微機原理第三章3剖析

1、第三章 8086/8088指令系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng)原理及應(yīng)用微型計算機系統(tǒng)原理及應(yīng)用Institute of Electrical Engineering3.4 8086的指令系統(tǒng)的指令系統(tǒng) 可以分為以下幾類可以分為以下幾類： 數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令 算術(shù)運算指令算術(shù)運算指令 邏輯運算指令邏輯運算指令 串操作指令串操作指令 控制傳送指令控制傳送指令 處理器控制指令處理器控制指令3.3.2 算術(shù)運算指令算術(shù)運算指令四種類型算術(shù)運算操作數(shù)舉例二進制碼(B)十六進制數(shù)(H)無符號十進制數(shù)(D)壓縮十進制數(shù)(D)帶符號十進制數(shù)(D)非壓縮十進制數(shù)(D)0000 01111000 10011100 01

2、010789C57137197+7-119-597無效數(shù)無效數(shù)0789無效數(shù)加減法運算特點加減法運算特點 無符號數(shù)和有符號數(shù)可采用同一套加減運算指令無符號數(shù)和有符號數(shù)可采用同一套加減運算指令q無符號數(shù)和有符號數(shù)的乘除運算不能采用同一套指令無符號數(shù)和有符號數(shù)的乘除運算不能采用同一套指令q無符號數(shù)和有符號數(shù)各有一條乘除運算指令無符號數(shù)和有符號數(shù)各有一條乘除運算指令 兩個條件：兩個條件： 要求參加運算的加數(shù)要求參加運算的加數(shù)(或減數(shù)或減數(shù))和被加數(shù)和被加數(shù)(或被減數(shù)或被減數(shù))都必須都必須同為一種類型的數(shù)同為一種類型的數(shù)只能是二個無符號數(shù)相加只能是二個無符號數(shù)相加(或相減或相減) 或是二個有符號數(shù)或是

3、二個有符號數(shù)相加相加(或相減或相減) 要用不同的方法檢測無符號數(shù)或有符號數(shù)的運算結(jié)果是否要用不同的方法檢測無符號數(shù)或有符號數(shù)的運算結(jié)果是否有溢出。有溢出。 加減法運算特點加減法運算特點 對于無符號數(shù)，加法和減法除了運算方法不同對于無符號數(shù)，加法和減法除了運算方法不同外，溢出的定義也有所不同。外，溢出的定義也有所不同。 加法：向高位的進位加法：向高位的進位(如如8位相加，位相加，D7位向位向D8位的進位的進位位) 減法：向高位的借位減法：向高位的借位(如如8位相減，不夠減時，位相減，不夠減時，D7位位向向D8位借位借1) 對于有符號數(shù)，可以采補碼運算。減法可以轉(zhuǎn)對于有符號數(shù)，可以采補碼運算。減法

4、可以轉(zhuǎn)換為加法進行。如換為加法進行。如8-5=8+(-5)。 下面僅以下面僅以8位數(shù)的加法為例進行溢出判斷討論位數(shù)的加法為例進行溢出判斷討論0 0 0 0 1 0 0 10 1 1 1 1 1 0 01 0 0 0 0 1 0 1+)二進制加法 有符號數(shù)溢出 有符號數(shù)溢出當(dāng)作無符號數(shù)當(dāng)作有符號數(shù)92 43 392 42 3+)+)CF = 0OF = 11 0 0 0 0 1 1 11 1 1 1 0 1 0 10 1 1 1 1 1 0 0+)二進制加法 無符號數(shù)和有符號數(shù)都溢出 無符號數(shù)和有符號數(shù)都溢出當(dāng)作無符號數(shù)當(dāng)作有符號數(shù)54 52 411 12 4+)+)CF = 1OF = 111

5、11+-+13211211-+-錯錯錯錯錯錯標(biāo)志位（條件碼）判斷規(guī)則標(biāo)志位（條件碼）判斷規(guī)則v總的來說，有下列規(guī)則：總的來說，有下列規(guī)則：當(dāng)無符號數(shù)運算產(chǎn)生溢出時，當(dāng)無符號數(shù)運算產(chǎn)生溢出時，CF=1。當(dāng)有符號數(shù)運算產(chǎn)生溢時，當(dāng)有符號數(shù)運算產(chǎn)生溢時，OF=1。如果運算結(jié)果為如果運算結(jié)果為0，則，則ZF=1。如果運算結(jié)果為負數(shù)，則如果運算結(jié)果為負數(shù)，則SF=1。如果運算結(jié)果中有偶數(shù)個如果運算結(jié)果中有偶數(shù)個1，則，則PF=1。3.3.2 算術(shù)運算指令算術(shù)運算指令包括：包括： 加法指令、減法指令、乘法指令、除法指令加法指令、減法指令、乘法指令、除法指令1、加法指令、加法指令8086具有具有5條加法指令

6、條加法指令:ADD(Addition) 加法指令加法指令A(yù)DC(Add with Carry)帶進位加法指令帶進位加法指令I(lǐng)NC(Increment)加加 1指令指令A(yù)AA(ASCII adjust for addition)加法加法ASCII調(diào)整指調(diào)整指令令DAA(Decimal adjust for addition)加法十進制調(diào)整加法十進制調(diào)整指令指令1）無進位加法指令）無進位加法指令A(yù)DD指令格式：指令格式：ADD dest , src ;功功 能能 ：(dest) (dest)+(src)src：立即數(shù)，通用寄存器，存儲器：立即數(shù)，通用寄存器，存儲器dest：通用寄存器，存儲器：通用

7、寄存器，存儲器例：例：ADD CL,10ADD DX,SIADD AX, 2F00HADD 100HBX, ALADD DI, 30H特點特點： 可進行可進行8位或位或16位的無符號數(shù)或有符號數(shù)加法運算；位的無符號數(shù)或有符號數(shù)加法運算； 源操作數(shù)和目標(biāo)操作數(shù)源操作數(shù)和目標(biāo)操作數(shù)不能同時為存儲器不能同時為存儲器, 不能為段不能為段寄存器寄存器； 指令影響標(biāo)志位指令影響標(biāo)志位 8位（有符號）數(shù)相加，和超出范圍（位（有符號）數(shù)相加，和超出范圍（128127），或），或16位（有符號）數(shù)相加，和超出范圍位（有符號）數(shù)相加，和超出范圍(-32768 +32767)，則，則 O=1 8位（無符號）數(shù)相加，

8、和超過位（無符號）數(shù)相加，和超過255，或，或16位（無符位（無符號）數(shù)相加，和超過號）數(shù)相加，和超過65535，則，則 C=1, 其他標(biāo)志（其他標(biāo)志（S,A,P,Z)由運算結(jié)果按定義確定。由運算結(jié)果按定義確定。2）帶進位加法指令）帶進位加法指令A(yù)DC格式：格式： ADC dest，src ；功能：（功能：（dest）（dest）+（src）+C C: 進位標(biāo)志進位標(biāo)志C的現(xiàn)行值的現(xiàn)行值(上條指令上條指令C值值)特點特點: 與與ADD同。同。用途：主要用于多字節(jié)運算中。用途：主要用于多字節(jié)運算中。類型舉例：類型舉例： ADC CX, 300 ADC AL, BL ADC DX, SI ADC

9、BYTE PTR 2000H, 6【 例例 】 無 符 號 雙 字 加 法 運 算無 符 號 雙 字 加 法 運 算 , 兩 個兩 個 3 2 位 數(shù)位 數(shù)02344652H與與0F0F0F0F0H之和之和 。MOV AX，4652H；（；（AX）=4652HADD AX，0F0F0H；（；（AX）=3742H，CF=1MOV DX，0234H；（；（DX）=0234HADC DX，0F0F0H；（；（DX）=0F325H，CF=0用途：用途： ADC 指令主要用于多字節(jié)運算中。指令主要用于多字節(jié)運算中。 3）加）加 1 指令指令 INC 格式：格式： INC dest ；功能：功能： (de

10、st)（dest）+1 dest : 通用寄存器、存儲器；通用寄存器、存儲器；用途：用于在循環(huán)程序中修改地址指針和循環(huán)次數(shù)。用途：用于在循環(huán)程序中修改地址指針和循環(huán)次數(shù)。標(biāo)志位影響情況：影響標(biāo)志位影響情況：影響S, Z, A, P, O；不影響；不影響C。不能是段寄存器不能是段寄存器或立即數(shù)或立即數(shù) 例例 INC DL ; 8位寄存器位寄存器1 INC SI ；16位寄存器位寄存器1 INC 2100H ；錯誤；錯誤 應(yīng)改為應(yīng)改為 INC WORD PTR 2100H INC BYTE PTR BXSI ；存儲器；存儲器1（字節(jié)操作）（字節(jié)操作） INC WORD PTR DI ；存儲器；存儲

11、器1（字操作）（字操作） INC DS ; 錯錯4）加法）加法ASCII調(diào)整指令調(diào)整指令A(yù)AA 功能：加法的功能：加法的ASCII調(diào)整（未組合調(diào)整（未組合BCD碼加法調(diào)整）碼加法調(diào)整） 格式：格式：AAA 執(zhí)行的操作：執(zhí)行的操作： 這條指令之前必須執(zhí)行這條指令之前必須執(zhí)行ADD或或ADC指令，加法指令必須把兩指令，加法指令必須把兩個未組合個未組合(非壓縮非壓縮)BCD碼相加，并把結(jié)果存放在碼相加，并把結(jié)果存放在AL寄存器中。寄存器中。 (AL)把把AL中的和調(diào)整到未組合中的和調(diào)整到未組合BCD碼碼 (AH)(AH)+調(diào)整產(chǎn)生的進位值調(diào)整產(chǎn)生的進位值 AAA指令除影響指令除影響AF和和CF標(biāo)志外

12、，其余標(biāo)志位均無定義。標(biāo)志外，其余標(biāo)志位均無定義。 AAA指令的調(diào)整步驟是：指令的調(diào)整步驟是： (1)如如AL寄存器的低寄存器的低4位在十六進制數(shù)位在十六進制數(shù)AF之間或之間或AF為為1，則，則AL寄存器的內(nèi)容加寄存器的內(nèi)容加6，AH寄存器的內(nèi)容加寄存器的內(nèi)容加1，并將，并將AF位置位置1； (2)清除清除AL寄存器的高寄存器的高4位；位； (3)AF位的值送位的值送CF位。位。 例：例： ADD AL，BL AAA 如指令執(zhí)行前，如指令執(zhí)行前，(AX)=0535H，(BL)39H，可見，可見AL和和BL寄存器的內(nèi)容分別為寄存器的內(nèi)容分別為5和和9的的ASCII碼。碼。 第一條指令執(zhí)行完后，第

13、一條指令執(zhí)行完后，(AL)=6EH，AF0。 第二條指令進行第二條指令進行ASCII調(diào)整的結(jié)果使調(diào)整的結(jié)果使 (AX)0604H，AF1，CF1。AX : 05 35BL : 39+ )AX : 05 6E06+ )AX : 06 04加6 調(diào) 整AF=1, CF=1AL存A SCII碼 5存A SCII碼 5BL存A SCII碼 9存A SCII碼 95）加法十進制調(diào)整指令）加法十進制調(diào)整指令DAA 功能：對組合（壓縮）功能：對組合（壓縮）BCD碼加法結(jié)果作十進制調(diào)整碼加法結(jié)果作十進制調(diào)整 格式：格式：DAA 執(zhí)行的操作：執(zhí)行的操作： 這條指令之前必須執(zhí)行這條指令之前必須執(zhí)行ADD或或ADC

14、指令，加法指令必須把兩指令，加法指令必須把兩個組合個組合BCD碼相加，并把結(jié)果存放在碼相加，并把結(jié)果存放在AL寄存器中。寄存器中。 （AL）把把AL中的和調(diào)整到組合中的和調(diào)整到組合BCD格式格式 DAA指令對指令對OF標(biāo)志無定義，但影響所有其它條件標(biāo)志。標(biāo)志無定義，但影響所有其它條件標(biāo)志。 DAA指令的調(diào)整方法是：指令的調(diào)整方法是： 如果如果AF標(biāo)志（輔助進位位）為標(biāo)志（輔助進位位）為1，或者，或者AL寄存器的寄存器的低低4位是十六進制的位是十六進制的AF，則，則AL寄存器內(nèi)容加寄存器內(nèi)容加06H，且將且將AF位置位置1； 如果如果CF標(biāo)志為標(biāo)志為1，或者，或者AL寄存器的高寄存器的高4位是十

15、六進制位是十六進制的的AF，則，則AL寄存器內(nèi)容加寄存器內(nèi)容加60H，并將，并將CF位置位置1。例：例：ADD AL, BL DAA其中初值：其中初值：(AL)=28, (BL)=682、減法指令（、減法指令（Subtraction) 8086有有7條減法指令條減法指令: SUB(Subtraction) 不含借位減法指令不含借位減法指令 SBB(Subtraction with Borrow)含借位減法指令含借位減法指令 DEC(Decrement by 1) 減減1指令指令CMP(Compare) 比較指令比較指令 NEG(Negate) 求補指令求補指令A(yù)AS(ASCII Adjust

16、for Subtraction) 減法減法ASCII調(diào)整指令調(diào)整指令 DAS(Decimal Adjust for Subtraction) 減法十進減法十進制調(diào)整指令制調(diào)整指令1）減法指令）減法指令SUB 格式：格式：SUB: dest，src； 功能：（功能：（dest）（dest）-（src）src：立即數(shù)，通用寄存器，存儲器。：立即數(shù)，通用寄存器，存儲器。dest：通用寄存器，存儲器。：通用寄存器，存儲器。例：例： SUB AL, 37HSUB BX, DX 該指令影響標(biāo)志位該指令影響標(biāo)志位: A、C、O、P、S、Z標(biāo)志。標(biāo)志。例A SUB BX, CX 指令執(zhí)行前，指令執(zhí)行前，BX=

17、9543H， CX=28A7H 指令執(zhí)行后，指令執(zhí)行后，BX=6C9CH，CX=28A7H 豎式計算參看下圖豎式計算參看下圖 無符號數(shù)運算結(jié)果正確（夠減）無符號數(shù)運算結(jié)果正確（夠減）兩數(shù)相減無借位，則兩數(shù)相減無借位，則CF=0例B 有符號數(shù)運算結(jié)果出錯（負溢出）有符號數(shù)運算結(jié)果出錯（負溢出）兩異號數(shù)相減，即負數(shù)加負數(shù)應(yīng)是負數(shù)，但這兩異號數(shù)相減，即負數(shù)加負數(shù)應(yīng)是負數(shù)，但這次有符號數(shù)減法運算的結(jié)果差是正數(shù)。次有符號數(shù)減法運算的結(jié)果差是正數(shù)。原因是兩負數(shù)相加的和負數(shù)已超出原因是兩負數(shù)相加的和負數(shù)已超出16位有符號位有符號數(shù)所能表示的數(shù)值范圍數(shù)所能表示的數(shù)值范圍即即BX-CX=-27325-10407

18、-37732這個數(shù)已超出最小負數(shù)這個數(shù)已超出最小負數(shù)-32768則則OF1。 其他標(biāo)志位其他標(biāo)志位ZF=0，SF=0，PF=1。2）帶進位減法指令）帶進位減法指令 SBB 格式：格式：SBB dest，src； 功能：（功能：（dest）（dest）-（src）-Csrc：立即數(shù)，通用寄存器，存儲器：立即數(shù)，通用寄存器，存儲器dest：通用寄存器，存儲器：通用寄存器，存儲器 指令影響標(biāo)志位指令影響標(biāo)志位 例：例：SBB BX, 100HSBB AL, BP+SI 3）減）減1指令指令 DEC 格式：格式：DEC dest ； 功能：功能：(dest)（dest）-1 dest : 通用寄存器、

19、存儲器；通用寄存器、存儲器；用途：用于在循環(huán)程序中修改地址指針和循環(huán)次數(shù)。用途：用于在循環(huán)程序中修改地址指針和循環(huán)次數(shù)。標(biāo)志位影響情況：影響標(biāo)志位影響情況：影響S, Z, A, P, O；不影響；不影響C。例：例： DEC CX DEC BYTE PTR DI4）取補指令）取補指令NEG 格式：格式： NEG dest；功能：對操作數(shù)取補，即用零減去操作數(shù)，再把結(jié)果功能：對操作數(shù)取補，即用零減去操作數(shù)，再把結(jié)果 送回操作數(shù)送回操作數(shù) dest : 通用寄存器、存儲器；通用寄存器、存儲器；影響標(biāo)志：影響標(biāo)志：A、C、O、P、S、Z。C:操作數(shù)為操作數(shù)為0時求補時求補,C=0 ; 一般使一般使C=

20、1.O: 對對128 或或32768求補，求補，OF=1; 否則否則OF=0。 P114兩兩點注意點注意5）比較指令）比較指令CMP 格式：格式： CMP dest，src；功能：完成兩個操作數(shù)相減，再把結(jié)果反映在標(biāo)志位功能：完成兩個操作數(shù)相減，再把結(jié)果反映在標(biāo)志位 上，結(jié)果并不送回。上，結(jié)果并不送回。 src：立即數(shù)，通用寄存器，存儲器：立即數(shù)，通用寄存器，存儲器 dest：通用寄存器，存儲器：通用寄存器，存儲器 (1) 當(dāng)比較無符號數(shù)時，當(dāng)比較無符號數(shù)時，CMP A, B A=B, ZF=1 AB, CF=0 表示無借位表示無借位 AB； SF=1 則則A0，BB 此時有溢出，此時有溢出，

21、SF=1，單用，單用SF不行，還要考慮不行，還要考慮OF OF=1時，若時，若SF=1 則則AB A0，A=-63，B=+127 OF=1時，若時，若SF=0 則則AB A0，B0，可用，可用SF判斷判斷 若若SF=0 則則AB 若若SF=1 則則AB 綜上所述：綜上所述：OF=1時，若時，若SF=0 則則AB 若若SF=1 則則ABOF=0時，若時，若SF=0 則則AB 若若SF=1 則則AB或者表述為或者表述為 OF SF =0時時 AB OF SF =1時時 AB6）減法）減法ASCII調(diào)整指令調(diào)整指令A(yù)AS 功能：減法的功能：減法的ASCII調(diào)整（未組合調(diào)整（未組合BCD碼減法調(diào)整）碼

22、減法調(diào)整） 格式：格式：AAS 執(zhí)行的操作：執(zhí)行的操作： 這條指令之前必須執(zhí)行這條指令之前必須執(zhí)行SUB或或SBB指令，減法指令必須把兩個指令，減法指令必須把兩個未組合未組合(非壓縮非壓縮)BCD碼相減，并把結(jié)果存放在碼相減，并把結(jié)果存放在AL寄存器中。寄存器中。 AAS指令影響指令影響AF和和CF標(biāo)志標(biāo)志AAS指令的調(diào)整步驟是：指令的調(diào)整步驟是：(1)如如AL寄存器的低寄存器的低4位在十六進制數(shù)位在十六進制數(shù)AF之間或之間或AF為為1，則，則AL寄存器的內(nèi)容減寄存器的內(nèi)容減6，AH寄存器的內(nèi)寄存器的內(nèi)容減容減1，并將，并將AF位置位置1；(2)清除清除AL寄存器的高寄存器的高4位；位；(3)

23、AF位的值送位的值送CF位。位。7）減法十進制調(diào)整指令）減法十進制調(diào)整指令DAS 功能：組合功能：組合BCD碼減法調(diào)整碼減法調(diào)整 格式：格式：DAS 執(zhí)行的操作：執(zhí)行的操作： 這條指令之前必須執(zhí)行這條指令之前必須執(zhí)行SUB或或SBB指令，減法指令必須把兩個指令，減法指令必須把兩個組合組合(壓縮壓縮)BCD碼相減，并把結(jié)果存放在碼相減，并把結(jié)果存放在AL寄存器中。寄存器中。 DAS指令影響指令影響AF和和CF標(biāo)志標(biāo)志DAS指令的調(diào)整步驟是：指令的調(diào)整步驟是：如果如果AF標(biāo)志（輔助進位位）為標(biāo)志（輔助進位位）為1，或者，或者AL寄存器的寄存器的低低4位是十六進制的位是十六進制的AF，則，則AL寄存

24、器內(nèi)容減寄存器內(nèi)容減06H，且將且將AF位置位置1；如果如果CF標(biāo)志為標(biāo)志為1，或者，或者AL寄存器的高寄存器的高4位是十六進位是十六進制的制的AF，則，則AL寄存器內(nèi)容減寄存器內(nèi)容減60H，并將，并將CF位置位置1。算術(shù)運算指令算術(shù)運算指令 3 乘法指令乘法指令 MUL src 無符號數(shù)乘法指令無符號數(shù)乘法指令 IMUL src 有符號數(shù)乘法指令有符號數(shù)乘法指令 AAM 未組合未組合BCD碼乘法調(diào)整指令碼乘法調(diào)整指令MUL指令的用法說明指令的用法說明-1 格式格式: MUL src ;B/W 操作操作: 字操作數(shù)字操作數(shù) DX, AXAX*(src) 字節(jié)操作數(shù)字節(jié)操作數(shù) AXAL*(src

25、) 其中目的操作數(shù)其中目的操作數(shù)dst為累加器，是隱含的。為累加器，是隱含的。 字運算，字運算，必須用必須用AX寄存器存放目的操作數(shù)寄存器存放目的操作數(shù)(或稱或稱被乘數(shù)被乘數(shù))。 字節(jié)運算，字節(jié)運算，必須用必須用AL寄存器存放目的操作數(shù)寄存器存放目的操作數(shù)(或或稱被乘數(shù)稱被乘數(shù))。MUL指令的用法說明指令的用法說明-2 源操作數(shù)源操作數(shù)src可使用寄存器操作數(shù)，各種尋址方式的存可使用寄存器操作數(shù)，各種尋址方式的存儲器操作數(shù)。儲器操作數(shù)。 不允許使用立即數(shù)和段寄存器作源操作數(shù)不允許使用立即數(shù)和段寄存器作源操作數(shù) 當(dāng)源操作數(shù)是存儲單元時，必須在操作數(shù)前加當(dāng)源操作數(shù)是存儲單元時，必須在操作數(shù)前加B或

26、或W說明是字節(jié)還是字。說明是字節(jié)還是字。 兩個兩個16位數(shù)相乘得到的是位數(shù)相乘得到的是32位乘積，乘積存放在位乘積，乘積存放在DX和和AX中。中。 DX存放乘積的高位字，存放乘積的高位字，AX存放乘積的低位字。存放乘積的低位字。 兩個兩個8位數(shù)相乘得到的是位數(shù)相乘得到的是16位乘積，乘積存放在位乘積，乘積存放在AX中。中。 乘積高乘積高8位存放在位存放在AH中，乘積低中，乘積低8位存放在位存放在AL中。中。若乘積的高半部分不為若乘積的高半部分不為0，則，則OF=CF=1，表示其為有效，表示其為有效數(shù)據(jù)。否則數(shù)據(jù)。否則OF=CF=0。MUL指令操作示意圖指令操作示意圖字節(jié)相乘SRC(8位)積1

27、6位字相乘SRC(16位)AX(16位)DX積3 2位*)AHAL(8位)ALAX*)例例 MUL BL 指令執(zhí)行前，指令執(zhí)行前，AL=B4H=180，BL11H=17。 指令執(zhí)行指令執(zhí)行 指令執(zhí)行后，指令執(zhí)行后，AX=0BF4H=3060，BL=11H，CF=1，OF=1。 1801712601803060*)*)10110100000100011011010010110100101111110100例例 MUL DL ; AXAL*DL MUL CX ; (DX，AX)AX*CX MUL BSI ; AXAL*(內(nèi)存中某內(nèi)存中某字節(jié)字節(jié)) MUL WBX ; (DX，AX)AX*(內(nèi)存中某內(nèi)存中某字字)qMUL指令執(zhí)行后影響指令執(zhí)行后影響CF和和OF標(biāo)志，如果結(jié)標(biāo)志，如果結(jié)果的高半部分（字節(jié)操作為果的高半部分（字節(jié)操作為AH、字操作為、字操作為DX）不為零，表明其內(nèi)容是結(jié)果的有效位，）不為零，表明其內(nèi)容是結(jié)果的有效位，則則CF和和OF均置均置1。否則，。否則，CF和和OF均清均清0。通。通過測試這兩個標(biāo)志，可檢測并去除結(jié)果中的過測試這兩個標(biāo)志，可檢測并去除結(jié)果中的無效前導(dǎo)零。乘法指令使無效前導(dǎo)零。乘法指令使AF、PF、SF和和ZF的狀態(tài)不定。的狀態(tài)