微機(jī)原理之命令行

第三章8086指令系統(tǒng)及匯編語言8086微處理器的各種尋址方式8086指令系統(tǒng)8086匯編語言程序基本格式8086匯編語言程序設(shè)計(jì)方法10100000000101110000010000001010101000100001100010H11H12H13H14H15H16HMOVAL,(n)nADDAL,OAH0AHMOV(n),ALn存儲(chǔ)器地址號(hào)匯編語言二進(jìn)制機(jī)器指令3.18086指令系統(tǒng)概述指令是計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令。從計(jì)算機(jī)組成的層次結(jié)構(gòu)來說，計(jì)算機(jī)的指令有微指令、機(jī)器指令和宏指令。機(jī)器指令—簡稱指令，完成某一種操作微指令-執(zhí)行某個(gè)最基本動(dòng)作的控制命令，解釋執(zhí)行機(jī)器指令宏指令—由若干條機(jī)器指令組成的軟件指令，完成某一特定功能。指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)所有指令的集合，表征一臺(tái)計(jì)算機(jī)的重要因素。它的格式和功能不僅直接影響計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響到機(jī)器的適用范圍。一、指令格式計(jì)算機(jī)的指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成操作碼字段表示指令的功能或操作的性質(zhì)—做什么，助記符表示操作數(shù)字段指令操作的對(duì)象或?qū)ο蟮奈恢谩獙?duì)誰做，操作數(shù)操作的對(duì)象怎么尋找和確定—尋址方式操作碼指令的操作碼表示該指令應(yīng)進(jìn)行什么性質(zhì)的操作。組成操作碼字段的位數(shù)一般取決于計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的規(guī)模固定長度操作碼：便于譯碼，擴(kuò)展性差可變長度操作碼：能縮短指令的平均長度操作數(shù)（地址碼）操作數(shù)字段一般有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)，多個(gè)操作數(shù)之間用“，”分隔。源操作數(shù)—指令執(zhí)行前后值不變目的操作數(shù)—指令執(zhí)行后值改變指令種類零地址指令：指令的指令字中只有操作碼，沒有地址碼一地址指令：指令中只給出一個(gè)操作數(shù)地址A,另一個(gè)操作數(shù)地址和目的操作數(shù)的地址均隱含（指定累加器AC）(AC)OP(A)->AC二地址指令：指令中給出兩個(gè)地址碼字段，分別指明參與操作的兩個(gè)數(shù)在內(nèi)存中或運(yùn)算器通用寄存器的地址，其中地址A1兼做存放操作結(jié)果的地址(A1)OP(A2)->A1三地址指令：指令中有兩個(gè)源操作數(shù)地址，A1,A2和一個(gè)目標(biāo)操作數(shù)地址A3(A1)OP(A2)->A3根據(jù)操作數(shù)存放的位置，操作數(shù)有三種：（1）立即數(shù)—指令的操作數(shù)字段為操作數(shù)本身（數(shù)值）（2）寄存器操作數(shù)—操作數(shù)包含在CPU的一個(gè)內(nèi)部寄存器中（3）內(nèi)存操作數(shù)—操作數(shù)在內(nèi)存單元，操作數(shù)字段包含內(nèi)存單元地址。可做目的操作數(shù)：除立即數(shù)外的寄存器、內(nèi)存操作數(shù)可做源操作數(shù)：立即數(shù)、寄存器、內(nèi)存操作數(shù)8086中，任何內(nèi)存地址由兩部分組成：段的基地址：單元所在段的基地址段內(nèi)偏移量：此單元與段基地址的距離有效地址EA（EffectiveAddress）段內(nèi)偏移量為適應(yīng)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，可以有幾部分組成，所以稱為有效地址EA.不同EA的求法就構(gòu)成了不同的尋址方式。二、機(jī)器字長與指令長度機(jī)器字長計(jì)算機(jī)能直接處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，它決定運(yùn)算精度指令字長—指令的字節(jié)數(shù)單字指令--指令字長度等于機(jī)器字長度的指令半字長指令–指令長度等于半個(gè)機(jī)器字長度的指令雙字長指令—指令字長度等于兩個(gè)機(jī)器字長度指令編碼：等長和變長編碼格式3.28086指令尋址方式指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多種操作數(shù)的來源尋找操作數(shù)的過程就是操作數(shù)的尋址把尋找操作數(shù)的方式叫做操作數(shù)的尋址方式尋址方式分兩大類：操作數(shù)的尋址方式—與數(shù)據(jù)有關(guān)，8種轉(zhuǎn)移地址的尋址方式—與程序轉(zhuǎn)移有關(guān)，4種操作數(shù)采取哪一種尋址方式會(huì)影響處理器執(zhí)行指令的速度和效率對(duì)程序設(shè)計(jì)也很重要指令的組成操作碼:說明計(jì)算機(jī)要執(zhí)行哪種操作，如傳送、運(yùn)算等操作，它是指令中不可缺少的組成部分操作數(shù):是指令執(zhí)行的參與者，即各種操作的對(duì)象操作碼操作數(shù)例：MOVAX，CX；將CX的內(nèi)容送入AX中。指令的助記符格式操作數(shù)2，被稱為源操作數(shù)src，它表示參與指令操作的一個(gè)對(duì)象.操作數(shù)1，被稱為目的操作數(shù)dst，它不僅可以作為指令操作的一個(gè)對(duì)象，還可以用來存放指令操作的結(jié)果.分號(hào)后的內(nèi)容是對(duì)指令的解釋

操作碼

操作數(shù)1，操作數(shù)2

；注釋操作數(shù)的來源指令寄存器內(nèi)存I/O設(shè)備或端口操作數(shù)指令中的操作數(shù)直接存放在機(jī)器代碼中，緊跟在操作碼之后（操作數(shù)作為指令的一部分存放在操作碼之后的主存單元中）,這種操作數(shù)被稱為立即數(shù)imm?？梢允?位數(shù)值（00H～FFH）也可以是16位數(shù)值（0000H～FFFFH）立即數(shù)尋址方式常用來給寄存器賦值MOVAX,0102H ；AX←0102HMOVAL,02H ；AL←02H3.1.1操作數(shù)的尋址方式1、立即尋址

格式:操作碼數(shù)字表達(dá)式MOVAX,F58AH；（字操作）F58AH稱為立即數(shù)

助記符目的源(16位操作數(shù))H表示為十六進(jìn)制數(shù)

dst

src

完成的操作:AXF58AHMOVAH,F5H（字節(jié)操作）F5H稱為立即數(shù)(8位操作數(shù))MOVAL,8AH（字節(jié)操作）8AH稱為立即數(shù)完成的操作:AHF5H,AL8AH立即尋址操作過程

3456H

3457H

AL=8A

字尋址方式

存儲(chǔ)器CS段8AF5操作碼AL=8AAH=F5存儲(chǔ)器CS段8AF5操作碼AH=F5操作碼字節(jié)尋址方式

MOVAX,F58AHMOVAH,F5HMOVAL,8AH指令對(duì)立即數(shù)格式的要求8086/8088指令對(duì)立即數(shù)的格式有三種:1)立即數(shù)可以是16進(jìn)制的數(shù)

MOVAL,57H2)立即數(shù)可以是10進(jìn)制的數(shù),但指令運(yùn)行后CPU自動(dòng)把10進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制數(shù),然后完成給定功能的操作。

MOVAL,57；指令執(zhí)行后將AL39H

3)立即數(shù)可以是2進(jìn)制的數(shù)

MOVAL,01010111B；指令執(zhí)行后將AL57H

為十進(jìn)制數(shù)時(shí)，數(shù)后不加H，2進(jìn)制數(shù)時(shí)，數(shù)后加B，CPU以此來辨別是那種類型的數(shù)據(jù)。2、直接尋址方式直接尋址方式的有效地址在指令中直接給出，默認(rèn)的段地址在DS段寄存器，可使用段超越前綴改變段。中括號(hào)包含有效地址，表達(dá)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容MOVAX,[2000H] ；AX←DS:[2000H]MOVAX,ES:[2000H] ；AX←ES:[2000H]MOVAX，BUFFER

；BUFFER：符號(hào)地址指令格式:操作碼寄存器（16位）,地址表達(dá)式

直接尋址方式的操作數(shù)的16位偏移地址(有直接地址值和標(biāo)號(hào)兩種形式)直接包含在指令中，它與操作碼一起存放在代碼段中的操作碼之后。段地址DS隱含，也可指定其它段，必須需在指令中指明。存儲(chǔ)器物理地址地址為：DS：偏移地址或ES：偏移地址。例：

MOVAX，ES:[2000H](讀數(shù)據(jù),RD線為低電平)

將ES:2000H單元內(nèi)容送入AX。例：MOVAX，LABLE或MOVAX，[LABEL]

將標(biāo)號(hào)為LABLE(存放操作數(shù)單元的符號(hào)地址)，即DS:LABLE中的內(nèi)容送入AX。

LABLE必須在段定義中指明。

例：MOV

AX，（2000H）；字操作

MOV

AL，（2000H）；字節(jié)操作

MOV

AH，（2001H）；字節(jié)操作

此兩條指令的功能與字操作指令的功能相同!

16位段內(nèi)偏移地址直接包含在指令中。

直接尋址存儲(chǔ)器DS段8AF5XXAL=8AAH=F5存儲(chǔ)器CS段操作碼代碼段數(shù)據(jù)段0020DS:2000DS:2001

字尋址方式

存儲(chǔ)器DS段8AF5XXAL=8AAH=F5存儲(chǔ)器CS段操作碼代碼段數(shù)據(jù)段0020DS:2000DS:2001

字節(jié)尋址方式

操作碼0120MOVAX，（2000H）MOVAL，（2000H）MOVAH，（2001H）3、寄存器尋址方式操作數(shù)存放在CPU的內(nèi)部寄存器reg中1）8位寄存器r8：AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL2）16位寄存器r16：AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP3）4個(gè)段寄存器seg：CS、DS、SS、ES寄存器名表示其內(nèi)容（操作數(shù)）MOVAX,BX ；AX←BX格式:操作碼寄存器,寄存器

MOVAX,BX；AXBXMOVBX,AX；BXAX

MOVAL,BH；ALBH

MOVAH,AL；AHALMOVDS,AX；DSAX

MOVSI,AX；SIAX注意:目的和源寄存器的位數(shù)必須相同，不同位數(shù)寄存器之間不能傳送數(shù)據(jù)處理如：MOVBX，AH如果要將數(shù)據(jù)送入段寄存器(CS、DS、ES、SS)，必須先將這個(gè)數(shù)送入一個(gè)非段寄存器，然后再送到段寄存器段寄存器寫入方法：

MOVCS,3000H；錯(cuò)！

MOVAX,3000H;(該指令不影響RD和WR控制線均為高電平)MOVCS,AX；正確(但在使用中不允許隨便修改CS的內(nèi)容!)MOVSS,1000H；錯(cuò)！

MOVDI,1000HMOVSS,DI；正確

,(該指令不影響RD和WR控制線均為高電平)4、寄存器間接尋址方式MOVAX,[BX] ；AX←DS:[BX]MOVAX,ES:[BX] ；AX←ES:[BX]MOVAH，DS：[BP]MOVES：[DI]，AL格式:操作碼寄存器,(寄存器)

有效地址存放在基址寄存器BX、BP或變址寄存器SI、DI中；對(duì)于BX、SI、DI，默認(rèn)的段地址在DS段寄存器，可使用段超越前綴改變；對(duì)于BP，默認(rèn)的段地址在SS段寄存器，可使用段超越前綴改變注意:寄存器間接尋址要用方括號(hào)或圓號(hào)括起來，以便與寄存器操作數(shù)相區(qū)別。例：MOVAX，[BX]；將由BX決定的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容送到AX寄存器,要求對(duì)BX事前定義。間接尋址AX0000000100020003BBAATAB：AHALAABB數(shù)據(jù)段0001HBX=（BX）（SI）（DI）（BP）段寄存器為DS段寄存器為SS有效地址=

操作數(shù)在存儲(chǔ)器中，指令中寄存器內(nèi)容作為操作數(shù)所在單元的有效地址。

物理地址計(jì)算方法：物理地址=（DS）×16+（BX）或（SI）或（DI）物理地址=（SS）×16+（BP）例：已知：（DS）=2100H，（DI）=2000H

指令：MOVAX，[DI]；（AX）

（（DI））物理地址=（DS）×16+（DI）

=2100H×16+2000H

=21000H+2000H=23000H

指令結(jié)果：將23000H單元內(nèi)容送AL中，將23001H單元內(nèi)容送AH中。

指令：MOVAX，[DI]為字操作(16位操作)例：已知：（DS）=2100H，（DI）=2000H指令：MOVAL，[DI]；（AL）

（（DI））物理地址=（DS）×16+（DI）

=2100H×16+2000H=21000H+2000H=23000H

指令結(jié)果：將23000H單元內(nèi)容送AL中，指令：MOVAL，[DI];字節(jié)操作(8位操作)例：MOVAX，［SI］；SI中的內(nèi)容為要取數(shù)的偏移地址，假設(shè)在執(zhí)行本條指令前SI=1000H,DS=2000H其過程如圖所示。圖

寄存器間接尋址........21000H21001HAHAL+100021000DS2000..SIXXYY數(shù)據(jù)段

XXYY操作碼代碼段

注意:程序(指令在代碼段),要操作的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)段!

圖

寄存器間接尋址

例：MOVAX，［BP］；BP中的內(nèi)容為要取數(shù)的偏移地址假設(shè)在執(zhí)行本條指令前BP=2000H,SS=3000H其過程如圖所示。注意：是在堆棧段取數(shù)據(jù)注意:程序(指令)在代碼段,要操作的數(shù)據(jù)在堆棧段!

操作數(shù)........32000H32001HAHAL+200032000SS3000..BP堆棧段

代碼段

5、寄存器相對(duì)尋址方式有效地址是寄存器內(nèi)容與有符號(hào)8位或16位位移量之和，寄存器可以是BX、BP或SI、DI有效地址＝BX/BP/SI/DI＋8/16位偏移量段地址對(duì)應(yīng)BX/SI/DI寄存器默認(rèn)是DS，對(duì)應(yīng)BP寄存器默認(rèn)是SS；可用段超越前綴改變MOVAX,[SI+06H] ；AX←DS:[SI+06H]MOVAX,06H[SI] ；AX←DS:[SI+06H]格式:操作碼寄存器，相對(duì)值DISP+基址或變址寄存器

操作數(shù)在存儲(chǔ)器內(nèi)，指令中寄存器內(nèi)容與指令指定的位移量(相對(duì)值DISP）之和作為操作數(shù)所在單元的有效地址。物理地址=(DS)×16+(BX)+DISP；(SI)、(DI)相同。物理地址=（SS）×16+（BP）+DISPDISP可以是16位,也可以是8位,DISP是一個(gè)數(shù)值的代號(hào)!有效地址=段寄存器為DS段寄存器為SS+（BX）（SI）（DI）（BP）DISPDISPDISP

DISP例：如果(DS)=3000H,(SI)=2000H,COUNT=3000H執(zhí)行指令MOVAX，CONUT[SI]，求出此種尋址方式對(duì)應(yīng)的有效地址和物理地址。有效地址=(SI)+(COUNT)=2000H+3000H=5000H物理地址=（DS）*16+5000H=30000H+5000H=35000H

例：MOVAX，DISP［SI］；DISP為相對(duì)地址偏移量或?qū)憺椋篗OVAX，10[SI］；DISP為地址符號(hào)

MOVAX，[SI]10H

；DISPDB10HMOVAX，[SI+10H］；DISP可以為有符號(hào)的數(shù)圖

寄存器相對(duì)尋址例：MOVAX，DISP［SI］操作數(shù)00H20H......33000H33001HAHAL100033000DS30002000SIDISP+6、基址變址尋址方式有效地址由基址寄存器（BX或BP）的內(nèi)容加上變址寄存器（SI或DI）的內(nèi)容構(gòu)成：有效地址＝BX/BP＋SI/DI段地址對(duì)應(yīng)BX基址寄存器默認(rèn)是DS，對(duì)應(yīng)BP基址寄存器默認(rèn)是SS；可用段超越前綴改變MOVAX,[BX+SI] ；AX←DS:[BX+SI]MOVAX,[BX][SI] ；AX←DS:[BX+SI]格式:操作碼寄存器，（基址寄存器）+（變址寄存器）物理地址=（DS）×16+（BX）+（SI）或（DI）物理地址=（SS）×16+（BP）+（SI）或（DI）例：MOVAX，[BX+DI]或MOVAX，[BX][DI]

DS:((BX)+(DI))

存儲(chǔ)單元內(nèi)容(字)送AX。例：MOVAX，[BP+SI]或MOVAX，[BP][SI]

SS:((BP)+(SI))

存儲(chǔ)單元內(nèi)容（字）送AX。

（BX）（BP）有效地址=+（SI）（DI）圖

基址、變址尋址

例：MOVAX，［BX］［SI］其過程如圖所示。完成的操作:AX=[BX+SI+DS*16]AH=[BX+SI+DS*16]AL=[BX+SI+DS*16+1]

代碼段操作數(shù)....33000H33001HAHAL200033000DS30001000SIBX+....數(shù)據(jù)段例：如果(DS)=2100H,(BX)=0158H,(DI)=10A5H,則執(zhí)行指令MOVAL，[BX][DI]有效地址：EA=（BX）+（DI）=0158H+10A5H=11FDH物理地址：（DS）*16+有效地址=21000H+11FDH=221FDH執(zhí)行結(jié)果：將221FDH單元內(nèi)容送入寄存器AL中。MOVAX，DISP［BX］［S1］完成的操作:AX=[BX+SI+DS*16+DISP]AH=[BX+SI+DS*16+DISP]AL=[BX+SI+DS*16+DISP+1]

代碼段數(shù)據(jù)段舉例：若（BX）＝0313H，（SI）＝1123H，（DI）＝0606H，（DS）＝2000H，（SS）＝6800H，（BP）＝0100H。指出下列指令中畫線的操作數(shù)的尋址方式，如果為存儲(chǔ)器操作數(shù)，請(qǐng)計(jì)算該操作數(shù)的有效地址與物理地址。①M(fèi)OV AX，1117H②MOV BX，SP③MOV DX，[BX]EA＝0313H，PA＝20000H+0313H＝20313H:立即尋址:寄存器尋址:寄存器間接尋址若（BX）＝0313H，（SI）＝1123H，（DI）＝0606H，（DS）＝2000H，（SS）＝6800H，（BP）＝0100H。指出下列指令中畫線的操作數(shù)的尋址方式，如果為存儲(chǔ)器操作數(shù)，請(qǐng)計(jì)算該操作數(shù)的有效地址與物理地址。⑤MOVAX，100H[SI]

EA＝0100H+100H＝0200H，PA＝68000H+0200H＝68200HEA＝1123H+100H＝1223H，PA＝20000H+1223H＝21223H④MOVAX，[BP]100H:寄存器相對(duì)尋址:寄存器相對(duì)尋址若（BX）＝0313H，（SI）＝1123H，（DI）＝0606H，（DS）＝2000H，（SS）＝6800H，（BP）＝0100H。指出下列指令中畫線的操作數(shù)的尋址方式，如果為存儲(chǔ)器操作數(shù)，請(qǐng)計(jì)算該操作數(shù)的有效地址與物理地址。⑦M(jìn)OVAX，[BP+SI+100H]

EA＝0313H+1123H＝1436H，PA＝20000H+1436H＝21436HEA＝0100H+1123H+100H＝1323H，PA＝68000H+1323H＝69323H⑥MOVAL，[BX][SI]:基址變址尋址:相對(duì)基址加變址尋址當(dāng)操作數(shù)在內(nèi)存單元時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)隱含約定，自動(dòng)將寄存器DS或SS的值作為段地址。然而，當(dāng)操作數(shù)段地址不在隱含的段寄存器時(shí)，可以使用段超越前綴取代其隱含約定。

段超越前綴形式為（：）段寄存器名（：）例如：MOVAX，ES：[BP]；段地址在ESMOVAX，SS：[BX][SI]；段地址在SS注意：不是所有的段都可做段超越前綴1．段內(nèi)相對(duì)尋址在段內(nèi)相對(duì)尋址方式中，指令應(yīng)指明一個(gè)8位或16位的相對(duì)地址位移量DISP(有正負(fù)符號(hào)，為負(fù)時(shí)用補(bǔ)碼表示)。此時(shí)，轉(zhuǎn)移地址應(yīng)該是代碼段寄存器CS內(nèi)容加上指令指針I(yè)P內(nèi)容，再加上相對(duì)地址位移量DISP。例：JMPDISP3.1.2轉(zhuǎn)移地址的尋址方式JMPDISP其過程如圖所示。圖

段內(nèi)相對(duì)尋址

DISP=50H操作碼..50H......2000：1050H+5021050CS20001000IP操作碼2000：1000H2000：0FFFH注意：這個(gè)過程都在代碼段內(nèi)！

DISP也可以是16位如為：1000H

1000H

2．段內(nèi)間接尋址

在段內(nèi)間接尋址方式中，轉(zhuǎn)移地址的段內(nèi)偏移地址要么存放在一個(gè)16位的寄存器中，要么存放在存貯器的兩個(gè)相鄰單元中。存放偏移地址的寄存器和存貯器的地址將按指令碼中規(guī)定的尋址方式給出。此時(shí)，尋址所得到的不是操作數(shù)，而是轉(zhuǎn)移地址。例：JMPCX；CX的內(nèi)容為轉(zhuǎn)移地址的段內(nèi)偏移量

注意：必須是在段內(nèi)轉(zhuǎn)移！

JMPWORDPTRCXWORDPTR是尋址一個(gè)字的標(biāo)記，指令中必須加上圖

段內(nèi)間接尋址操作碼........2000：4000H+400024000CS2000操作碼2000：0FFFH