2-2微型计算机指令系统80868088指令系统

第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
⑴ 输入指令 ①直接寻址的输入指令 指令格式及操作：
IN acc, port ;(acc) ←(port)
②间接寻址的输入指令
指令格式及操作：
IN acc, DX
;(acc) ←((DX))
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
⑵ 输出指令
①直接寻址的输出指令 指令格式及操作：
第四章 80x86 指令系统—通用数据传送指令
说明： *堆栈按后进先出原则组织。 *堆栈操作以字为单位进行。 *目的操作数dst不可以是CS。 *指令中的操作数不能是立即数。
第四章 80x86 指令系统—通用数据传送指令
例：已知（AX）=1234H，（BX）=5678H，分析下面程序段的执 行过程。
REG <=> REG/MEM • 段寄存器的内容不能参加交换
例： XCHG BX，[BP+SI]
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
(二) 累加器专用指令 这类指令中的一个操作数必须是累加器。累加器操作数可以 是8位的，也可以是16位的。
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令 1.输入/输出指令
DI 1234H DS 4000H
DM
34H 2130H 12H 00H 2132H 40H
第四章 80x86 指令系统—地址传送指令
3. 地址指针装入ES指令 指令格式：
LES reg16, mem32 此指令的功能是将源操作数所对应的双字长的内存单元中的高 字内容（一般为16位段基址）送入ES，低字内容（一般为偏移地址） 送入指令所指定的寄存器中。例如：
LES DI, [2130H]
DI 1234H ES 4000H

例： 已知: DS=2000H; SI=1000H 指令: MOV [SI+disp]，AX
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寄存器间接相对寻址过程示意图
CPU
寄存器间接相对 SI=1000H
MOV [SI+20H] 程序 ，AX
CS 偏移1000H
DS
SS
ES
位移20H
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寄存器相对寻址过程示意图
真正数据所在的地址
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错误指令举例： 6）基址变址寻址： MOV [BX+CX]，AX ； CX不能做变址寄存器 MOV [BX+BP]，AX ； BP不能作为变址寄存器 操作数的有效地址 EA等于一个基址寄存器（ BX或 MOV [BX+DI]，ARRAY； BP）与一个变址寄存器（ SI或DI）的内容之和；
总时间=基本执行时间+计算EA的时间+执行总线读/写周期的时间
指令的基本执行时间随指令类型的不同差异很大，访问存 储器既要执行总线的读/写周期，又要计算操作数的有效地址 EA，计算EA的时间又与指令的寻址方式有关。
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4.2 8086/8088指令系统
数据传送类指令
算术运算类指令 位操作类指令 串操作类指令 控制转移类指令 处理器控制类指令
21000H 20 位 物 理 地 址 真正数据所在的地址 Memory DS … 20000H
…
78H 21000H 56H
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4）寄存器间接寻址：
此方式的操作数存放在存储器单元中，指令给出的 16位寄存器值就是该操作数所在存储单元的EA。

例： 已知: （DS）=2100H，（DI）=2000H 指令： MOV AX，[DI] ；(AX) ((DI)) 注：使用BX、SI、DI，操作数在DS段；BP时在SS段 其中寄存器只能是BX、SI、DI、BP

;此时传送的操作数在数据段中，其偏移地址是 SI寄存器中的内容加上0200H 变址寻址可以有多种格式：
MOV AX, [BX+0A00H]
MOV AX, TAB[DI] 如：MOV AX, 0200H+[BX]
假设DS:3000H, BX: 1000H 则操作数所在地址：
高8位： 31201H 低8位： 31200H
存储器
格式：IN AL , PORT IN AX, PORT
功能：从PORT口输入数据到AL(AX)。
格式：OUT PORT , AL OUT PORT, AX
功能20：20/7/将17 AL(AX)中的内容从PORT口输出。
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IN AL, 40H
OUT 40H , AL
8位
IN AX, 40H
功能： （OPRD2） OPRD1
•CPU内部寄存器之间数据的传送(除CS、IP)
•立即数传送至CPU内部的通用寄存器组
•CPU内部的寄存器(除CS、IP)与存储器(所有寻 址方式)之间
•能实现用立即数给存储单元赋值
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注意： • CS,IP不能作为目的操作数 MOV CS, AX • 两个段寄存器间不能直接传送 MOV SS, DS • 立即数不能直接传送给段寄存器 MOV DS,2000H • 内存单元间不能直接传送 MOV [SI], [2000H] • 立即数不能作为目的操作数 MOV 1000H, AX
而执行POP BX后，栈顶的物理地址是：
20190H＋2H=20192H
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3. 交换指令XCHG 格式：XCHG OPRD1, OPRD2

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3.4.2 算术运算指令
算术运算指令涉及两种类型数据，即无符号数和有符号数 对加法指令和减法指令而言，无符号和有符号数可采用同
一套指令，其先决条件有两个： 一是参加的操作数必须同为无符号数或同为有符号数 二是要采用不同标志位来检查无符号数和有符号数的 运算结果是否溢出
而乘除运算指令则需要区分无符号数和有符号数
11 11
ADC指令的使用价值
主要用于由于数据较大（多字节），需要多次运算的加法 运算中。 例:有两个4字节的无符号数相加：
2D568F8CH+3C9E489BH=？ 设 被加数存放在BUF1开始的存储区内
加数存放在BUF2开始的存储区内 要求和放回BUF1存储区 假设CPU进行8位的加法运算，为此将进行4次加法运算
.386
……
MOVZX AX, A
MOVZX BX, B
ADD
AX, BX
MOVZX BX, C
ADD
AX, BX
MOV
SUM, AX
；取第一个数，扩展0传送 ；取第二个数 ；加第二个数 ；取第三个数 ；加第三个数 ；保存三个数的和
20 20
[例] P，Q，R均为8位有符号数，求它们的和，送入TOTAL
这个问题的另一种方法：
MOV AL, A
；取第一个数
MOV AH, 0
；高8位清零，准备存放和的高8位
ADD AL, B
；加第二个数
ADC AH, 0
；如果有进位，存入AH
ADD AL, C
；加第三个数
ADC AH, 0
；如果有进位，加入AH
MOV SUM, AX ；保存三个数的和
19 19
这个问题的第三种方法：

(5)奇偶标志PF
用于反映运算结果中“1”的个数。如果“1”的个数为偶数，则OF被置1，否则OF被清0。
(6)辅助进位标志AF
在字节操作时，如发生低半字节向高半字节进位或借位；在字操作时，如发生低字节向高字 节进位或借位，则辅助进位标志AF被置1，否则AF被清0。
②状态控制标志
(1)方向标志DF
方向标志决定着串操作指令执行时，有关指针寄存器调整方向。 当DF为1时，串操作指令按减方式改变有关的存储器指针值， 当DF为0时，串操作指令按加方式 改变有关的存储器指针值。
其中：存储单元的物理地址是12345H， 标出的：两个重叠段的段值分别是：1002H和1233H， 在对应段内的偏移分别是2325H和0015H。
采用段值和偏移构成逻辑地址后，段值由段寄存器给出，偏移可由指令指针IP、堆栈指针SP 和其他可作为存储器指针使用的寄存器（SI、DI、BX和BP）给出，偏移还可直接用16位数给 出。
图中指令存放在代码段中，OP表示该指令的操作码部分 再例如： MOV AL，5 则指令执行后，（AL）=05H
MOV BX，3064H 则指令执行后， （BX）=3064H
2、寄存器寻址方式
操作数在CPU内部的寄存器中，指令指定寄存器号。
对于16位操作数数，寄存器可以是:
AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP和BP等；
指令中不使用物理地址，而是使用逻辑地址，由总线接口单元BIU按需要根据段值和偏移自动 形成20位物理址。
3、段寄存器的引用
由于8086/8088CPU有四个段寄存器，可保存四个段值。所以可同时使用四个段值，但这四个 段有所分工。
在取指令的时候，自动引用代码段寄存器CS，再加上由IP所给出的16位偏移，得到要取指令 的物理地址。

物理地址=30000H+1150H=31150H
执行后： （AX）=5678H。
第四章 Intel 8086/8088指令系统
5． 相对基址变址寻址
特点：操作数的有效地址是一个基址寄存器与一个变址寄 存器的内容之和再加上8位或16位位移量。同样，当基址寄存器 为BX时，用DS作为段寄存器； 而当基址寄存器为BP时，则用 SS作为段寄存器。因此物理地址为 （SI） 8位 位移量 物理地址=(DS)×16+ (BX)+ + （DI） 16位 （SI） 8位 位移量 + 物理地址=(SS)×16+ (BP)+ （DI） 16位
执行后: （AX）=1234H， （BX）不变。
第四章 Intel 8086/8088指令系统
4.1.4 存储器寻址
操作数在存储器中。存储器是分段管理的， 要找到操作数， 必须指明操作数所在的段（段基址由段寄存器指明）及段内偏 移地址（以有效地址EA的形成方式指出）。 1． 直接寻址方式 特点：指令中直接给出操作数在段内的偏移量，段基址隐 含给出或用段前缀指明。该寻址方式适用于处理单个变量。
4.1.1 8086/8088的通用指令格式 机器语言指令是由二进制代码组成的。一条指令是由操作 码与操作数字段构成的，其一般格式为 操作码字段 + 操作数字段 操作码字段指明计算机所要执行的操作（即功能）；操作 数字段指出在指令执行过程中所需要的操作数。 例如： ADD AX， BX
第四章 Intel 8086/8088指令系统
变址寄存器内容之和。 （SI） 物理地址=(DS)×16+ (BX)+ （DI） （SI） 物理地址=(SS)×16+ (BP)+ （DI） 适用表格或数组处理，表格或数组首地址可存放在基址寄存器中。

数据段 BX + SI 10H
20H 00H
00H 34H 12H
3000H:0000H
注： ◆基址因子BP访问默认为堆栈段 ◆不能同时取两个基址因子；也不 能同时去两个变址因子
16
+
3000H:3000H
AH
AL
第3章 8086/8088CPU指令系统
4.1.4 操作数寻址方式
●存储器寻址之相对基址加变址寻址（Base
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第3章 8086/8088CPU指令系统
3.1.3 操作数寻址方式
4.1操作数寻址方式
所谓操作数的寻址方式，是在指令格式中怎样有效的表示出操 作数的存放位臵，CPU在执行该指令时，按照指令格式中的表示找 到并对数据进行存取。 1.立即寻址（Immediate Addressing） 立即寻址中的操作数作为指令的一 部分存放在代码段中，在取指阶段数据 随指令一起被取到CPU，这种数据在指 令格式中的直接表现为常数。 如：MOV AL,34H

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第3章 8086/8088CPU指令系统
汇编语言指令或符号指令：用字母和其它一些符 号组成的“助记符”与操作数等表示的指令称为汇编 语言指令或符号指令。 例如： MOV AX, BX ; AX←BX 而其二进制代码（机器代码）为89D8H，就是 1000 1001 1101 1000 B 不易理解，不易记忆。助记符是MOV。
操作码
操作数
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第3章 8086/8088CPU指令系统
3.1.1 8086/8088指令格式
4.1操作数寻址方式
8086/8088机器指令格式通常1-6个字节组成。典型的指令格式 由2个字节组成，如下图所示。
操作码 D W MOD REG R/M

四川警安职业学院标准教案纸
课程名称 授课时间 教学目标 教学重点 教学难点 教学时数 教学内容： 第 4 章 8086/8088 寻址方式及指令系统（二） 计算机组成原理（第二十八讲） 任课教师 地点 多媒体 授课班级 1. 掌握跨段知识 2. 掌握 8086/8088 指令系统 1. 跨段应用 2. 8086/8088 指令系统 1. 数据传送指令 2. 乘法指令 3. 控制转移指令 讲授法、演示法、实践操 教学手 2节 教学方法 作法 段 陈 平 人数
4
执行的操作：(POTR)<-- AL (字节操作) (PORT+1，PORT)<-- (AX) (字操作) 短格式为： OUT DX，AL (字节操作) OUT DX，AX (字操作) 执行的操作：((DX))<-- AL (字节操作) ((DX)+1，(DX))<-- (AX) (字操作) 在 IBM PC 机里，所有 I/O 端口与 CPU 之间的通信都由 IN 和 OUT 指令来完成。其中 IN 完 成从 I/O 到 CPU 的信息传送，而 OUT 完成从 CPU 到 I/O 的信息传送。CPU 只能用累加器(AL 或 AX)接收或发送信息。外部设备最多可有 65536 个 I/O 端口，端口号(即外设的端口地址)为 0000～FFFFH。其中前 256 个端口(0～FFH)可以直接在指令中指定，这就是长格式中的 PORT， 此时机器指令用二个字节表示，第二个字节就是端口号。所以用长格式时可以在指令中直接 指定端口号，但只限于外设的前 256 个端口。当端口号≥256 时，只能使用短格式，此时，必 须先把端口号放到 DX 寄存器中(端口号可以从 0000～FFFFH)， 然后再用 IN 或 OUT 指令来传送 信息，必须注意。这里的端口号或 DX 的内容均为地址，而传送的是端口中的信息，而且在用 短格式时 DX 的内容就是端口号本身，不需要由任何段寄存器来修改它的值。 输入，输出指令不影响标志位。 (3)XLAT(Translate)换码指令 格式为： XLAT OPR 或 XLAT 执行的操作：(AL)<-- ((BX)+(AL)) 3.地址传送指令 (1)LEA(Load effective addres)有效地址送寄存器指令 格式为： LEA REG，SRC 执行的操作： (REG)<-- SRC 指令把源操作数的有效地址送到指定的寄存器中。 (2)LDS(Load DS with Pointer)指针送寄存器和 DS 指令 格式为： LDS REG，SRC 执行的操作：(REG)<-- (SRC) (DS)<-- (SRC+2) 把源操作数指定的 4 个相继字节送到由指令指定的寄存器及 DS 寄存器中。该指令常指定 SI 寄存器。 (3)LES(Load ES with Pointer)指针送寄存器和 ES 指令 格式为： LES REG，SRC 执行的操作：(REG)<--(SRC) (ES)<--(SRC+2) 把源操作数指定的 4 个相继字节送到由指令指定寄存器及 ES 寄存器中。 该指令常指定 DI 寄存器。 以上三条指令指定的寄存器不能使用段寄存器，且源操作数必须使用除立即数方式及寄 存器方式以外的其它寻址方式。这些指令不影响标志位。 本组指令把变量的偏移地址(LEA)或段地址和偏移地址(LDS 和 LES)送给寄存器，以提供 访问变量的工具。 例 4.3.7: LEA BX，[BX+SI+0F62H] 如指令执行前：(BX)=0400H，(SI)=003CH 则指令执行后：(BX)=0400+003C+0F，(SP))<-- (SRC) (3) POP(Pop from the stack)出栈指令 格式为： POP DST 执行操作：(DST)<-- ((SP) + 1，(SP)) (SP) <-- (SP) + 2 这两条堆栈的进栈和出栈指令。堆栈是以“后进先出”方式工作的一个存储区，它必须 存在于堆栈段中，因而此段地址存放于 SS 寄存器中。它只有一个出入口，所以只有一个堆栈 指针寄存器 SP，SP 的内容在任何时候都指向当前的栈顶，所以 PUSH 和 POP 指令都必须根据 当前 SP 的内容来确定进栈或是出栈的存储单元，而且必须及时修改指针，以保证(SP)指向当 前的栈顶。 堆栈的存取必须以字为单位，所以 PUSH 和 POP 指令只能作字操作。它们可以使用除立即 数以外的其他寻址方式。指令也可以指定段寄存器作为操作数，但 POP 指令不允许用 CS 寄存 器。这两条堆栈指令不影响标志位。 例 4.3.3: PUSH AX 堆栈在计算机工作中起着重要的作用，如果在程序中要用到某些寄存器，但它的内容却 在将来还有用，这时就可以用堆栈把它们保下来，然后到必要时再恢复其原来的内容。例如： PUSH AX PUSH BX „ 其间程序用到 AX 和 BX 寄存器 „ POP BX POP AX 堆栈在子程序结构的程序及中断程序中也很有用，这将在以后加以说明。 (4) XCHG(Exchange) 交换指令 格式为: XCHG OPR1，OPR2 执行操作：(OPR1)<--> (OPR2) 其中 OPR 表示操作数。该指令的两个操作数中必须有一个在寄存器中，因而它可以在寄 存器之间或者在寄存器和存储器之间交换信息，但不允许使用段寄存器。指令允许字或字节 操作，且不影响标志位。 2.累加器专用传送指令 这组指令只限于使用累加器 AX 或 AL 传送信息，不影响标志位。 (1) IN(Input)输入指令 长格式为： IN AL，PORT (字节操作) IN AX，PORT (字操作) 执行的操作：(AL)<-- (PORT) (字节操作) (AX)<-- (PORT+1，PORT) (字操作) 短格式为： IN AL，DX (字节操作) IN AX，DX (字操作) 执行的操作：(AL)<-- ((DX)) (字节操作) (AX)<-- ((DX)+1，(DX)) (字操作) (2)OUT(Output)输出指令 长格式为： OUT PORT，AL (字节操作) OUT PORT，AX (字操作)

SI 1200
+)
6000 0 1200 61200 AX 33 44
61200H 61201H
存储器 . . . 44H 33H 数 据 段
. . .
图 3-5 寄存器间接寻址示意图
3.2.5 寄存器相对寻址
寄存器相对寻址——操作数在存储器中。由指令指定的地址寄存器的内容加上指令中
给出的一个8位或16位的地址位移量，即可得操作数的偏移地址。
SI AX AX AX AX AX
3.2.8隐含寻址
隐含寻址—— 操作数隐含在操作码中,在有些指令的操作数中，不仅包含了操作的性质，
还隐含了部分操作数的地址。如乘法指令 MUL，在这条指令中只须指明乘数的地址，而被乘数 已经乘积的地址是隐含且固定的。这种将一个操作数隐含在指令码中的寻址方式就称为隐含
立即数操作数： 所谓立即数指具有固定数值的操作数，不因指令的执行而发生变化 。立即数操作 数只能用作源操作数，而不能用作目标操作数。

寄存器操作数：
8086CPU的8个通用寄存器和4个段寄存器可以作为指令中的寄存器操作数，寄存
器操作数在指令中既可以作为源操作数，也可以用作目标操作数。 存储器操作数： 参加运算的数据是存放在内存中。
两单元的内容送到AX中。假设DS=2000H,则所寻找的操作数的物理地址为： 2000H×10H+3102H = 23102H, 指令的执行情况如图3-3所示
存储器 . . .
MOV操作码
02H 31H AH AL 23102H 23103H
图 3-3 直接寻址方式
代 码 段
. . . ×× ×× . . . 数 据 段
请注意：使用基址—变址方式时，不允许将两个基址寄存器或两个变址寄存器组合