大工计算机原理第3章8086微处理器的指令系统(1)

1、第3章 8086微处理器的指令系统（1）3.1 指令系统概述l 指令系统是一台计算机所能（识别和执行）的全部指令的集合。它与（微处理器）有着密切的关系,不同的微处理器有不同的指令系统。8086CPU包含133条指令l 指令是使计算机执行某种（特定操作）的二进制编码。指令一般包括两个部分：（操作码域）和（地址域）。填空操作码域：存放指令的操作码,即指明该指令应由计算机完成何种操作。地址域：确定操作数的值或地址、操作结果的地址，有的指令的地址域还指出下一条指令的地址。l 机器指令：计算机能（直接识别）的二进制代码。l 汇编语言：汇编语言是一种符号语言，用助记符表示操作码，用符号或符号地址表示操作数

2、或操作数地址,它与机器指令是一一对应的l 汇编程序：将汇编语言源程序翻译成机器语言（就是一条一条的机器指令），即目标程序。3.2寻址方式l 根据（指令内容）确定（操作数地址）的过程，称为寻址。l 根据寻址方式计算所得到的地址叫做（有效地址EA）,也就是(段内偏移地址)。有效地址还需要与相应的(段基地址)组合才是20位的(物理地址PA) ，该工作由微处理器来完成。牢记什么是EA？什么是PA？怎么计算？后面有关于EA和PA的解释及计算方法！l 寻址方式在两种方式下被涉及：（操作数）的寻址方式和（指令）的寻址方式。如果没有特别说明,寻址方式是指源操作数的寻址方式。F操作数寻址1、隐含寻址（隐含了规定

3、的操作数）例：DAA指令,只有操作码,无操作数。规定对AL中的内容进行压缩BCD码转换。2、立即寻址（操作数（立即数）直接放在指令中，不需访问存储器）例：MOV AX ，1234H （若CS=1000H ，IP=100H） 可以进行寄存器寻址的寄存器：（16位）AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP （8位） AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL3、寄存器寻址（操作数就放在内部寄存器中,不需访问存储器）例：INC CX ；(CX)(CX)+1MOV AX ，BX ；执行后BX内容不变4、直接寻址（指令中直接给出操作数的存放地址）例1：MOV AX ，4000H （DS3000

4、H）例2：MOV ES:1234H，BL （ES4000H）注意：（1）指令中给出的4000H和1234H是操作数的偏移地址。（2）指令前缀指出段寄存器（例2）。（3）没有指出段寄存器，则默认的段寄存器为DS（例1）。5、寄存器间接寻址（内存单元的逻辑偏移地址由寄存器间接给出，只能使用BX、BP、SI、DI）例： MOV AX ，BX (若DS=2000H ，BX=1000H)重要：逻辑段地址使用隐式用法，即（1）DS与BX、SI、DI组成物理地址；（2）SS与BP、SP组成物理地址。IP只能在代码段中(CS)寻址,SP只能在堆栈段(SS)中寻址。另外，AX、CX、DX一般不能在寄存器间接寻址

5、中使用。例：若DS=0F3EH，SI=2000H，COUNT=0A8H，指令MOV AX，(SI+COUNT)中，源操作数的有效地址EA为_，其物理地址PA为_。答案:EA=SI+COUNT=2000H+0A8H=20A8HPA=DS*10H + EA = 0F3EH*10H + 20A8H = 0F3E0H+20A8H=11488HMOV AX，COUNTSIMOV AX，SICOUNT 总结：这三种形式，功能是相同的！MOV AX，SI+COUNT6、基址寻址和基址相对寻址（操作数地址在基址寄存器BX,BP中称为基址寻址；若还有位移量,则称为基址相对寻址）使用BX，默认的段寄存器是DS【例

6、1】 MOV CX ，36HBX 有效地址EA=36H+(BX) 物理地址PA（DS)×10H + EA【例2】 MOV -20BP，AL ；小心了！-20是十进制，其十六进制塔式是-14H 有效地址EA=(BP)-14H 物理地址PA（SS)×10H+EA而BP,SP的默认段寄存器为SS选择题：指令MOV AX,BX+SI中源操作数的段地址在 B 中 A.CS B.DS C.ES D.SS课件中，例3.11是不对的！例3.11 MOV AX,BX+disp 因使用BX,默认段寄存器是DS。 EA=BX+disp PA=DS×10H+ EADS7、变址寻址和变址相

7、对寻址（操作数地址在变址寄存器SI、DI中称为变址寻址；若还有位移量,则称为变址相对寻址）例3.13 MOV AH,SI+dispEA=(SI)或(DI)+disp PA= ×10H+ EA8、基址变址寻址和基址变址相对寻址有效地址EA（BX）或（BP）中的基址地址（SI）或（DI）中的变址地址disp有效地址公式：EA=(BX或BP)+(SI或DI)+disp例3.14 MOV AX,BP+DIEASS*10H + BP + DI ；此时隐含的段寄存器为SSMOV AX,BX+DIEADS*10H + BX + DI ；则隐含的段寄存器为DS(1)BX基地址寄存器、SI源变址寄存器

8、、DI目的变址寄存器与DS数据段寄存器组成物理地址(2)BP(基指针寄存器)、SP(堆栈指针寄存器)与SS(堆栈段寄存器)组成物理地址。(3)IP只能在代码段中(CS)寻址(4)SP只能在堆栈段(SS)中寻址。(5)AX、CX、DX一般不能在寄存器间接寻址中使用。例3.10 MOV AX,BXDI 使用BX，默认的段寄存器是DS若(DS)=2100H,(BX)=0158H,(DI)=0002H,(2115AH)=1234H则 EA= BX+DI =0158H+0002H=015AH PA=EA+21000H=2115AH 指令执行后,(AX)=1234H例3.11：MOV AX,MASK+BX

9、+SI 使用BX，默认的段寄存器是DS 若(DS)=3000H,(BX)=2000H, (SI)=1000H, MASK=0250H (33250H)=34H,(33251H)=12H 则 EA= MASK+BX+SI = 0250H +2000H+1000H=3250H PA= DS*10H + EA=30000H + 3250H = 33250H执行该指令后(AX)=1234H 9、I/O端口寻址8086采用I/O端口与存储器独立编址的方式（第2章的内容）。8086用20位地址线中的低16位来管理64KB的I/O端口空间，I/O端口的地址空间为0000HFFFFH（因为64K）。访问I/O

10、 端口需要专门指令IN和OUT,通过AX/AL来完成。(1)直接寻址 指令直接给出I/O端口地址,此地址应在0255(0-FFH)之间（范围小） 例如：IN AL,20H ；从端口地址20H读入一个字节(2)间接寻址,寄存器只能用DX 由DX给出I/O端口地址,此方式适用端口地址为065535(0-FFFFH)之间的任意值。（范围任意） 例如：MOV DX , 3E4HOUT DX , ALIN指令中目的操作数可为AL或AX；OUT指令中源操作数可为AL或AX例：分别指出下列指令中的源操作数和目的操作数的寻址方式（1）MOV BX, DI（2）MOV DX, 100（3）MOV DI , AL

11、（4）MOV BX+SI , CX（5）MOV DX , SI+106H（6）MOV AX , CX（7）AND DS:BP , AX（8）AND AX , DX寻址方式：1. 立即寻址 MOV AX, 1234H ;1234H是立即数2. 寄存器寻址 MOV AX, BX ;BX是寄存器3. 直接寻址 MOV AX, 1234H ;1234H是直接地址4. 寄存器间接寻址 MOV AX, BX ;BX是间接地址5. 基址寻址 MOV AX, BX+100H ;BX是基址寄存器6. 变址寻址 MOV AX, SI+100H ;SI是变址寄存器7. 基址加变址寻址 MOV AX, BX+SI+1

12、00H ;BX+SI基+变寄存器l 存储器操作数的物理地址PA的计算:是将段基地址左移四位加上有效地址EA(偏移地址)得到的。至少要记住：l BX，SI，DI配DS段l BP配SS段l 但是段寄存器和有效地址的配对是有规定的。执行速度：寄存器操作数 > 立即数操作数> 存储器操作数上面涉及的是操作数的寻址下面涉及的是指令寻址l 同样的指令(如MOV)由于寻址方式和操作数的不同,机器码的长度也不同。l 执行时间：指令的指令时间包括取址、译码和执行的时间,跟该指令的机器码的长短没有直接关系。 指令机器码 字节数 时钟数MOV AL,15HB0H 15H 2 4MOV AX,BX8BH

13、C3H 2 2指令的起始位置是由代码段CS决定的，段最大64Kb，没超出段的范围就是段内，超出了就是段间。 段内直接寻址l 段内寻址（不改变CS， 段内间接寻址只改变IP）EA=(IP)+disp 段间直接寻址l 段间寻址 段间间接寻址（即改变CS，又改变IP） 段内直接寻址l 段内寻址（不改变CS， 段内间接寻址只改变IP）EA=(IP)+disp 段间直接寻址l 段间寻址 段间间接寻址（即改变CS，又改变IP）JMP NEAR PTR PROGIA ；段内近转移 (IP)(IP)+ PROGIAJMP SHORT QUEST ；段内短转移 (IP)(IP)+ QUESTJMP 25H ；段

14、内短转移,-128+127 (IP)(IP)+ 25HJMP 1025H ；段内近转移,-32768 +32767 (IP)(IP)+ 1025HJMP BX ；段内间接转移 (IP) (BX)JMP WORD PTR BX+TABLE ; (IP) DS*10H+BX+TABLEWORD PTR是单字操作符JMP 3500H:080BH ;段间直接转移(CS)=3500H,(IP)=080BHJMP FAR PTR NEXT_PROG ;NEXT_PROG是符号地址，所在段的段地址送CS，段内的偏移量送IPJMP DWORD PTR PTRBX+DI+ALPHA ；DWORD PTR是双字操

15、作符EA=(BX)+(DI)+ALPHA PA=(DS)×10H+EA (IP) (PA) ；低地址内容送IP (CS) (PA+2) ；高地址内容送CS 转移的物理地址是：PA=(CS) ×10H+(IP)练习l 选择题：1 、一条完整的指令是由操作码和操作数两部分信息组成的。 2 、直接、间接、立即这 3 种寻址方式指令的执行速度有快到慢的排序是（ C ）A 直接、立即、间接 B 直接、间接、立即 C 立即、直接、间接 D 立即、间接、直接3 、指令系统中采用不同寻址方式的目的是（ B ）A 实现存储程序和程序控制 B 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性C 可以

16、直接访问外存 D 提高扩展操作码的可能并降低指令译码难度4 、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于（ C ） 例：MOV AX,SI+100HA 基址寄存器内容加上偏移量 B 堆栈指示器内容加上偏移量C 变址寄存器内容加上偏移量 D 程序计数器内容加上偏移量5 、计算机指令中一般包含哪些字段？分别是什么含义？答：计算机指令中一般包含地址码和操作码两部分，地址码表示指令的操作对象，指出操作数的地址，操作码表示操作的性能及功能。6设BX=2000H，SI=3000H，指令MOV AX，BX+SI+8H的源操作有效地址为（ ）。A5000H    B5008H 

17、;    C23008H     D32008H注：有效地址EA就是方括号中表达式的值。EABX+SI+8H2000H+3000H+8H5008H7设DS=1000H，ES=2000H，BX=3000H，指令ADD  AL，BX的源操作数的物理地址为（  ）。13000H   B23000H    C33000H     D 3000H注：这是一个骗人的题！ES=2000H是蒙人的！源操作数BX，是寄存器间接寻址，B

18、X与段地址DS默认组合。物理地址PADS*10H + EA 10000H + 3000H 13000H8设DS=2000H，ES=3000H，SI=200H，指令MOV  ES：SI，AL的目的操作数的物理地址为（    ）。A20200H    B30200H    C50200H     D200H注：这也是一个骗人的题！DS=2000H是蒙人的！目的操作数ES：SI是带段超越的寄存器间接寻址，PAES*10H+EA30000H+SI30000H+20

19、0H30200H9指令MOV  MEMBX，AX中的MEM是（     ）。A原码       B反码      C补码       D移码注：MEM是符号，它也对应着一个数值。计算机中所有数值默认以补码形式表示（第1章） 10用来作为寄存器间接寻址的寄存器有（  4  ）个。只能使用BX，BP，SI，DIA8   &

20、#160;      B6         C5          D411指令MOV  BX+SI，AL中的目的操作数使用（     ）段寄存器。ACS        BDS        

21、;CSS         DES注：BX+SI是基址+变址寻址，基址BX与段DS默认组合。12指令MOV  BX，BP+5中的源操作数使用（     ）段寄存器。ACS        BDS        CSS         DES注：操作数地址

22、在基址寄存器BX,BP中称为基址寻址；若还有位移量,则称为基址相对寻址。BP+5是基址相对寻址，基址BX与段DS默认组合，基址BP与段SS默认组合。13段内间接寻址只改变（     ）中的内容。ACS        BIP         CCS和IP    DPSW14段间间接寻址只改变（     ）中的内容。ACS 

23、0;      BIP         CCS和IP    DPSW15指令JMP  WORD  PTR BX属于（   ）寻址。A段内直接   B段内间接    C段间直接   D段间间接16指令MOV  AX，BX+SI+8的源操作数属于（   ）寻址。A直接   

24、    B寄存器相对  C基址变址   D基址变址相对注：基址BX变址SI相对8，默认与段DS组合（是由BX决定的）17两个整数补码9CH和7AH相加运算后，会产生（   ）。A无溢出且无进位          B无溢出但有进位C有溢出且有进位          D有溢出但无进位 此方法，必须会！注：从表面上看，9CH是负数（1001 1

25、100H），7AH是正数(0111 1010H)，相加后肯定无溢出。从算法上来看，采用双符号位的方法，有无溢出和进位要列计算式，重点看进位情况：11 001 1100 （-64H）+） 00 111 1010 （ 7AH）进位 11 111 0000 1 00 001 0110 （ 16H）第6位（粉色）相加，向第7位(最高位，最低位是第0位)有进位1；最高位相加，向符号位有进位1.两个进位相同“00”或“11”,则无溢出；不同“01”或“10”,则有溢出。18十进制数字74所对应的压缩型BCD码的形式是（    ）。A74    &

26、#160;    B74H        C4AH        D4A注：压缩型BCD码就是每1位十进制数，对应4位二进制数。7对应0111B，4对应0100B，故结果为74H10十进制数字85所对应的非压缩型BCD码的形式是（    ）。A0085       B0085H     &

27、#160;C0805        D0805H注：非压缩型BCD码就是每1位十进制数，对应8位二进制数。8对应0000 1000B，5对应0000 0101B，故结果为0805H20压栈操作是（     ）位数的操作。每次压栈都是一个字！背A8           B16         C32 

28、        D任意1在下列寻址方式中，用来访问内存的寻址方式有（   ）。       A寄存器寻址     B寄存器间接寻址     C寄存器相对寻址     D直接寻址2用来作为寄存器间接寻址的寄存器有（   ）。只有BX，BP，SI，DI共4个    

29、0;  AAX           BBX           CBP           CX3在下列指令中，源操作数使用DS段寄存器进行寄存器相对寻址的有（   ）。       AMOV  AX

30、，DI4            BMOV  AX ， ES:SI8       CMOV   AX，BP4            DMOV  AX ， BX4注：BX，SI，DI与段DS默认组合成物理地址，BP与段SS默认组合。但是选项B，已经非默认地指定了段ES，所以B错误。正确答案为A

31、，D4在下列指令中，源操作数的寻址方式是错误的有（   ）。AMOV   AX，DIBX         BMOV   AX，SIDICMOV   AX，BPBX         DMOV  AX，DX注：A是基+变，正确；B是变+变，无此形式，错误！C是基+基，无此形式，错误！D 的源操作数寻址形式DX，看似寄存器间接寻址！但是（内存单元的逻辑偏移地址由寄存器间接给出，只能使

32、用BX、BP、SI、DI）MOV   AX，SIMOV   AX，DIMOV   AX，BPMOV   AX，SX这四种形式都是正确，但（基+基）和（变+变）形式是错误的！再有就是寄存器间接寻址，只能使用BX、BP、SI、DI。l 填空题：1在一条指令中，立即数只能作  源     操作数。你见过MOV 1234H,AX吗？28086/8088 CPU形成的内存物理地址有   20     位。3指令“MOV  AX，BX+SI”的源操作数在内存的   DS    段。BX默认与DS段组合4指令“MOV  BX，BP+DI”的源操作数在内存的   SS    段