一条指令的机器码通常包含操作码(OP)和操作数两部分指...PPT课件

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计算机组成原理第4章指令系统课件

4.2 指令的格式
4.2.1 指令的编码格式
操作码OC
AC1
AC2
（1）把保存操作前原来操作数的地址称为源点地址(SS)，把保存指令执行结果的地址称为终点地址或目的地址(DD)。
（2）将源点与终点操作数进行操作码规定的操作后，将结果存入终点地址。通常二地址指令又称为双操作数指令。
ADD R0，R1表示将R0寄存器的内容和R1寄存器的内容相加以
5 异或XOR
XOR指令对两个操作数进行按位异或运算。
4.4 指令的种类
4.4.4 移位、循环类指令
CF
位移指令SAL/SHL操作示意图
CF
SAR操作示意图
CF 0
SHR操作示意图
4.4 指令的种类
4.4.4 移位、循环类指令
不带进位标志的循环左移指令ROL MSB 操作数 LSB
CF
不带进位标志的循环右移指令ROR MSB 操作数 LSB
例如：在IBM-PC指令系统中
MOV
AX，05FFH
4.3 寻址方式
4.3.2 常用的寻址方式
2.直接寻址方式
（1）含义：是指地址字段直接指明操作数在存储器内的位置的寻址方法。即形式地址等于有效地址。（2）优缺点： A、优点：简单，不需要进行加法运算。 B、缺点：地址空间指令地址字段长度的限制。
4.2 指令的格式
4.2.3 指令助记符
通常采用一些符号来代表二进制数据，这些符号即指令助记符。
指令助记符 ADD SUB MUL DIV
助记符示例
含义
指令助记符
相加
AND
相减
OR
相乘
LOAD
相除
STORE

单片机指令系统ppt课件

加减指令
操作
操作数
Rn @Ri direct #data A
ADD *
*
*
*
X
ADDC *
*
*
*
X
SUBB *
*
*
*
X
INC *
*
*
X
*
DEC *
*
*
X
*
其他算术运算指令
16位寄存器加一指令 INC DPTR
十进制调整指令
DA A
乘法指令 MUL AB
(A) X (B) = BA
Cy = 0
若乘积>0FFH 则 OV=1
A #data
ANL *
*
ORL *
*
XRL *
*
控制转移类指令
控制转移类指令有17条,分为:
无条件转移指令判零转移指令比较转移指令循环转移指令调用返回指令
无条件转移指令
短转移指令 AJMP addr11
PC高5位与指令中给出的11位地址相加，可在2K 范围内转移
长转移指令 LJMP addr16
例: MOV 90H,A
MOV P1,A
寄存器寻址方式
寄存器寻址方式指令中给出寄存器编号寄存器编号为 R0 -- R7 其对应单元位置由 RS1、RS0 决定例
INC R0 ADD A,R2
寄存器间接寻址方式
寄存器间接寻址在指令中给出存放操作数地址的寄存器可用于间接寻址方式的寄存器有
R0、R1 用于寻址内部128字节RAM DPTR 用于寻址外扩数据存储器（ R0、R1）
寻址外扩数据存储器,只能用寄存器间接寻址方式例： MOV A,@R0 MOVX @DPTR,A

双操作数指令.ppt

（4）执行周期ET：依据IR中的操作码执行相应操作。
（5）中断响应周期IT：在IT中将直接依靠硬件进行关中断、保存断点、转服务入口等操作。
中断方式：见教材P92页
（6）DMA传送周期DMAT：在DMAT中， CPU交出系统总线的控制权，改由DMA 控制器控制系统总线，实现主存与设之间的数据直接传送。
行
ET2 R0+1 → Z
周
ET3 Z →R0
期
例3-14：拟出指令RST （SP）+的读取与执行流程。
FT0 PC→MAR FT1 M →MDR →IR，PC+1 →PC
ET0 ET1 ET2 ET3
SP →MAR M → MDR → PC SP+1 → Z Z →SP
（1）取指周期FT：完成取指所需的操作，与指令操作码无关的公共性操作，但FT结束后将转向哪个工作周期，与FT中取出的指令类型有关。
（2）源周期ST：在ST中将依据指令寄存器IR 的源地址字段信息进行操作，形成源地址，读取源操作数。
（3）目的周期DT：依据指令寄存器IR的目的地址字段信息进行操作,从主存读取目的地址或目的操作数。
例3-14：拟出指令JMP （R0）+的读取与执行流程。
FT0 PC→MAR FT1 M →MDR →IR，PC+1 →PC
ET0 ET1 ET2 ET3
R0 →MAR M → MDR → PC R0+1 → Z Z →R0
例3-14：拟出指令JMP （R0）+的读取与执行流程。
执行转移指令的时候，可能出现两种情况 1. 转移不成功（NJP），即转移条件不满足，

ARM的指令系统 ppt课件

；读取R1地址上的存储器单元内容，即R0←[R1]，无条件执行
Lable
；跳转指令B，执行条件EQ，即相等则程序跳转到Lable处
R1，R1，R2 ；加法指令，R1 + R2→R1，即R1 + R2的结果送给R1
R1，R1，#1 ；加法指令，R1 + 1→R1，并影响状态寄存器（S）
第3条指令的R2和第4条指令的#1都是第二操作数。第二操作数可以是：
和逻辑运算的单纯移位操作，操作数乘以2n可以用左移n位来实现 ④ 当PC（R15）用作目的寄存器时，可以实现程序跳转。如“MOV PC， LR”，所以这种跳转可以实现子程序调用及从子程序返回，代替指令“B，BL” ⑤ 当PC作为目标寄存器且指令中S位被设置时，指令在执行跳转操作的同时，将当前处理器模式的SPSR寄存器的内容复制到CPSR中。这种指令“MOVS PC LR”可以实现从某些异常中断中返回。
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2.6 其他后缀
④ 索引后缀与堆栈后缀索引后缀包括IA、IB、DA、DB；堆栈后缀包括FD、ED、FA、EA。这些后缀用于多寄存器加载/存储指令。
⑤ T后缀 T后缀含义是：指令在特权模式下对存储器的访问，将被存储器看成是用户模式的访问。 T后缀一般只用在字传送和无符号字节传送中。
SUB R0，R0，#1 ；将R0减1，结果放入R0 MOV R0，#0xFF ；将立即数0xFF装入R0寄存器
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2.2 寄存器寻址
寄存器寻址是指：操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段指出的是寄存器的编号，指令执行时直接取出寄存器值来操作。
例：寄存器寻址举例
MOV R1， R2
；将R2的值存入R1中

指令系统PPT课件

◆AX <－－（DS：5000H），表示逻辑地址为DS：5000H的内存字单元的内容传到AX中。DS内容为段地址，5000H为偏移量） ◆AL<－－（DS：BX），表示逻辑地址为DS：BX的内存单元的内容传到AL中。 ◆AL<－－（DS：BX＋5），表示逻辑地址为DS：BX＋5的内存单元的内容传到 AL中。
指令的执行：AX<－－（DS：SI）若初始条件为DS=2000H，SI=1000H，则该指令源操作数的物理地址为： 2000H×10H+1000H=21000H
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指令中也可以不使用缺省的段寄存器，而另指定其它的段寄存器，这就是段超越。指令指令中写眀段超越前缀从而指定其它的段寄存器。如指令： MOV AX， ES：[BX]
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一般情况下使用默认的段寄存器来寻找操作数，有些情况下允
许使用非默认的段寄存器，则在指令中必须写明段寄存器名，这叫作段超越。
操作类型
默认段寄存器
用BP作指针的存储器寻址方式
SS
存储器寻址方式
DS
（BP作基址除外）
可超越使用的段寄存器
CS，ES，DS CS，ES，SS
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8、访问I/O端口数据的寻址方式访问I/O端口数据使用输入/输出指令，有两种不同的寻址方式可用。
再加上一个8位或16位的（有符号数）位移量，CS内容不变。因为位移量是相对于IP来计算的，所以段内直接转移寻址也称为相对转移寻址。
段内直接转移方式既可以用在条件转移指令中，也可以用在无条件转移指令中，同样也可以用在调用指令中。但是在条件转移指令中，只能用8位位移量。【例】请看如下指令。 JMP A2 ；无条件转移到标号A2 指令执行：IP<－－A2 JNZ A3 ；ZF标志为0则转移到A3，否则顺序执行指令执行：如果ZF标志为0，则 IP<－－－A3

微机原理第3章指令

第3章指令系统机器指令:能指示计算机完成基本操作的二进制代码指令系统:CPU可执行的机器指令的集合。

为了方便编程，人们又把完成特定操作的机器码用特定的符号表示，这就产生了符号表示的机器指令-------指令助记符。

第3章8086指令系统机器指令由二进制代码组成，一条指令包括操作码和操作数(或地址)两部分，操作码指明该指令进行何种操作，操作数用来说明操作对象。

个别指只有操作码没有操作数。

由于不同的指令所表达的信息不尽相同，因此指令的长度即机器码字节数也有长有短。

8086指令系统的指令是可变长指令（1~6个字节）3.18086CPU寻址方式重点是存储器寻址存放在存储器中的数据称为存储器操作数。

指令中需要确定存储单元的段地址、偏移地址(亦称有效地址EA)，以及存储器操作数的类型。

段地址存放在段寄存器中，确定段地址实际上就是确定段寄存器，采用的方法是默认或添加段超越前缀。

生成存储器有效地址有多种方法，这些方法形成了对存储器操作数的多种寻址形式。

确定数据类型的方法是源操作数和目的操作数类型一致原则或附加类型说明。

立即寻址方式中操作数也在存储器中，但立即寻址中的立即数包含在指令中，随程序存放在代码段，CPU在取指令时就获得操作数。

这里所说的存储器操作数是存放在数据段、附加段或堆栈段中，取指令时也不会被立即取到。

段超越前缀变量的定义在第四章详细介绍直接寻址：MOV AX，[2000H]；寄存器间接寻址：MOV ES:[DI]，AH基址寻址：MOV BYTE PTR[BX＋1200H]，10变址寻址：MOV DL，[SI＋2AH]基址加变址寻址：MOV CL，[BX＋SI＋5]MOV AX，[BP＋DI]MOV CL，[BX＋SI＋5]的等价形式：MOV CL，5[BX][SI]、MOV CL，5[BX+SI]、MOV CL，[BX][SI+5]MOV CL，[BX＋SI－5]等价于MOV CL，[BX＋SI＋65531] MOV CL，[BX－SI]MOV CL，[SI+DI]错误！MOV[BX+DI]，1000H正确吗？3.2.1数据传送类指令传送指令把数据从一个位置传送到另一个位置使用MOV指令应注意1.立即数只能作为源操作数2.无存储器之间直接传送与交换的指令3.没有用立即数对段寄存器直接赋值的指令4.段寄存器之间无传送指令5.两个操作数的类型要一致6.要能确定是字节还是字操作mov ah,al mov bvar,ch mov ax,bx mov ds,ax mov al,[bx]下列MOV指令正确吗？MOV AL,050AHMOV SI,DLMOV[BX+SI],255MOV DS,100HMOV[BX],[SI]MOV[BX+SI],bvarbvar是一个已定义过的字节变量 MOV CS,[SI]将数据段中偏移地址为2000H、2001H、2002H的3个字节的存储单元置数FFH。

第四章-指令系统PPT课件

指令系统中指令采用等长指令的优点：各种指令字长度是相等的，
指令字结构简单，且指令字长度是不变的；
采用非等长指令的的优点：各种指令字长度随指令功能而异，结
构灵活，能充分利用指令长度，但指令的控制较复杂。
.
16
五、指令助记符
由于硬件只能识别1和0，所以采用二进制操作码是必要的，但是我们用二进制来书写程序却非常麻烦。
指令前缀段取代操作数长度取代地址长度取代
操作码 Mod Reg或操作码 R/M S I B 位移量立即数
.
19
七、 Pentium指令格式
指令前缀中的重复前缀指定串的重复操作，这样使 Pentium处理串比软循环快得多。
LOCK前缀用于多CPU环境中对共享存储器的排他性访问
段取代用于改变默认段寄存器的情况
提供一个常数。
.
31
3、直接寻址
指令中地址码字段给出的地址A就是操作数的有效地址EA(Effective Address)，即EA＝A。
.
32
3、直接寻址
操作数地址是不能修改的，与程序本身所在的位置无关，所以又叫做绝对寻址方式
在早期的计算机中，主存储器的容量较小，指令中地址码的位数要求不长，采用直接寻址方式简单快速，也便于硬件实现，因此，常被作为主要的寻址方式。
本章所讨论的指令，是机器指令。一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系
统。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能
不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件，影响到机器的适用范围
.
3
4.1 指令系统的发展与性能要求
3、发展情况
复杂指令系统计算机，简称CISC。但是如此庞大的指令系统不但使计算机的研制周期变长，难以保证正确性，不易调试维护，而且由于采用了大量使用频率很低的复杂指令而造成硬件资源浪费。

第4讲 MCS-51指令系统

是带进位位的，助记符为 SUBB例如 SUBB A,R1。减法运算中,所谓进位就是借位，带进位位的减法运算就是两数相减后还要再减去前一次运算留下的进位位CY。减1运算指令可以使指定单元内容减1，和加法指令同样，指令 DEC A比指令SUBB A， #01H所占用字节少；但前者不会影响标志。
2、条件转移指令
JZ rel A为0转移。 JNZ rel A非0转移。比较转移指令 CJNE A,direct,rel CJNE A,#data,rel CJNE Rn,#data,rel CJNE @Ri,#data,rel 第一操作数不等于第二操作数时转移。减1非零跳转指令（循环转移） DJNZ Rn，rel DJNZ direct，rel 第一操作数不等零时加1转移。零条件转移指令
从44H中取出数据08H
送给ACC
3 .寄存器寻址
操作数不是立即数，也不是地址，而是一个寄存器名称，则称为寄存器寻址，例如指令 MOV A，R1。其中R1即寄存器名称。
从寄存器R1中取数
将R1中的数据送ACC
4 .寄存器间接寻址
这类指令先从指令上所标明的寄存器中找出存放数据的地址，然后再从所标明的的地址中取数。由于存储数据的地址不直接标明在指令中，所以称之为间接寻址。例如指令MOV A，@R0 (注意!只有R0、R1可以间接寻址）。
例4 设有两个16位数相减，被减数的高8位放在41H，低8位放在40H，减数高8位放在43H，低8位放在42H，差的低8位存放在 50H，高8位存放在51H，借位位存放在52H。可编程序如下： SHJIAN: MOV A, 40H ;(A)←被减数低8位 CLR C ;C位清0 SUBB A, 42H ;减去减数低8位 MOV 50H, A ;差的低8位存入50H MOV A, 41H ;(A)←被减数高8位 SUBB A, 43H ;被减数高8位减去减数高8位与借位 MOV 51H, A ;差的高8位存入51H单元 MOV A, #00H ;(A)←00H ADDC A, #00H ;(A)←高8位的借位位 MOV 52H, A ;借位位C内容存入52H单元

《单片机》教学课件51单片机的指令系统

MOV Rn ，direct
；(direct)→Rn ，n =0～7
MOV Rn ，#data
；#data→Rn ，n =0～7
把源操作数送入当前寄存器区的R0～R7中的某一寄存器。
3．以直接地址direct为目的操作数的指令
MOV direct，A
； (A)→direct
MOV direct，Rn
寻址空间内快速地找到指定的地址单元。下面介绍指令系统7种寻址方式。
5
1．寄存器寻址方式
指令中的操作数为某一寄存器的内容。
例如：MOV A，Rn
；(Rn)→A，n =0～7
把Rn中的源操作数送入到累加器A中。由于指令指定了从寄存器Rn中取得源操作数，所以称为寄存器寻址方式。
本寻址方式的寻址范围：
4．以寄存器间接地址为目的操作数的指令
MOV @Ri，A
；(A)→((Ri))， i=0，1
MOV @Ri，direct ；(direct)→((Ri))，i=0，1
MOV @Ri，#data ；#data→((Ri))， i=0，1
功能是把源操作数内容送入R0或R1指定的存储单元中。
5．16位数传送指令
内部RAM的00H～7FH共128个单元。 6．堆栈操作指令内部RAM中设定一个后进先出（LIFO，Last In First Out）
的区域，称为堆栈。在特殊功能寄存器中有一个堆栈指针 SP，指示堆栈的栈顶位置。堆栈操作有进栈和出栈两种，因此，在指令系统中相应有两条堆栈操作指令。
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（1）进栈指令 PUSH direct
（1）4组通用工作寄存区共32个工作寄存器。但只对当前工作寄存器区的8个工作寄存器寻址，指令中的寄存器名称只能是R0～R7。

51单片机汇编语言指令教程(校对版)ppt课件

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2.2.3立即寻址
指令本身直接含有所需要的8位或16位的操作数。
将此数称为“立即数”（使用#标明）。如：
MOV A,#30H
；将（8位）立即数送累加器A
MOV DPTR,#2000H ；16位立即数送DPTR积存器
【注意】：MOV A,#30H MOV A,30H 两者的区别。立即数寻址的指令长度为2或3个字节。
三字节指令在存储器中存放的方式示意图
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指令的字节数与指令的运行时间
指令的字节多是否意味着指令周期就长？
指令
字节数周期数
MOV A，R0
1
1
MOV A，#0FFH 2
1
MOV 20H，#30H 3
2
MUL AB
1
4
INC DPTR
1
1
指令说明 R0内容送累加器A
立即数FFH送A 立即数30H送内存20h单元
MOV A,00H ；将RAM中00H单元数据送累加器A
MOV A,R0 ；将工作寄存器R0的内容送累加器A
这里使用了不同的寻址方式，其指令的结构也不相同。
前者是：11100101(0E5H)、00000000（00H）双字节。
后者的机器码是：11101000(0E8H)
单字节;
在物理结构上，R0与RAM的00H单元恰好是同一单元，所以不同的指令而执行结果是一样的。
或者：指令中分别包含1个字节的操作数和1个字节的操作数地址。如：
MOV direct,#data 举例：MOV 20H,#0FFH

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.
5
例2.3 MOV AX , BX 若指令执行前，AX=3064H，BX=1234H。则指令执行后，AX=1234H，BX=1234H。
AX 31026344HH
BX 1234H
问题：如果指令为MOV AL , BL呢？
.
6
2.4.3 存储器寻址
存储器寻址的操作数在某个或某几个存储单元中。
要得到存储器操作数，必须执行访问存储器单元的总线周期。存储器单元的逻辑地址由两部分组成：段地址和偏移地址。段址通常由DS提供，如果通过基址指针BP寻址，则段址由SS提供。
此时段寄存器为DS
.
10
例如：设DS=2000H, AX=7850H ,而指令如下： MOV AX，[3000H]；
操作：2000×10H +EA= 3000H PA= 23000H
AX 7380H 50H
CS→
操作码 00H 10H
代码段
23000H 50H 数据段 23001H 30H
.
11Biblioteka ⑵寄存器间接寻址操作数的有效地址由基址寄存器BX、BP或变址寄存器 SI、DI提供。
•数据寻址方式 √本节
•转移地址寻址方式
.
2
2.4.1 立即寻址
该寻址方式中，指令直接给出8位或16位的操作数（立即数）。该数紧跟在操作码之后，作为指令的操作数字段存放在指令代码中
如果是16位立即数，那么低位字节数存放在低地址单元中，高位字节数存放在高地址单元中。机器码存放形式如图
代码段 OP D8
BX 67H 80H
DI 00H 41H
操作：3000×10H +EA= 6780H + 0041H PA= 367C1H
AX 12H 34H
DS→
367C1H 367C2H
34H 数据段 12H
.
18
⑹带位移的基址变址寻址
操作数的有效地址是一个基址寄存器的内容，一个变址寄存器的内容与位移量之和，即
操作数的有效地址由基址寄存器的值与位移量相加形成，即
EA=基址+位移量
.
14
例如：设SS=3000H, BP=2000H MOV AX，4000H[BP]或MOV AX，[BP+4000H] ；
BP 20H 00H CS→
操作：3000×10H +EA= 2000H + 4000H PA= 36000H
.
4
2.4.2 寄存器寻址
操作数在寄存器中，指令给出存放操作数的寄存器号（寄存器名称）即可。
对于16位操作数，寄存器可以是AX、BX、CX、 DX、SI、DI、SP和BP等；
对于8位操作数，寄存器可以是AL、AH、BL、BH、 CL、CH、DL和DH。
该寻址方式由于操作数在寄存器中，不需访问存储器，故可得到较高的运算速度。
EA=基址+变址+位移量
例2.8 MOV AL，COUNT[SI]
或MOV AL，[SI+COUNT]
其中位移量COUNT为符号地址，可由伪指令来定义，（详见第3章伪指令）。
其功能是将数据段中EA=（SI+COUNT的16位偏移量）的内存单元的8位操作数送给AL：
即AL ←（SI+COUNT）
.
操作码操作数
.
代码段 OP 操作码
低位D16 操作数高位D16
3
例2.2 MOV AX，3578H
指令执行后，AX=3578H，16位数据存入AX寄存器。
AH
AL
AX
X35XH
7X8HX
CS
代码段
MOV
78H
35H
图中指令存放在代码段中，OP表示该指令的操作码部分（用MOV表示）,接下去存放立即数的低位字节78H，再存放高位字节35H，它们是指令机器码的一部分。
其功能是将数据段中EA=（SI+COUNT的16位偏移量）的内存单元的8位操作数送给AL：
即AL ←（SI+COUNT）
.
16
⑸基址变址寻址
操作数的有效地址是基址寄存器的值与变址寄存器的值相加形成，即
EA=基址+变址
.
17
例如：设DS=3000H, BX=6780H, DI=0041H MOV AX，[BX][DI]或MOV AX，[BX+DI] ；
以上3个分量的不同组合，可以构成6种不同的有效地址形成方式，即存储器操作数有6种寻址方式：
•位移量 •基址/变址 •基址+位移量 •变址+位移量 •基址+变址 •基址+变址+位移量
.
9
⑴直接寻址在直接寻址方式中，操作数的有效地址由指令直接
给出，即 EA=位移量
在指令机器码中，16位有效地址存放在代码段指令操作码后的操作数字段中。
AX 12H 34H
SS→
36000H 36001H
操作码 00H 40H
34H 12H
代码段数据段
.
15
⑷带位移的变址寻址
操作数的有效地址由变址寄存器的值与位移量相加形成，即
EA=变址+位移量
例2.8 MOV AL，COUNT[SI]
或MOV AL，[SI+COUNT]
其中位移量COUNT为符号地址，可由伪指令来定义，（详见第3章伪指令）。
偏移地址（有效地址、EA）由下面3个地址分量计算得到:
16位有效地址EA=基址+变址+位移量
.
7
在8086中，基址由基址寄存器BX和基址指针BP提供，变址由变址寄存器SI、DI提供，位移量是一个8 位或16位二进制常数。即
BX SI
8位
EA=
+
+
位移量
BP
DI
16位
基址变址
位移量
.
8
基址变址位移量
19
例如：设DS=3000H, BX=2000H, SI=1000H, MASK=0250H
MOV AX，MASK[BX][SI]或MOV AX，MASK[BX+SI]或 MOV AX， [MASK+BX+SI]
2.4 8086寻址方式
一条指令的机器码通常包含操作码（OP）和操作数两部分。指令的格式如下：
操作码OP CODE 操作数Operand
例如，MOV AL，03H；源操作数目的操作数操作码
SOPD DOPD
•操作码表示指令执行什么操作（必有）
•操作数表示参加操作的数或数的存放地址
.
1
寻找操作数存放地址的方式称为寻址方式 8086的寻址方式分为两类：
BX BP EA= SI BP
.
12
例如：设DS=2000H, AX=7850H ,BX=1000H MOV AX，[BX]；
BX 10H 00H
操作：2000×10H +EA= 1000H PA= 21000H
AX 7580H A50H
DS→
数据段
21000H 21001H
A0H 50H
.
13
⑶带位移的基址寻址