微机原理（三）

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第三章 指令系统与数据指令

1.指令系统基本概念

（1）指令与指令系统

指令：控制计算机完成某种操作的命令；
指令系统：处理器所能识别的所有指令的集合；
指令的兼容性：同一系列的指令都是兼容的；

（2）指令格式

操作码	[操作数]	[操作数]
操作指令	目标操作数	源操作数
执行何种操作	指令执行的对象

• 零操作数指令： 操作码
• 单操作数指令： 操作码 操作数
• 双操作数指令： 操作码 操作数，操作数
• 多操作数指令： 三操作数及以上

（3）指令中的操作数

1、立即数操作数

• 立即数本身是参加操作的数据，可以是8位或16位，只能作为源操作数。

• 例：

  • MOV AX，1234H
  • MOV BL，22H

立即数无法作为目标操作数
立即数可以是无符号或带符合数，数值符合其取值范围。

2、寄存器操作数

• 参加运算的数存放在指令给出的寄存器中，可以是16位或8位。

• 例：

  • MOV AX，BX
  • MOV DL，CH

存储器操作数

• 参加运算的数存放在存储器的某一个或某两个单元中
• 表现形式：[ ]
  [ ]里放操作数在内存中的偏移地址
  指令的操作数出现【 】，表示要寻址的数在内存中。
  
  注意上图：当目标操作数为AL时，只取了一个单元的数，而当目的操作数为AX时，取了两个单元的数。
  

2.指令的寻址方式

操作数可能的来源或运算结果可能的去处：

• 由指令指令直接给出
• 寄存器
• 内存单元

寻址操作数的、所在地址的方法可以有三种大类型

• 指令直接给出的方式
• 存放于寄存器中的寻址方式
• 存放于存储器中的寻址方式

立即寻址

• 立即寻址仅适合于源操作数，即源操作数是参加操作的数据本身。
• 由指令直接给出运算的数据（操作数是立即数）。为常数形式或字符形式。
• 立即数只表示运算的数据，无地址含义。

寄存器寻址

• 参加操作的操作数在CPU的通用寄存器中
• 例：
• 此种寻址方式中的寄存器主要是通用寄存器，不含控制寄存器，段寄存器限制使用。

存储器操作数

• 指令操作的对象在内存中，表现形式为：[ ]
• 指令中给出运算对象在内存某个逻辑段中的偏移地址：[偏移地址]
• 逻辑段的段基地址通过默认或重设方式给出。
• 存储器操作数的字长本身不确定，其字长取决于指令中另一个寄存器操作数，或通过其他方式指定字长。

1、直接寻址

• 指令中直接给出操作数的偏移地址

• 例：MOV AX，[1200H]

• 直接寻址方式下，操作数默认为在数据段，但允许段重设，即由指令给出所在逻辑段。

• 例：MOV AX，ES：[1200H] ;ES为段重设符。

2、寄存器间接寻址

• 操作数存放在内存中，数据在内存中的偏移地址为方括号中通用寄存器的内容。
• 仅有4个通用寄存器可用于存放数据的偏移地址（间接寄存器——>BX，BP，SI，DI）
• 间接寻址的一般格式：[ 间址寄存器 ]
  
  寄存器间接寻址
• 由寄存器间接给出操作数的偏移地址；
• 存放偏移地址的寄存器称为间址寄存器（BX，BP，SI，DI）
• 操作数的段地址（数据处于哪个段）取决于选择哪一个间址寄存器：
• BX，SI，DI——>默认在数据段
• BP——>默认在堆栈段
• 也可以段重设

3.寄存器相对寻址

4、基址、变址寻址

• 操作数的偏移地址为：一个基址寄存器的内容+一个变址寄存器的内容；

• 操作数的段地址由选择的基址寄存器决定

  • 基址寄存器为BX，默认在数据段
  • 基址寄存器为BP，默认在堆栈段

• 基址变址寻址方式与相对寻址方式一样，主要用于一维数组操作。

• 例：

5、基址、变址、相对寻址

• 操作数的偏移地址为：基址寄存器内容+变址寄存器内容+位移量
• 操作数的段地址由选择的基址寄存器决定。
• 基址变址相对寻址方式主要用于二维表格操作。
  

隐含寻址

• 指令中隐含了一个或两个操作数的地址，即操作数在默认的地址中。
• 例：MUL BL
• 指令执行：AL*BL——>AX
  
  

数据传送指令

8086指令系统

从功能上包括六大类：

• 数据传送
• 算术运算
• 逻辑运算和移位
• 串操作
• 程序控制
• 处理器控制

数据传送类指令

1. 通用数据传送指令
2. 输入输出指令
3. 地址传送指令
4. 标志传送指令

除标志传送指令外，其他指令的执行对标志位不产生影响。

一、通用数据传送指令

1、一般数据传送指令

• 一般传送指令MOV
• 格式：MOV dest，src
• 操作：src——> dest
• 例：MOV AL，BL

注意点

• 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；

一般数据传送指令应用例

• 将（*）的ASCLL码2AH送入内存数据段1000H开始的100个单元中。

• 题目分析：

  • 确定首地址
  • 确定数据长度
  • 写一次数据
  • 修改单元地址
  • 修改长度值
  • 判断写完否？
  • 未完继续写入，否则结束

		MOV  DI,1000H
		MOV  CX,64H		;循环100次
		MOV  AL,2AH
AGAIN: 	MOV  [DI],AL
		INC  DI				;DI+1
		DEC CX				；CX-1
		JNZ  AGAIN			；CX!=0则继续
		HLT

2、堆栈操作指令

堆栈操作的原则

• 先进后出
• 以字为单位

堆栈操作指令

• 压栈指令：PUSH OPRD(16位寄存器或存储器两单元）
• 出栈指令：POP OPRD

压栈指令PUSH

指令执行过程：

• SP-2——>SP
• 操作数高字节——>SP+1
• 操作数低字节——>SP

出栈指令POP

指令执行过程：

• SP——>操作数低字节
• SP+1——>操作数高字节
• SP<——SP+2

堆栈操作指令说明

• 指令的操作数必须是16位；
• 操作数可以是寄存器或存储器两单元，但不能是立即数；
• 不能从栈顶弹出一个字给CS；
• PUSH和POP指令在程序中一般成对出现；
• PUSH指令的操作方向是从高地址向低地址，而POP指令的操作正好相反。

3、交换指令

• 格式：XCHG REG, MEM/REG

• 注：

  • 两操作数必须有一个是寄存器操作数。
  • 不允许使用段寄存器。

• 例

  • XCHG AX,BX
  • XCHG [2000],CL

4、查表指令（了解即可）

• 格式：XLAT
• 说明：用BX的内容代表表格首地址，AL内容为表内位移量，BX+AL得到要查找元素的偏移地址。
• 操作：将BX+AL所指单元的内容送AL。

5、字节扩展指令

• 将符号数的符号位扩展到高位；
• 指令为零操作数指令，采用隐含寻址，隐含的操作数为 AX及AX，DX。
• 无符号数的扩展规则为在高位补0。