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微机原理—第三章

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微机原理 第三章 微处理器

微机原理 第三章 微处理器

青岛理工大学琴岛学院
表3.1 通用寄存器的特定用法
寄存器 操作 寄存器 操作 在移位指令中作 移位次数计数器
AX
字乘，字除，字I/O
CL
AL
字节乘，字节除，字节I/O， 查表转换，十进制运算
字节乘，字节除
DX
字乘，字除指令 中作辅助累加器
堆栈操作，做堆 栈指针
AH
SP
BX
查表转换,做基址寄存器
SI
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2）逻辑地址与物理地址
逻辑地址（LA）和物理地址（PA）：
物理地址：就是存储器的实际地址，它是指CPU和存储器 进行数据交换时所使用的地址（20位）。
逻辑地址：是在程序中使用的地址，它由段基址和偏移地
址两部分组成（16位）。
物理地址=段基址（左移4位）＋偏移量
形成20位段 起始地址 16位
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2 . 8086/8088CPU的寄存器结构
8086/8088CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器， 按其用途可分为3类：通用寄存器、段寄存器、指针和标 志寄存器，如所示。
AH BH CH DH SP BP SI DI FLAGS IP CS DS SS ES AL BL CL DL 累加器 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器 数据寄存器 通用寄存器 地址指针和 变址寄存器
2
3 4 5
6
存取一般变量（除3、4、5项外）
DS
有效地址EA
根据寻址方式计算出来的偏移量又叫操作数的有效地址EA
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4. CPU对堆栈的设置与操作
堆栈的功能：用于暂存数据和现场保护 （特别是在过程调用或中断处理时暂存断 点信息） 堆栈的解释：实际上是由特定存储单元 构成的一个存储区，只是在这个存储区中 信息的出入严格按照“先进后出”或“后 进先出”的规则进行。

微机原理与接口技术课件微机第三章

微机原理与接口技术课件微机第三章
符号地址：
MOV AX , ES:[3E4CH] MOV AX , RESULT
如何区分RESULT是立即数还是符号地址？
如果 RESULT DW 3E4CH; 符号地址 MOV AX,RESULT
如果 RESULT EQU 3E4CH; 立即数 MOV AX,RESULT
（2）PUSH 进栈指令 指令格式为：PUSH 源（不能是立即数） 其操作过程是： a、SP－2，指示堆栈中可以存放数据的位置 b、存源操作数，完成进栈操作。
（3）POP 出栈指令 指令格式为：POP 目的（不能是CS） 其操作过程是： a、将SS:SP所指示的栈顶处的两个字节的数据，弹到目的操作数中； b、SP＋2，指示当前栈顶位置，完成出栈操作。
操作码
0:数据从寄存器传出 1:数据传至寄存器
2.立即数寻址指令的编码
包含段寄存器的指令的编码
段超越前缀指令的编码
3-3 8086的指令集
01
添加标题
02
添加标题
03
添加标题
04
添加标题
05
添加标题
06
添加标题
8086指令系统按功能可分为6大类型：
一、数据传送指令
l 通用数据传送
添加标题
l累加器专用传送指令
目标地址传送指令 这类指令有： LEA 有效地址传送到寄存器 LDS 将双字指针送到寄存器和DS LES 将双字指针送到寄存器和ES Eg：LEA BX,[1000H] LDS SI,[1000H] LES DI,[1000H]
标志寄存器传送指令 LAHF FR寄存器的低8位送AH SAHF AH 送 FR寄存器的低8位 PUSHF FR寄存器推入堆栈 POPF 从栈顶中弹出存入FR寄存器

微机原理第3章课件(全)

微机原理第3章课件(全)

比如AL，BX，CX，DS、IP等等。 【例3-4】MOV AX，BX MOV AL，BL 其中，AX，BX是16位寄存器寻址方式；AL，BL是8位寄存器 寻址方式。
第3章 指令系统和寻址方式 3.2.3 存储器寻址方式 当操作数放在存储器中的某个单元时，CPU要访问存储器 才能获得该操作数。如果存储器的存储单元地址是20位，把通 过各种方法算出段内偏移地址(有效地址)，结合段地址形成20 位物理地址找到操作数的方法，统称为存储器寻址方式。 1. 直接寻址方式 直接寻址方式是指寻找的操作数的地址在指令中直接给出。 这种寻址方式在汇编格式中表示为 ● 操作码 地址表达式 (或[地址表达式]) ● 操作码 [数字表达式]
第3章 指令系统和寻址方式 【例3-14】 MOV AX，[BX] [SI](或写为MOV AX， [BX+SI]) 若 (DS)=2000H，(BX)=0500H，(SI)=0010H 则 偏移地址=0500H+0010H=0510H 20位物理地址=20000H+0510H =20510H 如(20510H)=12H，(20511H)=34H，操作的示意图如图3.5所示。
指令由两部分组成：操作码字段和地址码字段，格式如图3.1所 示。
第3章 指令系统和寻址方式
操作码
操作数(地址码)
图3.1 指令格式 操作码字段：用来说明该指令所要完成的操作。 地址码字段：用来描述该指令的操作对象。一般是直接给出 操作数，或者给出操作数存放的寄存器编号，或者给出操作数存 放的存储单元的地址或有关地址的信息。
第3章 指令系统和寻址方式 其中，“267”是数字；“10010011B AND 0FEH”是一个数 字表达式；PORT1是一个用EQU定义的变量名，属于常数； DATA1是定义的段名，实际上就是段地址，是一常数。这些都 是立即寻址方式。 汇编立即寻址方式时，汇编程序首先计算出数字表达式的 值，然后将其写入指令的地址码字段，这称为立即数。

微机原理第3章-指令系统

微机原理第3章-指令系统

▲按给出偏移地址方式的不同，分为以下5种： 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址加变址寄存器 相对基址加变址寄存器 MOV AL, [ BX ] MOV AL, [ BX + 10H ] MOV AL, [ BX + SI ] MOV AL, [ BX + SI + 10H ]
（1）寄存器间接寻址
寄存器寻址方式的操作数是寄存器的值，指令中直接 使用寄存器名，包括8位或16位通用寄存器和段寄存器。可 使用的16位寄存器：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、 BP；其中：AX、BX、CX、DX可分成两8位使用。
例： MOV AX，CX
；（AX）
（CX）
INC CX
；（CX）
（CX）＋1
3.直接寻址（Direct Addressing）
0002
AH
AL
默认段寄存器的关系： ① 使用BX、SI、DI，默认段寄存器为DS
(BX)
PA = ( DS )×10H + (SI) (DI)
② 使用BP，默认段寄存器为SS PA = ( SS )×10H + ( BP )
使用BX、SI、DI的寄存器寻址，默认段寄存器为DS
寄存器组 AH AL BH BL CH CL DH DL SI DI BP SP AX BX CX DX DS ES SS CS IP 地 址 加 法 器
运 算 器
控制总线CB
码
器
PSW标志 寄存器
执行部件控制电路
CPU
总线
内存
例： MOV AX , [ BX + SI ]
若 ( DS ) = 4000H
( BX ) = 2000H ( SI ) = 100H 则内存操作数的物理地址为：

微机原理第三章：8086微处理器结构

微机原理第三章：8086微处理器结构

4．8086 和8088 二者的指令系统完全兼容
（1）有24 种寻址方式，具有乘、除法指令等。 （2）取指令和执行指令的操作并行运行，运行速度大大提高。
（3）具有最小模式和最大模式，应用领域宽广，适应性强。
（4）可方便地和数据处理器8087、I/O 处理器8089 或其它处理器 组成多处理机系统，提高数据处理能力和输人输出能力。
代码段寄存器 CS 标 志 寄 存 器
数据段寄存器 DS
堆栈段寄存器 SS
附加段寄存器 ES
由于8086/8088 CPU 可直接寻址的存储器空间是1M字节，直接寻址需要 20位地址码，而所有的内部寄存器都是16位的，用这些寄存器只能寻址 64K字节，为此需要采取分段技术来解决这个问题。
表3.1
通用寄存器的隐含使用
程序调试过程中。
3.1.2 8086/8088 的寄存器结构
四、指令指针寄存器 IP ★ 16 位的指令指针寄存器 IP 用来存放将要执行的下一条 指令在代码段中的偏移地址。 ★ 在程序运行过程中，BIU 可修改 IP 中的内容，使它始终 指向将要执行的下一条指令。 ★ 程序不能直接访问 IP，但可通过某些指令修改 IP 内容。 ★ 如遇到转移类指令，则将转移目标地址送人IP中，以实 现程序的转移。
★ 规则字的读／写操作可以一次完成。由于两个存储体上的地址
线 A19～A1 是连在一起的，只要使 A0＝０，BHE＝０，就可 以实现一次在两个存储体中对一个字的读／写操作。 ★ 读写的是从奇地址开始的字（高字节在偶体中，低字节在奇体 中），这种字的存放规则称为“非规则字”或“非对准字”。 ★ 非规则字的读／写，需要两次访问存储器才能完成。 第一次访问存储器读／写奇地址中的字节；
三、标志寄存器 FR

微机原理第3章指令

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。

微机原理第三章课件


第一个操作数为目的Reg 第一个操作数为目的
第二个操作数 为Reg.操作数 操作数
若指令中两个操作数都是Reg，则D=1。 ， 若指令中两个操作数都是 。 为源操作数， 决定目的。 当：D=0，Reg.为源操作数，由 mod r/m决定目的。 ， 为源操作数 决定目的 D=1，Reg.为目的操作数，由 mod r/m决定源。 为目的操作数， 决定源。 ， 为目的操作数 决定源 机器码存放在内存中 00000010 11001111
操作码：由CPU设计人员定义。每一种操作唯一对应一个操作码。 操作码 例：加法 加法操作助记符ADD； 加法 数据传送操作助记符MOV； 数据传送 比较操作助记符CMP； ； 比较 操作数：可由编程人员采用不同方式给出。 操作数 指令格式：指令中对操作码、操作数的编码方式。 指令格式 对X86，由1～16个字节构成。 X86， 16个字节构成。 个字节构成 前缀 1～4 操作码 1 ～2 Mod r/m 1 S-i-b 1 disp 0.1.2.4 data 0.1.2.4
1～6字节
Disp/DATA
(高)
DATA (低)
DATA (高)
依据指令的不同而取舍
指出存贮器操作数地址的位移量 存贮器操作数地址的位移量或 规定指 两个操作数 指出存贮器操作数地址的位移量或立即数 令的操 存放地址及 在指令中的操作数 作类型 EA计算方法 EA计算方法
有效地址EA：从段的首地址到操作数所在地址的距离，用字节 有效地址EA： EA 数表示，是一个无符号16位整数，它指向段首地 址开始的64KB。 操作码与寻址方式字节 D W OP Code 7 6 5 4 Reg 3 2 1 r/m 0
80X86/Pentium指令系统 第3章 80X86/Pentium指令系统

微机原理第三章

15
执行周期也需要三个节拍：这里以LDA例行程序为 例：
(4) T3=1，IR高四位送至控制器进行分析，IR低四 位送总线，MAR接受此低四位并指向PROM的 某个单元。（第一次访问的是指令区，第二次访 问的是数据区）
CON= CPEP LMER LIEILAEA SUEU LBLB
= 0 0 1 0 01 0 0 0 0 0 0
果而分别跳转至其他子程序。 3·循环程序——程序进行过程中，在某一循环体进行若干
次循环运行，然后再继续前进。 4·调用子程序～一程序进行至某一阶段，调用存储于某存
储区中的某个子程序，然后返回至主程序继续运行下去。
35
【例3.1】程序清单（循环程序） R0 LDA 6H 把（R6）装人A去 R1 SUB 7H 从（A）减去（R7）
（2）运行/停车触发器 （3）“启动”和“清零”按钮
图3-7用方块图展示了控制部件各个电路间的关系。
27
28
3.1-3.5节小结
• 1. 掌握机器周期、时钟周期（机器节拍）的概念 • 2. 以一个指令为例，掌握各机器节拍所完成的工作 • 3. 了解控制部件的组成电路 • 作业（P57）：3.2、3.3、3.5、3.6、3.7、3.12
LDA=1
25
由图可见五条指令的控制器就已经这么复杂，由此可 知要扩大指令系统，其控制矩阵的结构以及设计上的问题 是相当复杂的。这样从结构上用逻辑电路的方法来实现控 制字的方法称为硬连线方法（硬件方法）。也可以用软件 的方法来实现这个目的，这就是所谓微程序法。这将在后 面做简要介绍。
26
3.5.3 其它控制电路： （1）时钟脉冲发生器：它一般由两部分组成，即时钟振 荡器及射极输出器。前者是石英晶体振荡器，后者则用 以降低输出电阻，以提高带负载能力。

微型计算机原理(第三章课后答案)

微型计算机原理(第三章课后答案).第三章80X86微处理器1．简述8086／8088CPU中BIU和EU的作用，并说明其并行工作过程。

答：(1)BIU的作用：计算20位的物理地址，并负责完成CPU与存储器或I/O端口之间的数据传送。

(2)EU的作用：执行指令，并为BIU提供所需的有效地址。

(3)并行工作过程：当EU从指令队列中取出指令执行时，BIU将从内存中取出指令补充到指令队列中。

这样就实现了取指和执行指令的并行工作。

2．8086／8088CPU内部有哪些寄存器?其主要作用是什么?答：8086／8088CPU内部共有14个寄存器，可分为4类：数据寄存器4个，地址寄存器4个，段寄存器4个和控制寄存器2个。

其主要作用是： (1) 数据寄存器：一般用来存放数据，但它们各自都有自己的特定用途。

AX(Accumulator)称为累加器。

用该寄存器存放运算结果可使指令简化，提高指令的执行速度。

此外，所有的I／O指令都使用该寄存器与外设端口交换信息。

BX(Base)称为基址寄存器。

用来存放操作数在内存中数据段内的偏移地址CX(Counter)称为计数器。

在设计循环程序时使用该寄存器存放循环次数，可使程序指令简化有利于提高程序的运行速度。

DX(Data)称为数据寄存器。

在寄存器间接寻址的I／O指令中存放I／O端口地址；在做双字长乘除法运算时，DX与AX一起存放一个双字长操作数，其中DX存放高16位数。

(2)地址寄存器：一般用来存放段内的偏移地址。

SP(Stack Pointer)称为堆栈指针寄存器。

在使用堆栈操作指令(PUSH或POP)对堆栈进行操作时每执行一次进栈或出栈操作，系统会自动将SP的内容减2或加2，以使其始终指向栈顶。

BP(Base Pointer)称为基址寄存器。

作为通用寄存器，它可以用来存放数据，但更经常更重要的用途是存放操作数在堆栈段内的偏移地址。

SI(Source Inde某)称为源变址寄存器。

微机原理与接口技术第三章指令系统

子程序名：表示某个存储单元的地址，对应存储单元为子 程序的起始位臵；
标识符的构成
符号集合 英文字母（a~Z）、数字（0~9）、特殊符号（？、@、 _、 $）。 构成规则 不可以以数字开头；
不能实用单独的“？”作为标识符；
取名尽量有含义，但不能采用汇编语言的保留字； 助记符、定义符、寄存器名称等 最大长度为31字符。 例如： ABCDH →标识符 0ABCDH →立即数
MOV AX，05C7H 汇编指令 B8C705H
一对一
机器指令
3.1.2 指令格式 汇编语言指令：由操作码和操作数两部分组成。 操作码 操作数 操作数 指令的一般格式
操作码：指示指令要执行的具体操作。用助记符（一 般为英文字母缩写）表示。 操作数：指出指令执行过程中的操作对象。用符号或 符号地址标志。
（×）MOV CS，AX
（×）MOV AH, BX
AH AL BH BL CH CL DH DL
MOV AX, BX
；AX←BX
演示
寄存器寻址方式举例
MOV BX,1234H ;AX=1234H
源操作数是立即数寻址方式
目的操作数是寄存器寻址方式 MOV AX,BX BX=AX=1234H 源操作数和目的操作数均为寄存器寻址方式
AX 88H 66H … 66H 88H … 堆栈段 33200H 33201H
……
……
MOV BX, 1100H MOV AX, [BX]
码段
AX: 0078H
堆栈段
DS:0000H
…… ……
内存内容 偏移地址
0000H 0001H …… 1100H 1101H 1102H
…… ……
78H 00H 56H
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第三章
2.
机器码：它指的是将硬件序列号经过一系列加密、散列形成的一串序列号，即使指令的二进制编码。

助记符：是便于人们记忆、并能描述指令功能和指令操作数的符号
操作码：组成机器指令的一部分用来说明指令的性质和功能。

操作数：用来说明操作的对象。

可以是具体的数值、寄存器或存储器地址。

不同指令的机器码字节数不一样。

3.
寻址：寻找操作数会操作数的地址
寻址方式：寻找操作数地址的方法即为寻址方式。

对应的操作数名称和寻址方式名称见下表：
4.
16位操作数在存储器中存放的规则是:低字节在低地址中，高字节在高地址中，即所谓的低对低、高对高。

7.
指令中寻址存储器操作数使用的是逻辑地址。

逻辑地址转换成物理地址的算法是：段地址x16+偏移地址=物理地址
在指令中要确定一个存储器操作数要提供三种信息：段地址、偏移地址和数据类型。

8.
存储器寻址方式中有效地址EA的通式：
EA=基址+地址+DISP偏移量
段寄存器的默认规则：如果有效地址的表达式中有基址寄存器BP则默认堆栈段SS，其他一律默认数据段DS。

9.
（1）MOV CX,[2300H]直接寻址；
数据段中偏移地址为2300H所对应的字送CX中。

有效地址：EA=2300H，
物理地址：
PA=DS*16+EA=10000H+2300H=12300H
执行结果：(12300H)→CL，(12301H)→CH
（2）MOV BYTE PTR[BX],8FH寄存器间接寻址；
立即数8FH，送入数据段偏移地址为BX所对应的字节中。

有效地址：EA=BX=4000H，
物理地址：
PA=DS*16+EA=10000H+4000H=14000H
执行结果：8FH→ (14000H)
（3）MOV DH,[BP+3000H]基址寻址；
数据段中偏移地址为BP内容与3000H之和所对应的字节送至DH
有效地址：EA=BP+3000H=8000H
物理地址：PA= SS*16+EA=20000H+8000H=28000H
执行结果：(28000H)→DH
（4）MOV ES:[SI+1210H] ,AX变址寻址；
AX内容送入数据段中偏移地址SI与1210H之和所对应的字中
有效地址：EA=SI+1210H=6000H+1210H=7210H
物理地址：PA=ES*16+EA=3000H*16+7210H=37210H
执行结果：AL→(37210H)，AH→(37211H)
（5）MOV [BX+DI+50H],AX基址变址寻址；
AX内容送入数据段中偏移地址为BX内容与DI内容及50H内容之和所
对应的字节中
有效地址：EA=BX+DI+50H=4000H+70000H+50H=74050H
物理地址：PA=DS*16+EA=1000H*16+74050H=84050H
执行结果：AL→ (84050H)
（6）INC WORD PTR[BX+SI]基址变址寻址；
堆栈中偏移地址为BX内容与SI内容所对应的字加1
有效地址：EA=BX+SI=4000H+6000H=A000H
物理地址：PA=DS*16+EA=1000H*16+A000H=1A000H
执行结果：1A000H中存放的字的值加1
10.
MOV AX,2000H将立即数2000H送入寄存器AX
MOV AX,[2000H]将数据段中偏移地址为2000H的数据送入AX；
MOV AX,BX将寄存器BX操作数传入AX
MOV AX,[BX]将数据段中偏移地址为BX的内容所对应的字送入AX 11.
（1）MOV BL,0F9H 立即寻址
（2）ADD [BX],SI 寄存器寻址寻址
（3）SUB CL,[4000H] 直接寻址
（4）CMP DX,[SI] 寄存器间接寻址
（5）AND AL,[BX+1] 基址寻址
（6）OR BP,[DI+2100H] 变址寻址
（7）XOR AX,[BP+SI] 基址变址寻址
（8）MOV CX,300 立即寻址
12.
（1）MOV SI,AH 两个操作数字长不一致
（2）MOV 70H,BL 立即数不能做目的操作数
（3）MOV CX,F123H 十六进制的数以字母打头时前必须补0 （4）MOV [BX],6AH 两个操作数的字长不确定
（5）MOV ES,5000H 立即数不能直接送段寄存器
（6）MOV [DI],[3000H]两个操作数不能存储器操作数
（7）MOV DS,SS 段寄存器不可相互传送数据
（8）MOV CS,AX CS不能做目的操作数
（9）MOV AL,[CX] CX不能用作寄存器间接寻址
（10）MOV [BX+BP],DX 存储器寻址方式中表示有效地址不能同时为两个
基址寄存器
（11）MOV BH,[SI+DI+2] 存储器寻址方式中表示有效地址不能同时为两
个变址寄存器
（12）PUSH AL 入栈出栈操作必须以字为单位，AL应为AX （13）LEA AX,BX LEA指令中源操作数必须为存储器寻址方式应为
[BX]
（14）LDS BL,[5100H] LDS指令中目的操作数必须为16位的通用寄存器
（15）IN AH,DX IN指令中的目的操作数只能是AL或AX
（16）OUT 288H,AL 输入输出指令中端口地址应为16位，必须先送
给DX；应为MOV DX,288H OUT DX,AL
（17）ADD [2400H],1234H 两个操作数的字长不确定
（18）XOR [2500R],[BX+10H]两个操作数不能同时为内存操作数
（19）INC [SI]操作数的字长不确定
（20）MUL 10MUL 指令的操作数不能为立即数
（21）IDIV [BP+DI+1300H]操作数的字长不确定
（22）SAL AL,2 移位次数大于1时必须先送给CL。