微机原理与接口技术第3章
微机原理与接口技术第三章

(一)概述 3. 汇编语言源程序的结构 2)简化段定义的程序结构
.MODEL SMALL .STACK 100H .DATA ………… .CODE START: MOV AX,@DATA MOV DS,AX ………… MOV AH,4CH INT 21H END START ;存储模型:小型 ;定义堆栈段及其大小 ;定义数据段 ;数据声明 ;定义代码段 ;起始执行地址标号 ;数据段地址 ;存入数据段寄存器 ;具体程序代码
22
(一)概述
5. 编译、链接和运行程序
Link library Source file Step2: Assembler Object file Listing file Step1: Text editor Step3: Linker Step4: Executable OS loader Output file Map file
(一)概述 3. 汇编语言源程序的结构 1)完整段定义的程序结构 ASSUME伪指令:告诉汇编程序,哪一个段和哪一 个段寄存器相对应,即某一段地址应放入哪一个段寄 存器。 操作系统的装入程序在装入执行时,把CS初始化成 正确的代码段地址,把SS初始化为正确的堆栈段地址, 因此源程序中无再需初始化CS、SS。 装入程序已将DS寄存器留作它用,故在源程序中应 有以下两条指令: MOV AX,DATA MOV DS,AX DOS环境下,汇编语言返回DOS: MOV AH,4CH INT 21H
每个寄存器可作32位或16位使用。 一些16位的寄存器也可以作为两个单独的8位使用。
3
一、Intel x86 微处理器的组成结构 1. 内部寄存器 通用寄存器:主要用于算数运算和数据传送。
每个寄存器可作32位或16位使用。 一些16位的寄存器也可以作为两个单独的8位使用。
微机原理与接口技术课件微机第三章

常见的高级语言包括C、C、Java、 Python等,可用于开发各种应用程序 和软件。
高级语言具有易学易用、可移植性好 的特点,但执行速度较慢,占用内存 较多。
05
微机操作系统
操作系统定义与功能
操作系统定义
操作系统是计算机系统中用于管 理和控制计算机硬件与软件资源 的系统软件,是计算机系统的核 心组成部分。
微机发展历程
总结词
微机的发展经历了从早期的大型机、小型机到现在的个人计算机和移动设备的演变。
详细描述
微机的发展始于20世纪70年代,最早的微机是苹果电脑和IBM PC。随着技术的不断发展,微机的性能不断提高, 体积不断减小,价格也逐渐降低。同时,随着互联网的普及,微机已经成为人们获取信息、交流沟通、娱乐休闲 的重要工具。
。
执行指令
执行指令是指根据指令的操作 码执行相应的操作,完成指令
的功能。
访存取数
访存取数是指根据指令中的地 址码从内存中读取或写入数据
。
04
微机编程语言
机器语言
机器语言是计算机能够直接执 行的指令集合,由二进制数0和 1组成。
机器语言具有执行速度快、占 用内存少的特点,但编写复杂, 易出错,可移植性差。
实时操作系统
实时操作系统主要用于实时控制系统,要求系统能够快速、准确地响 应外部事件,具有实时性和高可靠性。
网络操作系统
网络操作系统是用于管理网络资源的操作系统,支持网络中计算机之 间的通信和资源共享。
常见微机操作系统介绍
Windows
微软公司开发的桌面操作 系统,广泛应用于个人计 算机领域。
Linux
02
微机硬件组成
中央处理器
中央处理器(CPU)是微机的核心部 件,负责执行指令和处理数据。
微机原理与接口技术(第3版)3

段寄存器 段首址
左移4位 EA
PA 操作数
演示
指令系统
操作数的偏移地址EA按以下公式计算:
BX+SI +rel
EA=
BX+DI +rel BP+SI +rel
BP+DI+rel
用 BX 作基址寄存器,SI 作变址寄存器时。 用 BX 作基址寄存器,DI 作变址寄存器时。 用 BP 作基址寄存器,SI 作变址寄存器时。 用 BP 作基址寄存器,DI 作变址寄存器时。
例如,MOV AX, [BX][SI] 执行前:BX=1000H,SI=200H,DS=2000H,(21200H)=0ABCDH。
目的操作数是AX,源操作数采用基址变址寻址,由于源操作数选用 BX作基址寄存器,所以其物理地址PA由数据段寄存器DS的内容左移 4位与偏移地址EA相加形成。 即:源操作数的 PA=(DS)左移4位+BX+SI=21200H。
堆栈操作指令包括入栈指令PUSH和出栈指令POP。
指令系统
入栈指令PUSH
格式:PUSH OPS 功能:将寄存器,段寄存器或存储器的一个字数据压入
堆栈中。 执行的操作:SP ← SP-2
(SP+1,SP)←OPS 例如,PUSH AX 执行前:AX=0ABCDH,SP=2000H,堆栈情况如图(a)所示: 执行后:(1FFEH)=0ABCDH,AX的内容不变。
操作码
R
寄存器名 段寄存器
变址值
段首址
rel
位移量
EA
左移4位
操作数
演示
举例说明
指令系统
例如,MOV BX,DAT[DI] 执行前:
微机原理与接口技术的课件第3章

对指令进行译码,确定指令的操作码和操作数。
执行周期
根据译码结果,执行相应的操作,如数据传送、算术运算、逻辑运算 等。
中断处理
当外部设备发出中断请求时,微处理器响应中断,保存现场并转入中 断服务程序执行。执行完毕后恢复现场并继续执行原程序。
03 存储器与I/O接口技术
存储器类型及特点
RAM(随机存取存储器) 可读可写
传输协议和电气特性。
键盘的编程控制
03
通过编程控制键盘的输入,实现特殊功能键的定义、组合键的
识别等。
显示输口、DVI接口、HDMI接口等, 不同接口有不同的传输带宽和显示效果。
显示器的基本工作原理
将显卡输出的模拟或数字信号转换成图像显 示出来。
显示编程控制
通过编程控制显卡的输出,实现图像的缩放、 旋转、色彩调整等特效。
宏定义
用一条指令代替一段程序的方法,可以提高程 序的可读性和可维护性。
伪指令与宏定义的区别
伪指令是汇编器的一部分,而宏定义是由程序员定义的。
汇编语言程序设计举例
顺序程序设计
按照指令的执行顺序编 写程序,适用于简单的
计算和控制任务。
分支程序设计
根据条件选择不同的执 行路径,实现复杂的控
制逻辑。
循环程序设计
• 中断优先级:多个中断源同时请求时,确 定响应顺序的依据。
中断系统与DMA传
DMA控制器
控制DMA传输的硬件电 路。
DMA传输过程
外设向DMA控制器发请 求,DMA控制器向CPU 发总线请求并获得总线 控制权,DMA控制器控 制外设与内存直接交换 数据。
DMA传输方式
单字节传输、成组传输、 请求传输等。
总线接口
微机原理与接口技术第3章 (汇编部分)

BX TABLE 01H
二 汇编语言程序结构
②属性运算符 PTR
BX TABLE
01H
指定存储器操作数的临时属性
例:MOV BYTE PTR[BX],01H
BX+8
02 00
MOV WOR够生成目标代码
指示性语句(伪指令)
•由汇编程序执行的语句
五 汇编语言程序设计基础
例:教材161 例3.39 内存TABLE开始存放着0~15的平方表,查表求任意数X (0≤X≤15)的平方值,并将结果存入RESULT单元中。 分析: BX TABLE 1 、定义数据段 2、代码段 BX 表首地址; AH 0,AL X; BX BX+AX ;形成平方值地址 AL[BX];得到平方值 RESULT AL;存结果 3 , 返回操作系统, MOV AH,4CH DATA INT 21H; RESULT 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81
2、END [标号名];汇编结束
M2
03H 04H
标号名为程序的启动地址
四 DOS系统功能调用 4-3
•汇编语言中如何从键盘输入数据? •用INT 21H指令,调用DOS系统功能,功能 号置入AH寄存器中
功能号
功能
从键盘输入字符并显示
• DOS系统内
01H
的各子功能
02H
0AH 4CH
显示字符串
输入字符串 至缓冲区 返回操作系统
三 伪指令
1、数据定义 DATA:0000H M1 定义变量类型及数据区 0002H M2 DATA SEGMENT 段名 M1 DB 1,2 M2 DW 3 DUP( 5) M3 DB ‘ABCD’ DATA ENDS M3
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常数
出现在汇编源程序中的固定值,即其在运行期间不会变化 字符串常数 是由单引号括起来的一串字符。汇编程序把它们表示成一 个字符序列,一个字节对应一个字符,把引号内的字符翻 译成ASCII码 。 ’218’——32H,31H,38H
11
表达式
由操作数和运算符组合的序列,它在汇编时能产生一个值。 算术运算符 +、-、*、/、MOD
SIZE
DATA5
LENGTH DATA9
SIZE
DATA9
;结果为1000H ;结果为0001H ;结果为1 ;结果为1 ;结果为1 ;结果为3 ;结果为3
24
PTR 运算符
合成运算符PTR可以由已存在的存储器操作数声名一个段和 偏移量相同,而类型不同的新的存储器操作数,格式如下:
类型 PTR 表达式
0123H、0456H、0789H、0ABCH
CODE SEGMENT
程序4.1
ASSUME CS:完CO成D4E个数
MOV AX, 0123H
相加
ADD AX, 0456H
ADD AX, 0789H
ADD AX, 0ABCH
MOV AX, 4C00H
INT 21H
CODE ENDS
END
32
顺序程序设计
2
常数与表达式
3
标识符
4
数据定义
5
与数据相关的操作符
6
符号定义
9
常数
出现在汇编源程序中的固定值,即其在运行期间不会变化
数值常数
按其基数的不同,可以有二进制(B)、八进制(O)、十进 制(D)、十六进制数(H)等不同的表示形式
00101100B 1234D 1234 255O 56H 0BA12H
微机原理与接口技术-第3章-41

用来取代IP中的当前值。该寄存器或存储器单元可由数据寻址方式中
除立即数之外的任何一种方式得到。其示意如图3-14所示。
指令 数据寻址方式
寄存器
根据数据寻址方式 计算 EA 值
转移有效地址
或
IP
转移有效地址 取其中之一
存储器
图图3-41.144 段内间接寻址示意图
段内间接寻址的特点是CS的值不变,IP的值由16位寄存器或存储器
指令 寄存器
寄存器 EA
段寄存器 段地址
左移 4 位
+
存储器 操作数
图34-.66 寄存器间接寻址示意图
例如指令: MOV AX,[BX] 设(DS)=3000H,(BX)=3000H,执行后(AX)=2C7DH,操作示
意图如图3-7所示。 又如指令:MOV AX,ES:[SI];段寄存器为ES,数据在附加段中。
第3章 指令系统与汇编语言程序设计
3.1 概述 3.2 8086寻址方式 3.3 8086指令系统 3.4 汇编语言程序格式与常用伪指令 3.5 汇编语言程序设计 3.6 汇编语言程序上机过程
3.1 概述
3.1.1 指令与程序 3.1.2 汇编语言基本概念
3.1.1指令与程序
所谓指令,就是指示计算机进行某一工作的命令,而程序是为求 解某一问题或进行某项工作的若干条指令的有序集合。指令如图3-1 所示。一台计算机全部指令的集合称为指令系统。操作码域说明指令 的类型与功能,操作数域也称为地址域,说明数据在存储器中的地址 及操作结果存放的地址。
用二进制代码表示指令系统的语言称为机器语言,用以设计 的程序称为机器语言程序。例如以下两条指令可构成一段程序, 是把数据20H经寄存器CL,与累加器AL中的数相加,结果在AL 中。
微机原理与接口技术-郭兰英著-第三章答案

第三章、习题答案3.答案:(1) 完整段定义程序结构:STACK SEGMENT STACK ‘STACK’DB 200H DUP (?)STACK ENDSDATA SEGMENT ‘DATA’变量、数组、字符串等定义`DATA ENDSCODE SEGMENT ‘CODE’ASSUME CS:CODE1, DS:DATA, SS:STACKSTART: MOV AX, DATAMOV DS, AX.........;主程序指令序列MOV AH, 4CHINT 21HSUB1 PROC……. .;子程序指令序列RETSUB1 ENDPCODE ENDSEND START4.略6. 答案:(1) x1 db 20, 20 dup(0)(2) x2 db ‘The course is easy’,’0’(3) x3 db 0AH, 0DH, ‘$’(4) x4 dw 100 dup(0)(5) evenx5 dw ?(6) org 10string db ‘ABCDEF’data dw string7. 答案: var1 2字节; var2 12字节; var3 13字节; var4 12字节;var5、var6与var3偏移量相同; var5占14字节,var6占16字节9.答案:aaa unionstring db ‘ABCDEFG’data dw 4 dup (?)aaa ends13.答案:(1) [AX] 错误;寄存器间接寻址只能用间址寄存器BX、BP、SI、DI中的某一个。
(2) BP 正确;寄存器寻址。
(3) [SI+DI] 错误;基址加变址寻址只能用基址寄存器BX、BP中的某一个与变址寄存器SI、DI中的某一个的内容之和构成偏移地址。
(4) [SP] 错误;寄存器间接寻址只能用间址寄存器BX、BP、SI、DI中的某一个。
(5) CS 错误;一般不允许代码段寄存器CS做操作对象。
(6) BH 正确;寄存器寻址。
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直接寻址
例【3-4】 MOV AL,DS:[2345H]是偏移地址为16位 的直接寻址的指令,指令中直接给出了偏移地址, EA=2345H,机器码是:A04523H,其中,操作码是 A0H,紧接着的是偏移地址。 例【3-5】 假定在数据段DS有双字变量定义为: VAR DD 12345678H 其中VAR是变量名,在经过汇编与连接生成可执行 的程序在执行时,它有实际的物理地址,由段寄存 器DS与偏移地址EA组成。在执行指令MOV EAX,VAR 时,其功能是根据变量名VAR的DS和EA,从数据段 内偏移地址为EA的内存单元,连续读取4个字节数 送给EAX,即(EAX)=12345678H。
(5)相对基址(加)变址寻址 相对基址(加)变址寻址是在基址(加)变 址寻址的基础之上,加上一个带符号的8位或16 位的位移量,最后形成一个16位的偏移地址,所 访问的段、基址寄存器与变址寄存器的组合与上 述的相同。 例【3-21】 MOV AL,[BX+SI+10H] ;访问DS段,可以写成 MOV AL,[BX][SI+10H]形式 MOV DX,[BP+DI-29H] ;访问SS段,可以写成 MOV DX,[BP][DI-29H]形式
8.16位的存储器寻址方式
32位CPU兼容16位CPU的寻址方式,也兼容16 位的指令系统,在编写32位程序时,不可避免地 要使用16位的指令系统编程,在16位CPU的寻址 方式中,存储器寻址仍然是主要的,这是因为16 位的立即寻址、寄存器寻址与32位的相同,容易 理解,下面简单介绍16位的存储器寻址方式。 (1)直接寻址 指令中直接给出了16位的偏移地址,物理地 址=段寄存器值*16+偏移地址。 例【3-15】 MOV BL,[2060H] ;访问DS段 MOV AX,[3344H] ;访问DS段
第3章
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11
32位微处理器指令系统
32位指令运行环境 寻址方式 32位微处理器指令系统概述 数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算指令 移位指令 字符串操作指令 控制转移指令 符号扩展指令 处理机控制指令
3.1 32位指令运行环境
(2)基址寻址 指令中以基址寄存器BX或BP中值为16位的偏移地 址访问内存,物理地址=段寄存器值*16+偏移地址。 以BX和BP为基址寄存器分别访问数据段和堆栈段。 例【3-16】 MOV AL,[BX] ;访问DS段 MOV DX,[BP] ;访问SS段 关于基址寻址,还有另外一种形式,称为相对基 址寻址,它是在基址寄存器的基础上,加上一个带符 号的8位或16位的位移量。 例【3-17】 MOV AL,[BX+30H] ;访问DS段 MOV DX,[BP-1110H] ;访问SS段
比例因子
位移量
DS
1 2 4 8
8位 32位 (带符号 数)
SS
说明: 1.在表3-2中,如果以EBP和ESP为基址寄存器,默 认访问的是堆栈段,段寄存器是SS。以其他6个寄存 器为基址寄存器,默认访问的是数据段,段寄存器 是DS。 2.如果数据存放在内存的附加数据段时,需使用段 超越前缀“ES:”、“FS:”或“GS:”,才能访问到相 应附加数据段中的数据。 3.在串操作时,源串默认的段寄存器是DS,目的串 默认的段寄存器是ES。 4.数据存放在内存的堆栈段时,默认的段寄存器为 SS。 5.比例因子只能是1、2、4、8。
2.32位段
32位X86 CPU由实地址模式可以进入保护工作 模式,它是一个增强了80286保护模式功能的32位保 护工作模式。在保护工作模式下,32位微处理器不 仅具有段式存储器管理功能,而且还有页式存储器 管理功能,支持虚拟存储器,段基地址和段内偏移 量都是32位,称之为“32位段” 。
3.2 寻址方式
6.基址加比例变址寻址
以8个32位通用寄存器中任意一个寄存器作为基地址寄存器, 再加上除ESP之外的7个32位通用寄存器中任意一个寄存器作为变 址寄存器,将变址寄存器的值乘以一个比例常数(1、2、4、8), 其换算结果作为操作数的偏移地址。 由基址寄存器确定使用DS段还是SS段,其规定相同于基址寻址。 例【3-10】 MOV AL,[EDX+EBP*2] ;EDX是基址寄存器,访问DS段 MOV EAX,[EBP+ECX*8] ;EBP是基址寄存器,访问SS段 MOV EAX,[EBX][EDI] ;EBX是基址寄存器,访问DS段 MOV EAX,[ESP][EBP] ;ESP是基址寄存器,访问SS段
2.基址寻址
以8个基址寄存器中任意一个寄存器中的 值为操作数的偏移地址,其中,以EAX、EBX、 ECX、EDX、ESI、EDI作为基址寄存器时,默认 访问的段是数据段DS,以EBP和ESP作为基址寄 存器时,默认访问的段是堆栈段SS。 例【3-6】 MOV AX,[EBX] ;访问DS段 MOV AX,[EBP] ;访问SS段
32位寻址方式时段寄存器、基址寄存器、变址 寄存器、比例因子和位移量的关系见表3-2
表3-2 32位寻址方式时段寄存器、基址寄存器、变址寄 存器、比例因子和位移量的关系
段寄存器 基址寄存器
EAX EBX ECX EDX ESI EDI ESP EBP
变址寄存器
EAX EBX ECX EDX ESI EDI EBP
(3)变址寻址 指令中以源变址寄存器SI或目的变址寄存器DI中值为 16位的偏移地址访问内存,物理地址=段寄存器值 *16+偏移地址。所访问的数据段都是DS数据段。 例【3-18】 MOV AL,[SI] ;访问DS段 MOV DX,[DI] ;访问DS段 关于变址寻址,还有另外一种形式,称为相对变址寻 址,它是在变址寄存器的基础上,加上一个带符号的 8位或16位的位移量。 例【3-19】 MOV AL,[SI-40H] ;访问DS段 MOV DX,[DI+1000H] ;访问DS段
6.位移量是8位或32位的带符号数,所谓带符号数是 指补码表示的二进制数。 7.立即寻址时,段寄存器为CS,以IP(16位)或EIP (32位)为段内偏移地址,找到指令的同时也就找到 了数据。 8.16位寻址方式时段寄存器、基址寄存器、变址寄 存器和位移量的关系见表3-位移量的关系
3.基址加位移寻址
以8个32位通用寄存器中任意一个寄存器作为 基地址寄存器,再加上8位或32位的位移量,(位 移量可以是正整数,也可以是负整数),修改基地 址寄存器的值使之成为所寻找操作数的偏移地址。 默认的段与基址寻址相同。 例【3-7】 MOV AX,[EBX-08H] ;访问DS段 MOV AX,[EBP+34H] ;访问SS段
段寄存器 DS SS CS 基址寄存器 BX BP IP 变址寄存器 SI DI SI DI 位移量 8位 16位 (带符号 数)
在介绍各种寻址方式之前,先说明指令格式中 出现的符号:
OPS:源操作数,代表8、16和32位 OPSn:n(=8或16或32)位源操作数 OPD:目的操作数,代表8、16和32位 OPDn:n(=8或16或32)位目操作数 seg:段寄存器 reg:寄存器,代表8、16和32位 regn:n(=8或16或32)位寄存器 mem:存储器操作数,代表8、16和32位 memn:n(=8或16或32或48)位存储器操作数。48位存储器 操作数,仅在地址传送指令中使用。 imm:立即数,代表8、16和32位 immn:n(=8或16或32)位立即数 (reg):表示寄存器中寄存的数。
3.2.2 立即寻址
操作数位置:内存代码段。
立即寻址所提供的操作数直接放在指令中,它 是紧跟在指令操作码后面的一个可用的8、16或32 位二进制补码表示的有符号数,也就是说,操作数 的存放地址就是指令操作码的下一单元地址。指令 操作码和紧跟其后的指令操作数都在代码段中。 例【3-1】 指令MOV AX,0002H,是将立即数0002H 送到AX中。MOV EAX,11223344H指令是将立即数 11223344H传送给EAX。
4.比例变址寻址
选取除ESP之外的7个32位通用寄存器中任意一 个寄存器作为变址寄存器,将变址寄存器的值乘以 一个比例常数(1、2、4、8),最后形成操作数的 偏移地址。 例【3-8】 MOV AX,[EBX*2] ;访问DS段 MOV ECX,[EBP*8] ;访问DS段
5.比例变址加位移寻址
内存
在内存的数据段、附加数据段或堆栈段,可利 用存储器寻址的各种寻址方式存取
在内存的代码段(立即寻址)
寻址方式
指令根据一定的方式,先找到操作数的地址, 然后取出操作数进行处理。寻找操作数的方式称为 寻址方式。
操作数地址由段基址和段内偏移地址共同产生。 段基址由段基址寄存器提供,有CS、SS、DS、 ES、FS和GS。 段内偏移地址也称为有效地址EA(effective address),32位有效地址的公式是: EA=基址+(变址*比例因子)+位移量
7.基址加比例变址加位移寻址
这种寻址方式是在基址加比例变址寻址基础上, 再加上8或32位的位移量,构成32位的偏移地址。实 际上它是公式3-1即EA=基址+(变址*比例因子)+位 移量的综合应用。 例【3-11】 MOV BL,[ESI+EBP*2+60H] ;访问DS段 MOV BAX,[EBP+EDI*8+3344H] ;访问SS段 MOV EAX,2[EBP][EDX] ;EBP是基址寄 存器,访问SS段
(4)基址(加)变址寻址 指令中以基址寄存器中的值加上变址寄存器的 值所换算的结果作为偏移地址访问内存,基址寄存 器与变址寄存器的组合以及默认访问的段,见表3-3。 例【3-20】 MOV AL,[BX+SI] ;访问DS段,可以 写成MOV AL,[BX][SI]形式 MOV DX,[BP+DI] ;访问SS段,可以 写成MOV DX,[BP][DI]形式