 中的各标志位 ; 2. 当指令中有两个操作数时, 第一个操作数为 DST, 第二个为 SRC 3. SRC 寻址方式不能为立即数和段寄存器 CS
通用语法 1: 立即数只能做 SRC; 通用语法 2: 数据类型一致 ; 通用语法 3: 数据类型要明确 ; 通用语法 4: 当 DS/SS/ES 为 DST 时,SRC 不能为立即数 通用语法 5:CS/IP 不能做 DST, 用户无权更改 CS IP 值通用语法 6: 两 MEM 单元不能直接操作通用语法 7: 指令语句中, 不允许两个变量进行运算 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
通用传输类指令 格式 :MOV DST, SRC;(DST) (SRC) 说明 : 将 SRC( 源操作数 ) 中的一个字节或一个字传送到 DST( 目的操作数 ) 所指定的位置 MOV 指令可以在立即数 存储单元 寄存器和段寄存器之间传送数据, 其传送路径如图 3.3 所示 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
通用传输类指令 1 立即数 通用寄存器或存储单元例 1: MOV AX,1234H ; 将 1234H 传送到 AX 中 AX???? 1234 1234H 例 2: MOV var1,1234h ; 将 1234H 传送到变量 var1 中 DS:var1 34H?? 12H?? 1234H
通用传输类指令 2 通用 REG M 单元例 3: MOV var1,dx ; 将 DX 的内容传送到变量 var1 中例 4: MOV DX,var1 ; 将变量 var1 的内容传送到 DX 中 DS:var1 AAH?? 55H?? DX 55AAH
通用传输类指令 3 通用 REG 通用 REG 例 5 : MOV AX,BX ; 将 BX 的内容传送到 AX 中 4 通用寄存器 段寄存器例 6: MOV DS,AX MOV BX,ES 5 通用寄存器 段寄存器例 7: MOV DX,CS 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
通用传输类指令 6 段寄存器 存储单元 例 8 例 9 MOV DS,var1 MOV var2,es CS 不能作目的 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
通用传输类指令 应该特别注意 MOV 指令不能直达的路径 : 立即数 段寄存器 存储单元 存储单元 段寄存器 段寄存器 任意单位 CS, IP IP 任意单位 要实现这些功能需要中转步骤或其他途径 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
通用传输类指令 1 立即数 段寄存器一般可以通过 : 立即数 通用 REG 段 REG 完成, 如 : MOV AX,3A01H MOV DS,AX ;(DS) 3A01H 2 存储单元 存储 2M 单元 M 单元一般可以通过 :M 单元 通用 REG M 单元, 如 : MOV AX,VAR1 MOV [DI+10],AX ;((DI)+10) VAR1 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
通用传输类指令 3 段寄存器 段寄存器 可以通过段 REG 通用 REG 段 REG 完成, 如 : MOV AX, CS MOV DS,AX ;(DS) (CS) IP,CS 的改变 通过转移指令来实现 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令下面指令书写是否正确, 分析寻址方式和实现功能 MOV AX,BX ; 将 BX 中的一个字传送到 AX 中 MOV AL,DL ; 将 DL 中的一个字节传送到 AL 中 MOV AX,02 ; 将立即数 02 传送到 AX 中 MOV SI,[BX] ;(SI) ((BX)) 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令下面指令书写是否正确, 分析寻址方式和实现功能 MOV AL,4[DI] : 将 (DI)+4 作为偏移地址, 将该单元内容送入 AL MOV AX,[BX+2] : 将寄存器 BX 中的内容加 2 后的值作为偏移地址, 将该单元中的一个字节送入 AL 中, 下一单元中的一个字节送 AH 中 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令下面指令书写是否正确, 分析寻址方式和实现功能 MOV [BX][DI],DX ;((BX)+(DI)) (DL) ;((BX)+(DI)+1) (DH) 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令程序中采用伪指令定义了一组变量, 分析下列语句设在数据段 (DS 段 ) 有下面的变量定义 : DATA1 DW 1234H, 5678H DATA2 DB 20H, 30H, 40H DATA3 DW 10 DUP(?) 则传送指令可以有 : MOV AX, DATA1 ; AX (DATA1) 指令执行后,(AX)=1234H DATA1 34H 12H 78H 56H AL AH 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令程序中采用伪指令定义了一组变量, 分析下列语句设在数据段 (DS 段 ) 有下面的变量定义 : DATA1 DW 1234H, 5678H DATA2 DB 20H, 30H, 40H DATA3 DW 10 DUP(?) MOV DI,2 MOV AL,DATA2[DI] ;AL (DS:OFFSET DATA2+(DI)) 指令执行后, (AL)=40H 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令 程序中采用伪指令定义了一组变量, 分析下列语句 设在数据段 (DS 段 ) 有下面的变量定义 : DATA1 DW 1234H, 5678H DATA2 DB 20H, 30H, 40H DATA3 DATA3 DW 10 DUP(?) +1 MOV SI,2 +2 MOV DX,0AABBH MOV DATA3[SI],DX ;(DS:OFFSET DATA3+(SI)) (DX) 0BBH 0AAH DL DH 指令执行后, (DS:OFFSET DATA3+(SI))=0AABBH 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令 设在数据段 (DS 段 ) 有下面的变量定义 : DATA1 DW 1234H, 5678H DATA2 DB 20H, 30H, 40H DATA3 DW 10 DUP(?) 则传送指令可以有 : MOV BP, 2 MOV AL, DATA2[BP] 指令执行后,(AL)=40H ;AL (DS : OFFSET DATA2+(BP)) 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令 设在数据段 (DS 段 ) 有下面的变量定义 : DATA1 DW 1234H, 5678H DATA2 DB 20H, 30H, 40H DATA3 DW 10 DUP(?) 则传送指令可以有 : MOV CX, LENGTH DATA3 ;CX LENGTH DATA3 指令执行后,(CX)=10 (0AH) 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令 设在数据段 (DS 段 ) 有下面的变量定义 : DATA1 DW 1234H, 5678H DATA2 DB 20H, 30H, 40H DATA3 DW 10 DUP(?) 则传送指令可以有 : MOV BX, SIZE DATA3 ;(BX) SIZE DATA3 指令执行后,(BX)=20 (14H) 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令 设在数据段 (DS 段 ) 有下面的变量定义 : DATA1 DW 1234H, 5678H DATA2 DB 20H, 30H, 40H DATA3 DW 10 DUP(?) 则传送指令可以有 : MOV SI, OFFSET DATA2 ;(SI) OFFSET DATA2 指令执行后,(SI)=0004H 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令例如, 下面指令书写是错误的 (DATA1 为字变量 ) MOV 10H,AL ㄨ DST 不能为立即数寻址 MOV AL,CX ㄨ类型不一致 MOV [BX][SI],78H ㄨ类型不明确 MOV DS,SEG DATA1 ㄨ立即数不能给段寄存器传送数据 MOV [BX],12H*2 ㄨ类型不明确 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令例如, 下面指令书写是错误的 (DATA1 为字变量 ) MOV DATA1,AH ㄨ类型不一致 MOV [DI]+02H,DATA1 ㄨ两单元之间不能直接传送数据 MOV CS,AX ㄨ CS 不能做 DST MOV DS,0100H ㄨ当 DS 作 DST 时,SRC 不能为立即数 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令 对于双操作数指令, 两个操作数的类型必须匹配 : 两者都指定了类型, 则必须一致, 否则指令出错 ; 两者之一指定了类型, 一般指令无错 ; 两者都无类型, 则指令出错 ( 类型不定 ) 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令 对于操作数的类型, 还应该注意 : 不含变量名的直接寻址 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 址变址寻址 基址变址且相对寻址的操作数也是无类型的 ; 利用 PTR 操作符可指定或暂时改变存储单元的类型 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
例题 通用传输类指令 总结 : 两操作数字长必须相同 ; 两操作数不允许同时为存储器操作数 ; 两操作数不允许同时为段寄存器 ; 在源操作数是立即数时, 目标操作数不能是段寄存器 ; IP 和 CS 不作为目标操作数,FLAGS 一般也不作为操作数在指令中出现 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
取有效地址指令 (LEA)Load Effective Address 格式 :LEA REG16, MEM 功能 : 指令的功能是将源操作数 MEM 的偏移地址传送到寄存器 REG( 只能用 REG) 这是一条特殊指令, 它传送的不是操作数本身, 而是操作数的有效地址 DST REG 为通用 REG, 一般用 BX BP SI DI 微机原理与系统设计 8086CPU 的指令系统董明皓 dminghao@xidian.edu.cn
取有效地址指令 (LEA)Load Effective Address 例 :LEA DI, VAR1 ;(DI) VAR1 的偏移地址等效于 : MOV DI, OFFSET VAR1 例 :LEA BX,VAR1+15 ;(BX) VAR1 的偏移地址 +15 等效于 : MOV BX, OFFSET VAR1+15
取有效地址指令 (LEA)Load Effective Address 例 : 取 MEM 中一字节单元的偏移地址, 设该单元变量名为 DAT1 MOV BX, OFFSET DAT1 ;BX 内容指向 DAT1 单元 EA LEA BX, DAT1 ;SRC 直接寻址区分 MOV BX, DAT1 ;,SRC 直接寻址 MOV BX, WORD PTR DAT1 ;,SRC 直接寻址, 找到字单元
取地址指针指令 (LDS,LES)Load Data/Extra Segment Register 格式 : LDS REG16,MEM ;(DS) (MEM+2), (REG16) (MEM) LES REG16,MEM ;(ES) (MEM+2), (REG16) (MEM) 功能 : 取地址指针指令 LDS 可以将双字变量 MEM 内容中的高 16 位送入 DS, 低 16 位送入指定的 REG16 中 ; 而取地址指针指令 LES 可以将双字变量 MEM 内容中的高 16 位送入 ES, 低 16 位送入指定的 REG16 中
取地址指针指令 (LDS,LES)Load Data/Extra Segment Register 例 : 某数 X( 字类型 ) 所在 MEM 单元的地址指针在 POINT 双字 单元中, 编程实现将 X 存入 DX LDS BX, POINT ;SRC 直接寻址, 找到 POINT 单元 ;POINT 单元字单元 BX,BX 指向 X 所在单元 EA ;POINT 单元下一个字单元 DS,BX 指向 X 所在单 MOV DX, [BX] 元段地址 ;SRC-REG 间接寻址, BX 默认在 DS 段 ;(DX)=X
标志传送指令 (LAHF,SAHF) Load AH register from flags /Store AH register in flags LAHF ;(AH) PSW 寄存器的低 8 位 SAHF ;PSW 寄存器的低 8 位 (AH), 影响标志位 源操作数和目的操作数的寻址方式均为隐含寻址方式 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 状态标志 :CF PF AF ZF SF OF 共 6 位 控制标志 :TF IF DF 共 3 位
数据交换指令 (XCHG) 数据传输指令 格式 :XCHG DST, SRC ;DST SRC 功能 : 该指令是完成 REG MEM/REG 内数据互换 例 : 判断以下指令是否合法 XCHG AX, BX ;,(AX) (BX) XCHG CX, [DI] ;,(CX) ((DI)) XCHG DX, VAR1 ;,(DX) (VAR1) XCHG AL, [SI+3] ; XCHG DH, DL ; 段 REG 不能进行交换立即数不能进行交换 MEM 单元不能进行交换
数据交换指令 (XCHG) 例 : 判断以下指令是否合法 XCHG AX,1234H ; ㄨ立即数不能参加交换 XCHG BX,ES ; ㄨES 段寄存不能参加交换 XCHG AL,CX ; ㄨ类型不一致 XCHG DAT1,DAT2 ; ㄨ两存储器单元不能直接交换 XCHG AX,BL ; ㄨ类型一致 例 : 若 (CX)=9A8BH, 试将 CX 的高 8 位与低 8 位互相交换 XCHG CH, CL ; 指令执行后,(CX)=8B9AH
字节转换指令 (XLAT)Translate byte 格式 :XLAT 功能 : (AL) ((BX)+(AL)) ; 无 OPR ;SRC/DST 为隐含寻址 默认在 DS 段, 以 BX 内容作为基址 +AL 内容作为相对位 移量, 两部分和作为待寻找 MEM 单元 EA 将该字节单元内容读出给 AL
字节转换指令 (XLAT)Translate byte 转换码指令, 或查表指令非常适合于两个代码之间的转换, 使用该指令之前, 应在数据段中定义一个字节型表, 并将表起始地址的偏移量放入 BX, 表的索引值放入 AL, 索引值从 0 开始, 最大为 255; 指令执行后, 在 AL 中即可得到对应于该索引
字节转换指令 (XLAT)Translate byte 转换码指令, 或查表指令例 P39 : 要将 Code1 转换成 Code2, 如表 3.3 所示, 则分三步完成从 Code1 转换成 Code2 1. 在 TABLE 变量中按 Code1 的顺序存储 Code2 的内容, 如图 3.4 所示 ; 2. 将 BX 指向变量 TABLE 的首地址, 即 LEA BX,TABLE ; 3. 在 AL 中给出 Code1 的值后, 执行 XLAT 指令, 这时 AL 的内容即为相应的 Code2 值
字节转换指令 (XLAT)Translate byte 例如 P39 表 3.3 和图 3.4 所示当 AL=0 时, 则执行 XLAT 指令后得到 AL=? 当 AL=1 时, 则执行 XLAT 指令后得到 AL=?
字节转换指令 (XLAT)Translate byte 例 : 将 0~9 及 AH~FH 数字转换为对应的字符 DS: (BX) ; 在 DS 段 TABLE DB 30H,31H, 39H,41H, 46H ; 在 CS 段 MOV AL, 4 LEA BX, TABLE XLAT 语句执行完后,(AL)=34H 31H 32H 33H 34H 35H 36H 39H 41H 42H 46H TABLE
字节转换指令 (XLAT)Translate byte 例 : 若 TAB 为 DS 段一个字节型表的开始地址, 则执行以下程序段后,AL=? TAB DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH MOV BX, OFFSET TAB MOV AL,4 XLAT 答 AL=66H
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 堆栈是 M 的一部分, 按照后进先出原则操作 ; 按照字单元进行操作 ; 该存储区的存取地址由一个专门的地址 REG 来管理, 称为堆栈指针 (SP); 在 8088/8086 系统中, 堆栈段的段地址由 SS 提供, 堆栈操作的偏移地址由 SP 提供 ; 在 8088/8086 系统中, 栈顶向低地址单元变化 压入堆栈操作 : 将信息送入堆栈的过程 ; 弹出堆栈操作 : 从堆栈中取出信息的过程
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF)...... 堆栈操作不会从 Stack 中去掉 / 擦除信息, 因 SP 的自动修改改变栈顶 SP DX DX 主要用于 : 中断控制 CX BX SP CX BX 子程序调用 暂存数据 AX AX SP 栈底 栈底 栈底 (a) (b) (c)
1. 压入堆栈指令 (PUSH) 格式 :PUSH SRC ; 将 SRC 压入堆栈, 即 (SP) (SP)-2,(SP) (SRC) PUSHF ; 将 16 位 PSW 压入堆栈, 即 (SP) (SP)-2,(SP) (PSW) 说明 : 压入堆栈指令 PUSH(Push word onto stack) 将先修正堆栈指 针 SP 的内容, 然后再将 SRC 或 PSW 的内容送入堆栈 SRC 必须是字型的 SRC 可以是是通用 REG 段 REG 和 MEM 单元 SRC 不能是立即数 数据传输指令 堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF)
2. 弹出堆栈指令 (POP) 格式 :POP DST; 从堆栈弹出 DST, POPF 数据传输指令 堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 即 (DST) (SP),(SP) (SP)+2 ; 从堆栈弹出 PSW, 即 (PSW) (SP),(SP) (SP)+2, 堆栈内一个字单元内容给 FLAG, 改变标志位 说明 : 取出堆栈的内容送入 DST 所指定的寄存器 存储单元或 PSW, 然后修正 SP 的内容 DST 也必须是字型的 DST 可以是通用 REG 段 REG(CS 除外 ),MEM 单元 DST 不能是立即数
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 例 : 判断下列指令是否合法, 如合法叙述完成什么操作 PUSH AX PUSH DS PUSH [SI] PUSHF POP CS PUSH CL PUSH 1234H ;, 将 (AX) 压入堆栈 ;, 将 (DS) 压入堆栈 ;, 将 ((SI)) 压入堆栈 ;, 将 (PSW) 压入堆栈 ;,CS 不能做 DST ;, 字节操作 ;, SRC 不能为立即数
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 例 : 判断下列指令是否合法, 如合法叙述完成什么操作 POP BX ; 从堆栈弹出一个字, 送给 (BX) POP ES ; 从堆栈弹出一个字, 送给 (ES) POP [SI] ; 从堆栈弹出一个字, 送给 ((SI)) POPF ; 从堆栈弹出一个字, 送给 (PSW)
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 利用堆栈操作指令可以方便地完成某些复杂操作, 例如当需要交换 DS 和 ES 的内容时, 可以采用 : PUSH DS PUSH ES POP DS POP ES
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 另外, 在子程序设计时, 需要从子程序返回时尽量保持通用寄存器不变, 例如为保持 AX BX CX DX 的内容不变, 则在子程序入口处排入指令 : PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX 然后在子程序返回指令之前, 排入指令 : POP DX POP CX POP BX POP AX
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 例 3.1 设 (SP)=00A0H, 执行下列指令 PUSH AX PUSH VAR1 后,(SP)= 解 : 每向堆栈压入一个字,SP 的内容减 2, 因此指令执行后 (SP)= 009CH
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) P81 3.10 如果堆栈的起始地址为 2200:0000, 栈底为 0100H, (SP)=00A8H, 求 : (1) 栈顶地址 (2)SS 内容 (3) 再存入数据 5678H,3AF2H 后,SP 的内容
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 例 : 利用 PUSHF 和 POPF 指令将 PSW 中的单步标志 TF 置 1 PUSHF POP AX OR AX, 0100H PUSH AX POPF ; 将标志 REG 内容压入栈顶 ; 将栈顶内容弹出到 AX ; 将 AX 高 8 位中的最低位 ( 对应于 TF 位 ) 置 1, 其余保持不变 ; 将 AX 内容压入栈顶 ; 将栈顶内容弹出到标志 REG,TF 被置 1 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF
堆栈操作指令 (PUSH POP PUSHF POPF) 应该注意 : 在程序设计时,PUSH POP 必须配对使用, 尤 其是在分支中应该确保 PUSH 与 POP 成对出现, 以保证堆栈 操作的正常次序, 这也是子程序能够正常返回的前提条件
课后作业 无 Deadline:2016.9.24 23:59