第章指令系统
第3章8086指令系统
RAM
硬盘
ROM
2
机器码
助记符
说明
AL
10110000 00000111MOV AL,07H 把立即数07H 送累加器
AL
07H 00000100ADD AL,0AH 累加器AL 中的内容与立即数0AH 相加，结果在11H 00001010AL 中
10100010MOV [07H],AL 把AL 中的内容存入[07H]11H
00000111
[],
地址单元
3
第3章8086 指令系统
机器语言是机器指令的集合。机器指令就是一台机器可以机器指令就是台机器可以正确执行的命令，电子计算机的机器指令是一列二进制C 语言
数字，计算机将之转变为一列高低电平，以使计算机的电子器件受到驱动进行计Java 语言
C++语言电子器件受到驱动，进行计算。
汇编语言
机器语言汇编语言的主体是汇编指令，汇编指令和机器
Basic 语言Pascal 语言
指令的差别在于指令的表示方法上，汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。
4
操作：(AX)(BX)
?(AX)=(BX)
?机器指令：1000100111011000
?汇编指令：Mov AX,BX
汇编指令,
5
编译器
MOV AX,BX
……
……
编令
程序员汇编指令
1000100111011000
……
……
机器码
6计算机
?3.1 基本数据类型
?3.2 8086指令格式
?3.3 8086指令的操作数寻址方式?3.4 8086通用指令
7
000AH 0009H 0008H 1/0
Bit
0007H 0006H 0005H 0004H
Byte
0003H 0002H Word
0001H
0000H
8
?整型（int ）C 语言变量
基本类型
?字符型(char)?浮点型(float)
d bl 指针类型
?双精度浮点型（double ）?无值型（void ）
数据类型
?数组类型构造类型
?结构类型?共用类型
枚举型
9
?字符型：以11ASCII
字符以个字节存放个码字符；
?整型：以2到4个字节存放1个定点数，通常在
PC机上位2个字节；
?浮点型：以4个字节存放1个浮点数；
?双精度浮点型：以8个字节存放1个浮点数。
数据类型：数据的内在存储方式
10
类型符位数/bit表述范围
Char8128至127
-128
Unsigned char80至255 Int16-32768至32767 Unsigned int160至65535 Unsigned short int160至65535 Unsigned short int
Signed short int16-32768至32767 Long int32-2147483648至2147483647
Long int2147483648
Unsigned long int320至4294967295 Float32
Double64
Long double128
11
标号助记符参数参数
标号：助记符参数1，参数2，参数3
?标号---当程序中使用跳转指令时，可以用标号表示跳当程序中使用跳转指令时可以用标号表示跳转的目的地。既可以定义在目的指令同一行的头部，也
可以在目的指令前一行单独用一行定义;
?助记符---一类有相同功能的指令操作码的保留名；?参数---参数1、参数2、参数3是任选的，可以0至3个
操作数，取决于操作码。
12
START: MOV AX , 07H S O ,0
标号
助记符
源操作数目的操作数
13
15
操作数在哪儿？
读取
CPU操作
写入运算
16
内存
CPU 内部
指令中
17
指令操作数在哪儿？
机器码汇编指令指令执行前数据的位置
,[]内存：单元中
8E1E0000MOV BX,[0]内存：DS:0单元中
89C3MOV BX,AX CPU内部:AX寄存器
MOV BX AX CPU内部AX寄存器
BB0100MOV BX,1指令中:指令缓冲器
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操作数的位置
指令中内部寄存器中内存数据区中
19
?操作数在指令中，即指令的操作数部分就是操作数本身，这种操作数叫做立即操作数。
本身这种操作数叫做立即操作数
操作数包含在CPU的某个内部寄存器中，这时指令?这时指令
的操作数部分是CPU内部寄存器的一个编码。
?操作数在内存的数据区中，这时指令的操作数部分包含操作数所在的内存地址。
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第5章指令系统 一、判断题 （×）1．执行指令时，指令在内存中的地址存放在指令寄存器中。 （√）2．程序计数器PC用来指示从内存中取指令。 （√）3．同一系列的不同型号的计算机，保持软件向上兼容的特点。 （√）4．在计算机的指令系统中，真正必须的指令数是不多的，其余的指令都是为了提高机器速度和便于编程而引入的。 （×）5．RISC的主要目标是减少指令数，因此允许以增加每条指令的功能的办法来减少指令系统所包含的指令数。 二、选择题 1．在计算机的指令系统中采用不同的寻址方式的主要目的是 C 。 A．实现程序控制和快速查找存储器地址 B．可以直接访问主存和外存 C．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程的灵活性 D．降低指令的译码难度 2．单操作数指令的操作数由 B 提供。 A．指定寄存器或由操作码指定存储单元 B．由地址码指定的存储单元；如果已标明该存储单元的内容为地址，则由该地址所指定的存储单元 C．由操作码直接指定数据 D．由操作码直接指定的存储单元 3．在多地址指令中，算术运算结果不会存储在 A 中。 A．累加器B．第一地址码所指定的存储空间 C．第二地址码所指定的存储空间D．第三地址码所指定的存储空间 4．把存储单元A的内容传送到存储单元B的指令执行后，存储单元A的内容为 B 。A．空白或零，视机器而定B．与存储单元B的内容相同 C．二进制补码D．存储单元A的内容与存储单元B的内容之差 三、填空题 1．指令操作码通常有两种编码格式：固定格式和可变格式。 2．在当前的计算机中，指令的执行方式有3种，就是顺序执行方式，重叠执行方式和流水线方式。 3．数据传送类指令实现的功能是传送数据，它往往是在主存储器和寄存器之间，或寄存器和寄存器之间传送数据。 4．所谓堆栈，是主存中专门用来存放数据的一个特定的区域，它具有先进后出的性质。 5．Intel 8086／8088的字符串操作指令用来处理存放在存储器中的一串字符或数据。6．内存地址寄存器用来指示从内存中取数据。 7．浮点运算指令对于用于科学计算的计算机是很必要的，可以提高机器的运算速度。四、名词解释 1．计算机指令系统：是指一台计算机上全部指令的集合，也称为计算机的指令集。 2．固定格式：操作码的长度是固定的，集中放在指令字的某一个字段中。 3．可变格式：操作码的长度可变，且分散地放在指令字的不同字段中。 4．寻址：就是寻找操作数的地址，最终目的是寻找所需的操作数。 五、简答题
第三章指令系统习题参考答案（三） 1、80C51系列单片机的指令系统有何特点？ 答：80c51的指令系统的特点有：（1）执行时间短。一个机器周期指令有64条，2个时间周期指令有45条，而4个机器周期指令仅有2条（即乘法和除法指令）；（2）指令编码字节少。单字节的指令有49条，双字节的指令有45条，三字节的指令仅有17条；（3）位操作指令丰富。这是80c51单片机面向控制特点的重要保证。 2、80C51单片机有哪几种寻址方式？各寻址方式所对应的寄存器或存储器 空间如何？ 答：（1）寄存器寻址。 对应的寄存器有： ·工作寄存器R0~R7 ·累加器A ·寄存器B ·数据指针DPTR （2）直接寻址。 对应的存储空间有： ·片内RAM低128字节（以地址形式表示） ·SFR(以地址形式或SFR符号形式表示，但符号将转换为相应的SFR 地址) (3)寄存器间接寻址。 对应的空间有： ·片内RAM(采用@R0，@R1或SP)； ·片外RAM（采用@R0，@R1或@DPTR） （4）变址寻址。 对应的空间有： ·ROM空间（采用@A+DPTR,@A+PC） （5）相对寻址。 ·ROM空间（采用JC rel） （6）位寻址。 ·片内RAM的20H~2FH单元的128可寻址位 ·SFR的可寻址位 3、访问特殊功寄存器SFR可以采用哪些寻址方式？ 答：直接寻址、位寻址 4、访问内部RAM单元可以采用哪些寻址方式？ 答：寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址 5、访问外部RAM单元可以采用哪些寻址方式？ 答：寄存器间接寻址 6、访问外部程序存储器可以采用哪些寻址方式？ 答：立即寻址、变址寻址、相对寻址 7、为什么说布尔处理功能是80C51单片机的重要特点？ 答：布尔处理功能是MCS-51系列单片机的一个重要特征，在物理结构
3．1 指令的基本格式 一、指令构成 微计算机的指令系统通常由几十种或百余种指令组成(可见表2－1)。每种指令又由两个字段(Field)构成： l．操作码(OP-Code)字段 该字段指示计算机所要执行的操作类型，由一组二进制代码表示，在汇编语言中又用助记将(Mnemonic)代表。8086执行指令时，首先将操作码从指令队列取入执行部件EU中的控制单元，经指令译码器识别后，产生执行本指令操作所需的时序性控制信号，控制计算机完成规定的操作。 2．操作数(Oprand)字段 该字段则是指出指令执行的操作所需的操作数。在操作数字段中，可以是操作数本身，或是操作数地址或是操作数地址的计算方法。微计算机中此字段通常可有一个或两个，称前者为单操作数指令，称后者为双操作数指令。而双操作数又分别称为源操作数src (source)和目的操作数dst(destination)。在指令执行之前，src和dst均为参加运算处理的两个操作数，指令执行之后，在dst中则存放运算处理的结果。 指令的基本格式如下： 二、8086 8086的指令长度可在1～6字节的范围，如图3－1所示。其中B l和B0为基本字节，B3～B6将根据不同指令作相应的安排。 (1)B1字节各字段定义如下： OP--指令操作码。 D--表示方向。D＝1寄存器为目的，D＝0寄存器为源。 W--表示字节或字处理方式。W=0为字节指令，W=1为字指令。
(2)B2字节各字段定义如下： MOD--给出指令的寻址方式。8086的一条指令中，最多可使用两个操作数，它们不能同时位于存储器中，最多只能有一个是存储器操作数。当MOD=11时为存储器方式，即有一个操作数位于存储器中；MOD＝00，没有位移量； MOD01，只有低8位位移量，需将符号扩展8位，形成16位； MOD＝10有16位位移量。当MOD=1l时，为寄存器方式，两个操作数均为寄存器。 REG--表示指令中只有一个操作数，这个操作数为寄存器，可见表3－1，表中左部示出寄存器对应的编码。 R／M--R／M受MOD制约。当 MOD=11(即寄存器方式时)，由此字段给出指令中第二个操作数所在的寄存器编码；当MOD≠11时，此字段用来指出应如何计算指令中使用的存储器操作数的有效地址。MOD和R ／M字段表示的有效地址 EA计算方法如表3－1所示，共2 4种。 (3) B3～B6字节这四个字节一般是给出存储器操作数地址的位移量(即偏移量)和／或立即操作数。位移量可为8位，也可为16位，这由MOD来决定。8086规定16位的字位移量的低位字节放于低地址单元，高位字节放于高地址单元。 若指令中只有8位位移量， 8086在计算有效地址时，自动用符号将其扩展成一个16位的双字节数，以保证有效地址的计算不产生错误，实现正确的寻址。指令中的立即操作数位于位移量的后面。若B3，B4有位移量，立即操作数就位于B5，B6。若指令中无位移量，立即操作数就位于B3，B4字节。总之，指令中缺少的项将由后面存在的项向前顶替，以减少指令长度。 3.2 8086的寻址方式 8086的操作数可隐含在操作码中，也可以是操作数字段中的操作数本身，还可以是存放操作数的地址，如寄存器，I／0端口及存储器。对存储器，给出的或是存储器地址，或是产生存储器地址的信息。从表3
第3章指令系统 1，简述下列基本概念：指令，指令系统，机器语言，汇编语言，高级语言。1、指令：CPU根据人的意图来执行某种操作的命令 指令系统：一台计算机所能执行的全部指令集合 机器语言：用二进制编码表示，计算机能直接识别和执行的语言 汇编语言：用助记符、符号和数字来表示指令的程序语言 高级语言：独立于机器的，在编程时不需要对机器结构及其指令系统有深入了解的通用性语言 2，什么是计算机的指令和指令系统？ 2、见第1题。 3，简述89C51汇编指令格式。 3、操作码[目的操作数] [，源操作数] 4，简述89C51寻址方式和所能涉及的寻址空间。 5，要访问特殊功能寄存器和片外数据寄存器，应采用哪些寻址方式？ 5、SFR：直接寻址，位寻址，寄存器寻址；片外RAM：寄存器间接寻址 6，在89C51片内RAM中，已知（30H）=38H, (38H)=40H, (40H)=48H, (48H)=90H, 请分析下面各是什么指令，说明源操作数的寻址方式以及按顺序执行每条指令后的结果。 6、MOV A，40H ；直接寻址（40H）→A MOV R0，A ；寄存器寻址（A）→R0 MOV P1，#0F0H ；立即数寻址0F0→P1
MOV @R0,30H ；直接寻址（30H）→（R0） MOV DPTR,#3848H ；立即数寻址3848H→DPTR MOV 40H,38H ；直接寻址（38H）→40H MOV R0,30H ；直接寻址（30H）→R0 MOV P0,R0 ；寄存器寻址（R0 ）→P0 MOV 18H，#30H ；立即数寻址30H→18H MOV A，@R0 ；寄存器间接寻址((R0)) →A MOV P2，P1 ；直接寻址（P1）→P2 最后结果：（R0）=38H，（A）=40H，（P0）=38H，（P1）=（P2）=0F0H，（DPTR）=3848H，（18H）=30H，（30H）=38H，（38H）=40H，（40H）=40H，（48H）=38H 注意：→左边是内容，右边是单元 7，对89C51片内RAM的高128字节的地址空间寻址要注意什么 7、用直接寻址，位寻址，寄存器寻址 8，指出下列指令的本质区别。 8，MOV A,DATA ;直接寻址2字节1周期 MOV A,#DATA ;立即数寻址2字节1周期 MOV DATA1,DATA2 ;直接寻址3字节2周期 MOV 74H,#78H ;立即数寻址3字节2周期 如果想查某一指令的机器码，字节数或周期数可查阅书本后面的附录A 9，设R0内容为32H, A的内容为48H, 片内RAM的32H单元内容为80H, 40H单元内容为08H, 请指出在执行下列程序段后上述各单元内容的变化。 9、 MOV A,@R0 ;((R0))=80H→A MOV @R0,40H ;(40H)=08H→(R0) MOV 40H,A ;(A)=80→40H MOV R0,#35H ;35H→R0 最后结果：（R0）=35H （A）=80H，（32H）=08H，（40H）=80H 10，如何访问SFR，可使用哪些寻址方式？ 10、用直接寻址，位寻址，寄存器寻址 11，如何访问片外RAM，可使用哪些寻址方式？ 11、只能采用寄存器间接寻址（用MOVX指令） 12，如何访问片内RAM，可使用哪些寻址方式？ 12、低128字节：直接寻址，位寻址，寄存器间接寻址，寄存器寻址（R0~R7） 高128字节：直接寻址，位寻址，寄存器寻址 13，如何访问片内外程序存储器，可使用哪些寻址方式？ 13、采用变址寻址（用MOVC指令）