微机原理串讲
微机原理讲稿(6)
逻辑运算和移位指令包括逻辑运算、移位和循环移位指令¾逻辑运算指令包括AND、TEST、OR、XOR、NOT 五条指令(1)NOT OPRD9求反并将结果送回。
9操作数可以是8位或16位的寄存器或存贮器。
9对标志位不产生影响。
例：NOT AL(2)AND指令9一般格式：AND OPRD1，OPRD29功能：对操作数进行按位相“与”的逻辑运算。
9操作数可以是字节或字。
9目的操作数、源操作数的类型与加法指令相同。
9应用场合：使操作数若干位不变而某些位为09标志位：CF=0，OF=0PF、SF、ZF反映操作的结果，AF未定义例：AND AL，0FHAND AX，BXAND SI，BPAND AX，DATA_WORDAND DX，BUFFER[SI+BX]AND DATA_WORD，00FFHAND BLOCK[BP+DI]，DX(3) TEST指令9一般格式：TEST OPRD1，OPRD29功能与AND指令相同，但不影响操作数，反映在标志位上9场合：常用于位测试，常与条件转移指令一起使用例：IN AL,PORTTEST AL,00101010BJNZ NEXT …NEXT：…(4) OR指令9一般格式: OR OPRD1,OPRD2 9操作数类型以及标志位均与AND指令相同9操作数的若干位不变，某些位置1例：OR AL，30HOR AX，00FFHOR BX，SIOR BX，DATA_WORDOR BUFFER，SIOR BUFFER[BX+SI]，8000H(5) XOR指令9一般形式为XOR OPRD1，OPRD2 9操作数类型以及标志位均与AND指令相同9使操作数若干位维持不变，而某些位取反的情形。
例：XOR AL，0FHXOR AX，BXXOR DX，SIXOR CX，CONNT_WORDXOR BUFFER,DIXOR BUFFER[BX+SI]，AXXOR AX，AXXOR SI，SI¾移位指令移位指令：逻辑左移SHL、算术左移SAL、逻辑右移SHR、算术右移SAR移位指令的操作对象：8位或16位的寄存器或存储器可以移一位，可以移多位，移多位时，移动位数必须放在寄存器CL中逻辑左移与算术左移完全相同(1) SAL/SHL指令9每移位一次在右面最低位补0 9左面的最高位移入标志位CF标志位的影响：若移动一位，则移位后，若操作数的最高位与CF不相等，则OF=1，否则OF=0，即若移位使得符号位发生变化，则OF=1 ；若移动多位，OF不确定。
微机原理考前复习串讲
复习重点
第一章第二章复习课件 第三章第四章复习课件 第五章第六章复习课件 总复习串讲课件 答疑课课件 课后重点习题及作业题 上机实验内容
微机原理与接口技术
第一章 微型计算机基础概论
1．微机系统的组成
2．掌握计算机中常用的数制与编码：
十进制、二进制数、十六进制的运算和转换； BCD码的表示及与二进制的转换 常用的ASCII码：数字、大小写英文字母的ASCII码表示 数据在内存中的存贮方式
8086/8088CPU结构
1. Intel 8088 CPU 的结构：执行部件及总线接口部件
（1） 执行部件 EU： ①通用寄存器（AX、BX、CX、DX）； ②变址寄存器（SI、DI） ③堆栈指针寄存器（SP）； ⑤标志寄存器（FR）； （2） 总线接口部件 BIU： ① 4 个段地址寄存器（ CS 、 DS 、 SS 、 ES ）；②指令指针寄存器 （IP） ③20位的地址加法器； ④六字节的指令队列； ④基数指针寄存器（BP）； ⑥算术逻辑部件（ALU）；
变量名及其属性、指令中的变量名
表达式与关系运算符 伪指令：DB、DW、DD、DUP、EQU、ORG、
段定义 / 过程定义 / 程序结束伪指令 :SEGMENT 、 ENDS、ASSUME、PROC、FAR、NEAR、 ENDP、END
常用 DOS 功能的调用方法： 1 、 2 、 9 、 0AH 、 4CH 号 调用 程序调试过程（编译、连接、运行、debug）
扩展原则：
每个芯片的地址线、数据线、控制线并联，仅片选端分 别引出，以实现每个芯片占据不同的地址范围
字位扩展
微机原理讲稿 (2)
(1) 4个通用寄存器既可以作为16位寄存器使用，也可以 作为8位寄存器使用。当BX寄存器作为8位寄存器时， 分为BH和BL，BH为高8位，BL为低8位。 (2) AX寄存器也常称为累加器，8086指令系统中有许多 指令都是通过累加器的动作来执行的。当累加器作为16 位来使用时，可以进行按字乘操作、按字除操作、按字 输入／输出和其他字传送等；当累加器作为8位来使用 时，可以实现按字节乘操作、按字节除操作、按字节输 入／输出和其他字节传送，以及十进制运算等。 (3) 加法器是算术逻辑的主要部件，绝大部分指令的执 行都由加法器来完成。 (4) 标志寄存器FR共有16位，其中7位未用，所用的各 位含义如下：
(3) 当指令队列已满，而且执行部件又没有总线访问时， 总线接口部件便进入空闲状态。 (4) 在执行转移指令、调用指令和返回指令时，下面要 执行的指令就不是在程序中紧接着的那条指令了，而总 线接口部件往指令队列装入指令时，总是按顺序进行的， 这样，指令队列中已经装入的字节就没有用了。遇到这 种情况，指令队列中的原有内容被自动消除，总线接口 部件会接着往指令队列中装入另一个程序段中的指令。
15
图2.5
16
例如，代码段寄存器CS=2000H，指令指针寄存器存 放的是偏移地址IP=2200H，存储器的物理地址为 20000H+2200H=22200H。 每一个存储单元看成是具有两种类型的地址： 物理地址和逻辑地址。 物理地址就是实际地址，它具有20位的地址值，并 是唯一标识1MB存储空间的某一个字节的地址。 逻辑地址由段基址和偏移地址组成。程序以逻辑 地址编址，而不是用物理地址。 4个段寄存器分别指向4个现行可寻址的分段的起始 字节单元。一般指令程序存放在代码段中，段地址来 源于代码段寄存器，偏移地址来源于指令指针IP。当 涉及到一个堆栈操作时，段地址寄存器为SS，
微机原理与接口技术串讲
十六进制 8 9 A B C D E F
相互转换
• 其它数制－>十进制
• 按权展开：数值＝各位数字与对应权值的乘积之和 n
• XnXn-1…X1X0X-1…X-m ＝ Xi×Pi （P为数制基数）
• 1101.011B＝13.375 ，6C2m.A1H ＝ 1730.6289
• 十进制－>其它数制
8086最小模式系统配置
RD WR M/IO
8086
ALE
BHE, A19-16 AD15
READY AD0
DEN DT/R
8282
STB DQ
8286
CS
CS
A19
A19
AB
IO
M A0
A0
D15
D0
D15
D0
DB OE
最小模式读写时序
• 总线周期
• CPU通过数据总线对存储器或IO端口进行一次读或者写操作所需要 的时间
7、（看图）地址信号锁存后，RD信号有效，使得能从存储 器中读出数据。 8、（看图）数据要读入CPU，还需要DEN信号有效，作为8 286的选通信号，是数据能通过8286传送。 T3的时候 9、T3状态一开始，CPU检查READY信号，如果为低电平， 表示存储器速度较慢，数据没有准备好，需要在T3和T4状态 中插入Tw状态。CPU在每个Tw状态检查READY信号，若检 测到高电平，则进入T4状态，否则继续插入Tw状态，在Tw 期间，控制信号及状态信号都保持进Tw之前的状态。 10、READY信号为高电平，CPU读取输入的数据，数据传输 完毕后进入高阻态。 T4的时候 11、读取数据后，数据从数据总线上撤除，各个控制信号和 状态信号线进入无效状态，DEN、RD信号撤销。一个读总线 周期结束。
微机原理串讲
16
选择题 1 、设 SS=2000H ， SP=0100H ， AX=2107H ，执行 指令 PUSH AX后，数据 21H的存放地址是（ B ）。 A：200FEH B：200FFH C：20101H D：20102H 2 、若显示器的最高分辨率为 1280×1024 、 32 位真 色彩，所需最小缓存为（ C ）。 A：2MB B：4MB C：5MB D：6MB
如果(DS)=2000H, (23012H) = CDH, (23013H) = ABH 则操作数的物理地址为： 存储器 20000H+3102H = 23102H 指令执行后：(AX) = ABCDH
AH
AL
23102H
MOV操作码 02H 31H
代 码 段
. .
CDH ABH
数 据 段
25
3 寄存器寻址
微机原理复习
1
第1章
1.1 1.3 1.5
微机系统概述
微型机的发展 微机系统的组成 微机系统的主要性能指标
本章要点： 微机系统的组成（硬件系统和软件系统） 微机的性能指标（字长、内存容量、运算速 度等）
2
1. 位 ( bit) 计算机能表示的最基本最小的单位 计算机中采用二进制表示数据和指令，故： 位就是一个二进制位，有两种状态，“ 0” 和 “ 1” 2. 字节 ( Byte )
•
• • •
•（见下页图示）
31
MOV AX，DATA[BX]
DS 6000
BX 1000 + DATA 2A00 63A00
AX AH AL
. . .
操作码
00 偏移量低 2A 偏移量高
代 码 段
. . .
微机原理实验四串操作指令
实验四串操作指令程序实验一、实验目的1. 熟悉五种串操作指令的功能，会编写常用的串操作应用程序。
2. 会使用DEBUG 命令查看串操作运行的结果。
二、实验环境1. 硬件：PC 微机2. 软件：Masm for Windows 汇编集成开发环境三、实验讲义串指连续存放在存储器中的一些数据字节、字或者双字。
串操作允许对程序连续存放的数据块进行操作。
这是唯一一种可以从存储器到存储器的指令。
源串一般存放在数据段，偏移地址由SI 指定；目标串必须在附加段，偏移地址由DI 指定。
在每次进行串操作后，SI 和DI 两个指针会自动修改。
修改的是增量方向还是减量方向由标志位DF 决定，DF=0 为增量操作，DF=1 为减量操作。
CX 中存放的是数据块的长度，可在CX 前加重复前缀标志，对串进行连续操作。
执行串指令之前，一般先进行如下操作：源串首地址（末地址）→ SI目的串首地址（末地址）→ DI串长度→ CX建立方向标志DF1. 重复前缀标志助记符判断条件说明REP CX 0 CX=CX-1，若CX 0 则重复REPE 或REPZ CX 0 且ZF=1 CX=CX-1，若CX 0 且ZF=1 则重复REPNE 或REPNZ CX=0 且ZF=0 EX=CX-1，若CX 0 且ZF=0 则重复2. 方向标志指令方向标志由标志位DF 决定，有CLD 和STD 两种指令。
CLD 将DF 置0，地址为增量操作。
STD 将DF 置1，地址为减量操作。
3. 串传送指令格式： [REP] MOVS DESTS, SRCS[REP] MOVSB/ MOVSW / MOVSD功能：将DS:SI 中的源串数据传送到ES:DI 规定的目的串单元中。
加重复前缀REP 可实现连续存放的数据块的传送。
例1：将源串中前三个字节的数据传送到目的串。
源串在数据段（DATAS）中，存放在SRC 单元中；目的串在附加数据段（EDATAS）中，存放在DEST 单元中。
微机原理讲稿(7)
¾程序控制指令主要指程序转移指令，转移类指令可改变CS与IP的值（段间转移）或仅改变IP 的值（段内转移），以改变指令执行的顺序。
1.无条件转移、调用和返回指令2.条件转移指令3.循环控制指令4.软中断指令及中断返回指令1.无条件转移、调用和返回指令转移有段内转移和段间转移段内转移：CS不变，IP改变段间转移：CS、IP均改变(1)无条件转移指令JMP9指令的一般格式为JMP OPRD 其中OPRD是转移的目的地址9包括直接转移和间接转移9直接转移指令直接给出转移目的地址，包括短程(SHORT)、近程(NEAR)和远程(FAR)3种形式9间接转移指令的目的地址由存储器或寄存器给出，包括段内间接转移和段间间接转移9直接转移的3种形式•短程转移JMP SHORT NEXT其中目的地址与JMP指令所处地址的距离位于范围-128~127NEXT是本段内的一个标号。
如果段内标号定义在前，并且目的地址与JMP指令所处地址的距离位于范围-128~127内，则SHORT 可以省略。
•近程转移JMP NEAR PTR LOOP1或JMP LOOP1其中目的地址与JMP指令应处于同一地址段范围之内，NEAR往往予以省略。
•远程转移JMP FAR PTR LOOP2远程转移是段间转移，目的地址与JMP指令所在地址不在同一段内，执行该指令时要修改CS和IP的内容。
9间接转移指令的两种形式•段内间接转移JMP CXJMP WORD PTR[BX]指令的操作是一个16位的寄存器或存储器地址。
•段间间接转移JMP DWORD PTR[BX]该指令指定的双字指针的第一个字单元内容送入IP，第二个字单元内容送入CS。
所定义的单元必须是双字单元。
(2)调用和返回指令9CALL指令调用一个过程或子程序，调用过程或子程序结束后，使用返回指令RET返回主程序。
9过程或子程序有段间(即远程FAR)和段内调用(即近程NEAR)之分，CALL、RET也有FAR和NEAR之分。
微机原理串讲20121225
寻址方式
立即数：立即寻址方式 （指令队列）
寄存器：寄存器寻址方式（速度最快）
存储器
EA＝
直接寻址方式 寄存器间接寻址方式
BX BP Ⅰ
＋
SI DI Ⅱ
＋
Disp8 Disp16 Ⅲ
寄存器相对寻址方式
基址变址寻址方式 相对基址加变址寻址方式
指令系统
数据传送类指令 算术运算类指令 位处理类指令 字符串处理类指令 控制转移类指令
BHE
地址总线
存储器
I/O芯片
DEN
DT/R
T
8286 （2）
数据总线
OE
8086存贮器结构
奇存储体
偶存储体
D7～D0 D15～D8
பைடு நூலகம்
数据总线DB7～DB0 数据总线DB15～DB8
D7～D0
D7～D0 偶地址存贮体 （低字节）
对准字 非对准字
BHE
A0 A19～A1
奇地址存贮体 （高字节） SEL A18～A0
二进制←→十进制数←→ BCD码
二进制数运算规则
算术运算 加法、减法、乘法、除法 逻辑运算 与、或 、非、异或
数据表示方法
数值数据
无符号数（所有位均表示数值；数值范围） 有符号数（原码、补码）
符号数据：ASCII码（美国信息交换标准码）
0～9 A～F a～f 回车 换行 → → → → → 30H～39H 41H～46H 61H～66H 0DH 0AH
过程调用指令 CALL 过程返回指令 RET
返回地址：入栈/出栈 修改IP / CS IP
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源变址寄存器 Source Index 目的变址寄存器 Destination Index 基址指针寄存器 Base Point 堆栈指针寄存器 Stack Point
通 用 寄 存 器
8086
指 针 寄存器
数据段寄存器 Data Segment 附加段寄存器 Extra Segment 堆栈段寄存器 Stack Segment 代码段寄存器 Code Segment 指令指针寄存器 Instruction Pointer 状态标志寄存器 Processor Status Word
30
例： MOV AX, [BX+8] • MOV CX, TABLE[SI] • MOV AX, [BP+1000H] ; 默认段寄存器为SS
指令操作例：MOV AX，DATA[BX]
若(DS)=6000H, (BX)=1000H, DATA=2A00H,
(63A00H)=66H, (63A01H)=55H 则物理地址 = 60000H + 1000H + 2A00H = 63A00H 指令执行后：（AX）=5566H
微机原理复习
1
第1章
1.1 1.3 1.5
微机系统概述
微型机的发展 微机系统的组成 微机系统的主要性能指标
本章要点： 微机系统的组成（硬件系统和软件系统） 微机的性能指标（字长、内存容量、运算速 度等）
2
1. 位 ( bit) 计算机能表示的最基本最小的单位 计算机中采用二进制表示数据和指令，故： 位就是一个二进制位，有两种状态，“ 0” 和 “ 1” 2. 字节 ( Byte )
; SI
(AX)
指令执行后：(AX)=2233H，(SI)=2233H
AX
2233H
SI
27
4 寄存器间接寻址
操作数的偏移地址(有效地址EA)放在寄存器中 只有SI、DI、BX和BP可作间址寄存器
(BX) (BP) (SI) (DI)
EA =
例： MOV AX, [BX] MOV CL, CS:[DI] 错误例 ：
段寄存器
的 内 部 寄 存 器
控制寄存器
3. 学习寄存器注意事项（思考）：
（1）8086对存储器的管理为什么采用分段的 办法？ （2）CPU内部有什么寄存器？名称和功能分别 是什么？状态标志寄存器中OF、IF的含义？ （3） AX,BX,CX,DX能用来存放偏移地址吗？ 哪些可以？哪些不可以？
（4）有几个段寄存器？其功能是什么？
•
• • •
•（见下页图示）
31
MOV AX，DATA[BX]
DS 6000
BX 1000 + DATA 2A00 63A00AX AH ຫໍສະໝຸດ L. . .操作码
00 偏移量低 2A 偏移量高
代 码 段
. . .
63A00H
66H 55H
. . .
数 据 段
32
6 基址-变址寻址
若操作数的偏移地址： 由基址寄存器(BX或BP)给出 —— 基址寻址方式 由变址寄存器(SI或DI)给出 —— 变址寻址方式
MOV AX，[BX+BASE] [SI]
MOV AX，[BX+SI+BASE] MOV AX，[BX] BASE [SI] MOV AX，[BX+SI] BASE
36
指令操作例：MOV AX，DATA[DI][BX]
17
3、8086 CPU中标志寄存器的主要作用是（ D ）。 A：检查当前指令的错误 B：纠正当前指令执行的结果与错误 C：决定是否停机 D：产生影响或控制某些后续指令所需的 标志
18
判断题
1 、 I/O 端口与存储器单元独立编址的主要优 点是I/O端口不占用存储器单元。（ √ ） 2 、 8086 系统中寄存器和存储器都是 CPU 内 部的存储单元。（ × ）
由一个基址寄存器的内容和一个变址寄存器的内 容相加而形成操作数的偏移地址，称为基址-变址寻 址。
EA =
(BX) (BP)
+
(SI)
(DI)
同一组内的寄存器不能同时出现。
33
• • • • • • •
例： MOV AX, [BX] [SI] MOV AX, [BX+SI] MOV AX, DS: [BP] [DI] 错误例： × MOV AX, [BX] [BP] × MOV AX, [DI] [SI]
20根地址线， 16根数据线，寻 址范围1MB。
6
1.8086的内部结构
AH BH CH DH AL BL CL DL SP BP SI DI
16位
地址 加法 器
∑
20位
通用 寄存器
CS DS SS ES IP 内部暂存器
16位
输入/输出 控制电路 外 部 总 线
ALU
标志寄存器
执行部分 控制电路
（5）BX,BP,SP,SI,DI,IP存放的偏移地址在构 成物理地址时，与段地址是如何配合使用？
10
4.存储器组织
地址：辨识存储器和I/O寄存器内的存储单元。
地址空间：所有地址的组合。
地址线决定地址空间的大小：n ——2n
11
•物理地址：存储单元的实际地址编码， 每个存 储单元都有一个唯一的20位地址作为该存储单元 的物理地址。 CPU访问存储器时，必须先确定所要访问 的存储单元的物理地址才能存取该单元中的内容。 •偏移地址：指段内任意一个存储单元，其相对 于段起始地址的偏移量，也称为有效地址EA。是 一个16位的地址。 •逻辑地址：段地址：偏移地址 2000H：0123H
8000 2000 1000
操作码
代码段
83000 83000H
AX AH AL
. . .
YY XX 数据段
. . .
35
7 相对的基址-变址寻址
在基址-变址寻址的基础上再加上一个相对位移量 注意事项同基址-变址寻址
EA =
(BX)
(BP)
+
(SI) (DI)
+
8位
16位
位移量
例： MOV AX，BASE [SI] [BX]
3102H
执行后，(AH) = 31H，(AL) = 02H
立即寻址指令在存 储器中的存放形式
存储器
MOV操作码
立 即 数
操作码 低 8位 高 8位
代 码 段
02H 31H
代 码 段
23
2 直接寻址
指令中直接给出操作数的16位偏移地址
偏移地址也称为有效地址(EA, Effective Address)
21
1 立即寻址
操作数(为一常数)直接由指令给出 (此操作数称为立即数) 立即寻址只能用于源操作数 例：
MOV MOV
错误例：
AX, 1C8FH BYTE PTR[2A00H], 8FH
× MOV
2A00H, AX
; 错误！
22
指令操作例：MOV AX，3102H
AX AH AL
; AX
如果(DS)=2000H, (23012H) = CDH, (23013H) = ABH 则操作数的物理地址为： 存储器 20000H+3102H = 23102H 指令执行后：(AX) = ABCDH
AH
AL
23102H
MOV操作码 02H 31H
代 码 段
. .
CDH ABH
数 据 段
25
3 寄存器寻址
操作数放在某个寄存器中
源操作数与目的操作数字长要相同
寄存器寻址与段地址无关 例： MOV MOV MOV 错误例： × MOV × MOV AX, BX [3F00H], AX CL, AL AX, BL ES: AX, DX ; 字长不同 ; 寄存器与段无关
26
指令操作例：MOV SI，AX 指令执行前：(AX)=2233H
如逻辑指令、移 位指令等。
20
80x86的8大寻址方式
• • • • • • • 1、立即寻址 mov cx,2129h 2、寄存器寻址 mov cx,ax 3、存储器寻址 mov cx,[2000h] 4、寄存器间接寻址 mov cx,[bp] 5、寄存器相对寻址 mov cx,[bx+1000h] 6、基址变址寻址 mov cx,[bx+si] 7、相对基址变址寻址 mov cx,[bp+si+100h] • 8、隐含寻址
14
举例
下图表示的是8086系统中的（ A ）操作。 A：读存储器 B：写存储器 C：读I/O口 D：写I/O口
CLK M/IO
AD RD
地址信号
数据信号
15
填空题 1、8086/8088系统启动时，CS=（0FFFFH），IP=（0000H ）。若开机后要系统从 08000H 单元开始执行程序，应在 （ 0FFFF0H ）处设置一条跳转指令。 2 、设 DS=4500H ， AX=0508H ， BX=4000H ， SI=0320H ， 8086以最小方式执行 MOV [BX+SI+0100H]，AX指令时， 引脚M/IO=（ 1 ），RD=（ 1 ），WR=（0）， 地址总线上的地址 = （ 49420 ） H ，数据总线传输的数据 = （0508）H。
19
第3章 汇编
•了解汇编程序的基本概念
什么是助记符、指令、伪 指令？汇编上机的过程， 每个阶段文件的后缀？
•掌握常见的几种寻址方式中操作数寻址过程 •掌握间接寻址和基址变址寻址方式中寄存器的约定 •了解段超越的概念及其使用 •掌握80X86基本汇编指令 •了解伪指令语句的格式及作用 •掌握程序的结构