第3章指令系统与寻址方式
第三章 MCS-51单片机的寻址方式和指令系统
由此可把数据传送指令分成三部分
(一）内部数据传送（通用传送指令）
1．以A为目的操作数
MOV A，Rn MOV A，@Ri ；A← （Rn） ；A←((Ri))
双字节
11101rrr 1110011i
MOV A，direct ；A←（direct） 11100101 direct
MOV A，#data ；A←#data 例： MOV A，@R1 若（R1）=20H,（20H）=62H 结果：（A）＝62H 11100100 data
指令MOVC A，＠A＋DPTR；执 行示意图
结果:（ACC）＝64H
六、相对寻址
以当前PC的内容为基准，加上指令给出的 偏移量（rel）形成新的PC值(转移地址） 的寻址方式。
转移地址＝目的地址 ＝当前（PC）＋rel
目的地址＝PC当前值十rel 目的地址＝转移指令的PC值＋2（或3）十rel 目的地址＝转移指令地址＋转移指令字节数＋rel
单周期：64 双周期：45 四周期：2
若fosc=12MHz， 大多指令执行 仅1μs
按照指令的功能分5大类
一、数据传送类指令（29条） 二、算术运算类指令（24条） 三、逻辑操作类指令（24条） 四、控制转移类指令（17条） 五、位操作类指令 （17条）
在描述指令系统的功能时，常用符号介绍：
@——间址符号，如@Ri，@DPTR 13. / ——位操作数的前缀，表示对该位操作 数取反，如/bit。 14. (×)——由×寻址的单元中的内容。 15. （（X））——由X的内容作为地址的存 储单元的内容。 16. ← ——箭头右边的内容取代箭头左边的 内容。
12.
一、数据传送类指令（29条）
第3章 8086的指令系统—3.1寻址方式
例:(BX)=2000H，(SI)=1000H，偏移量=0250H,
则EA= 2000H+1000H+0250H=3250H
寻址目的
确定本条指令的操作数据 在指令中 PA:存储器内的绝对地址（20位） 在存储器中 EA:某个段内的相对地址（16位） 在寄存器中 确定下一条指令的地址 根据指令长度计算 根据转移指令的目标地址
寄存器名表示其内容（操作数）
MOV AX, BX
MOV AL, BH
；AX←BX
；AL←BH
演示
第3章： 3.1.3 存储器寻址方式
操作数在主存储器中，用主存地址表示 程序设计时，8088采用逻辑地址表示主存地址
段地址在默认的或用段超越前缀指定的段寄存器中 指令中只需给出操作数的偏移地址（有效地址EA）
演示
；AX←DS:[SI+06H]
第3章：4. 基址加变址寻址方式
有效地址由基址寄存器（BX或BP）的内容加上 变址寄存器（SI或DI）的内容构成： 有效地址＝BX/BP＋SI/DI 段地址对应BX基址寄存器默认是DS，对应BP基 址寄存器默认是SS；可用段超越前缀改变
MOV AX, [BX+SI] MOV AX, [BX][SI]
*微型计算机汇编语言特点 *微型计算机指令系统概述 *寻址方式
指令及其格式
指令及指令集 计算机能够识别和执行的基本操作命令
指令的作用
告诉CPU干什么？What? 告诉CPU从哪儿取数据？Where? 告诉CPU下一条指令在哪儿？Where? 操作码 操作数或操作数地址 指令的格式
第3章(1) 寻址方式和指令系统
EA的组成不同，寻找其中的操作数的方式也随之不同。如何寻找操作数 的有效地址，进而找到所需操作数的方式就是寻址方式 因为EA的组成方式都体现在指令中，故寻址方式也可以说是在指令中获得 操作数所在地址的方法。
3.1 Pentium的寻址方式
• 指令的两个问题
– 指出进行什么操作 – 涉及的操作数和操作结果放在何处
在这种寻址方式中，操作数是在存储器中，但是，操作 数的地址的16位偏移量包含在以下四个寄存器SI、DI、 BP、BX之一中。这又可分成两种情况： 1、 BX、SI、DI间址时以DS为默认段地址； 例：MOV AX，[SI] 2、BP间址时以SS为默认段地址。 例：MOV AX，[BP]
医药信息工程学院 何永玲
二、操作数存在方式
在微型计算机中，操作数可能以以下四种方式存在：
• 操作数包含在指令中——即指令的操作数场就包含着操作数本身。
MOV AX, 1234 ; ADD AL, 2
• 操作数包含在CPU的某一个内部寄存器中—— 这时指令中的操作数场是
CPU内部 寄存器的一个编码。
MOV DS, AX
• 操 作 数 在 内 存 的 数 据 区 中 —— 这 时 指 令 中 的 操 作 数 场 包 含 着 此 操 作 数 的
医药信息工程学院 何永玲
3.2.2 算术运算指令（1-P88）
– 不带进位位的加法指令ADD
比如： ADD ADD ADD ADD 比如： ADC ADC ADC CX，1000H ;CX=CX+1000h DI，SI [BX+DI]，AX EAX，[BX+2000H]
• 无符号数和有符号数采用同一套加法指令及减法 所有算术运算指令均影响状态标志。 指令有两个条件：
微机原理与接口技术：08第3章 寻址方式和指令系统3.3 习题3
交通信息与控制工程系教案（理论教学用）课程名称微机原理与接口技术第 8 次第 4 周 2 学时上课教室WM1310 课程类型专业基础课授课对象自动化专业章节名称第三章寻址方式和指令系统（3.3）教学目的和要求1．掌握8086的基本指令，如逻辑运算和移位指令、串操作指令、程序控制指令等。
讲授主要内容及时间分配1.逻辑运算和移位指令；（35min）2.串操作指令；（20min）3.程序控制指令；（25min）4.处理器控制指令。
（10min）教学重点与难点重点：1．逻辑运算和移位指令的基本功能和格式；2．串操作指令的基本功能和格式；3．程序控制指令的基本功能和格式。
难点：逻辑运算和移位指令的基本功能和格式。
要求掌握知识点和分析方法1．逻辑运算和移位指令的格式、功能及应用方法；2．串操作指令的格式、功能及应用方法；3．程序控制指令的格式、功能及应用方法。
启发与提问1．逻辑移位和算术移位指令的区别？教学手段多媒体+板书作业布置思考题：1．远跳转和近跳转的区别？3.2, 3.53.9, 3.113.12, 3.14主要参考资料备注讲授内容三、逻辑运算和移位类1.逻辑运算逻辑运算指令对操作数的要求大多与MOV指令相同。
逻辑运算是按位操作的，它包括AND(与)、OR (或)、NOT(非)、XOR(异或)和TEST(测试)指令。
除“非”运算指令外，其余指令的执行都会使标志位OF=CF=0，AF位无定义，SF、ZF和PF 根据运算结果设置。
“与”运算指令格式：AND OPRD1，OPRD2操作：两操作数相“与”，结果送目标地址。
【例】要屏蔽AL中的高4位。
AND AL，00001111B【例】AND AL，AL此指令执行前后，(AL)无变化，但执行后使标志位发生了变化，即CF=0，OF=0。
“或”运算指令格式：OR OPRD1，OPRD2操作：两操作数相“或”，结果送目标地址【例】(AL)=0FH，OR AL，10000000B(AL)=8FH【例】OR AL，AL指令执行前后，(AL)不变，但执行后标志位发生了变化，即CF=0，OF=0。
3. 寻址方式与指令系统
算术运算类指令
加法指令(Addition) 带进位加法指令(Add with carry) 加1指令(Increment) 减法指令(Subtraction) 带借位减法(Subtract with borrow) 减1指令(Decrement) 求负数指令(Negative)
加法指令(Addition)
指令格式：add dest,src 功能：目的操作数和源操作数相加，其和数 存放在目的操作数中，源操作数原有内容不 变。 根据相加结果设置标志寄存器中的CF、PF、 AF、ZF、SF和OF。 Add指令可以进行字或字节操作。 对src和dest的具体内容的要求。
加法指令
Add ax,bx Add al,bl Add cx,20 Add cl,0A4h Add dl,da_byte Add da_word[si],dx 对于第四条指令，如果(cl) = 0e5h，
指令格式
双操作数指令：OPR DEST,SRC 单操作数指令：OPR DEST 无操作数指令：OPR
传送类指令
数据传送指令(move) mov dest,src 可以进行字节数据传送，也可以进行字数据 传送。 mov cl,05h ;字节传送 mov ax,1234h ;字传送 mov da_byte,12h ；字节传送 mov da_word,1234h ;字传送
位操作类指令
逻辑运算指令（Logical） 测试指令（Test） 移位/循环移位指令(shift/rotate) 处理器控制类指令
逻辑运算指令（Logical）
数据传送指令(move)
寄存器之间的传送 mov dl,cl ;字节传送 mov ax,bx ;字传送 mov ds,ax ;通用寄存器和段寄存器之间的 传送
计算机原理_3寻址方式和指令系统
计算机原理_3寻址方式和指令系统寻址方式和指令系统是计算机原理中非常重要的概念，它们决定了计算机能够进行的操作和数据的处理方式。
下面将从寻址方式和指令系统的概念、分类和特点三个方面详细介绍。
一、寻址方式在计算机中，寻址方式是指CPU访问内存中数据的方式。
常见的寻址方式包括直接寻址、间接寻址、变址寻址和相对寻址等。
1、直接寻址直接寻址是指通过给出数据的内存地址来访问数据。
在直接寻址中，指令中给出了待访问的内存地址，CPU直接从该内存地址中读取/写入数据。
2、间接寻址间接寻址是指通过寄存器中的地址来访问数据。
在间接寻址中，指令中给出了一个寄存器的编号，CPU将寄存器中的地址作为内存地址进行读取/写入操作。
3、变址寻址变址寻址是指通过给出基地址和偏移量来计算内存地址的方法。
在变址寻址中，指令中给出了一个基地址和一个偏移量，CPU通过将两者相加来得到最终的内存地址进行操作。
4、相对寻址相对寻址是指通过给出相对于指令计数器的偏移量来计算内存地址的方式。
在相对寻址中，指令中给出了一个偏移量，CPU将偏移量与指令计数器相加来得到最终的内存地址。
二、指令系统指令系统是指计算机可以执行的指令的集合。
根据指令的类型和功能划分，指令系统可以分为以下几种类型。
1、数据传输指令数据传输指令用于在CPU和内存、寄存器之间传输数据。
例如，将内存中的数据传送到寄存器中或将寄存器中的数据传送到内存中等。
2、算术指令算术指令用于进行数值运算，如加、减、乘、除等。
这些指令可以对寄存器或内存中的数据进行算术运算，并将结果存放在寄存器或内存中。
3、逻辑指令逻辑指令用于进行逻辑运算，如与、或、非等。
这些指令可以对寄存器或内存中的数据进行逻辑运算，并将结果存放在寄存器或内存中。
4、控制指令控制指令用于控制程序的执行流程，如跳转、条件分支等。
这些指令可以根据条件改变程序的执行顺序或跳转到指定的地址执行。
指令系统的设计需要考虑指令的种类、格式、寻址方式和作用等因素。
汇编语言第3章 指令系统和寻址方式
5.寄存器相对寻址方式（register relative addressing）
EA=基址（base） 或变址（ index）+偏移量 （displacement）
基址寄存器有：BX，BP 变址寄存器有：SI，DI 注：默认段是数据段和堆栈段
（SI） 物理地址=（DS）*16+（BX）+displacement
（DI） =（SS）*16+（BP）+ （SI）+displacement （DI）
例：mov AX，ARRAY[BX][DI] （DS）=1000H，（BX）=1200H， （DI）=1000H, ARRAY=1000H 物理地址=DS*16+（BX）+（DI）+ARRAY =DS*16+1200+1000+1000=13200H 若：(13200)=34H，（13201）=12H 则，（AX）=1234H 允许段超越。 例：mov AL，ES：ARRAY[BX][DI] 用途：处理成组数据(举例说明)
2.段内间接寻址（intrasegment indirect addressing） （IP）新=EA=寄存器或存储单元的内容 寄存器：所有寄存器寻址方式可用的寄存器 存储单元：所有存储单元寻址方式均适用 例：JMP SI （IP）=（SI） JMP WORD PTR VAR或简写JMP VAR （DS）=1000H，VAR=2000H 存储单元的物理地址=（DS）*16+VAR=12000H （12000H）=1234H 则，（IP）新=1234H
4.寄存器间接寻址方式（register indirect addressing）
EA=基址（base） 或变址（ index） 基址寄存器有：BX，BP 变址寄存器有：SI，DI 注：默认段是数据段和堆栈段 （SI） 物理地址=（DS）*16+（BX） （DI） =（SS）*16+（BP）
寻址方式和指令系统
寻址⽅式和指令系统《微机原理》复习思考题第3章 8086的寻址⽅式和指令系统3.1 8086汇编语⾔指令的寻址⽅式有哪⼏类？⽤哪⼀种寻址⽅式的指令执⾏速度最快？3.2 直接寻址⽅式中，⼀般只指出操作数的偏移地址，那么，段地址如何确定？如果要⽤某个段寄存器指出段地址，指令中应如何表⽰？3.3 在寄存器间接寻址⽅式中，如果指令中没有具体指明段寄存器，那么，段地址如何确定？3.4 ⽤寄存器间接寻址⽅式时，BX，BP，SI，DI分别针对什么情况来使⽤？这四个寄存器组合间接寻址时，地址是怎样计算的？举例进⾏说明。
3.5 设DS=2100H，SS=5200H，BX=1400H，BP=6200H，说明下⾯两条指令所进⾏的具体操作：MOV BYTE PTR [BP], 2000MOV WORD PTR [BX], 20003.6 使⽤堆栈操作指令时要注意什么问题？传送指令和交换指令在涉及内容操作数时分别要注意什么问题？3.7 下⾯这些指令中哪些是正确的？哪些是错误的？如果是错误的，请说明原因。
XCHG CS, AXMOV [BX], [1000]XCHG BX, IPPUSH CSPOP CSIN BX, DXMOV BYTE[BX], 1000MOV CS, [1000]3.8 8086系统中，当对SS和SP寄存器的值进⾏修改时,有什么特殊规定？这样做的原因是什么？[解答] 凡是遇到给SS寄存器赋值的传送指令时，系统会⾃动禁⽌外部中断，等到本条指令和下条指令执⾏之后，⼜⾃动恢复对SS寄存器赋值前的中断开放情况。
这样做是为了允许程序员连续⽤两条指令分别对SS和SP寄存器赋值，同时⼜防⽌堆栈空间变动过程中出现中断。
3.9 以下是格雷码的编码表0——0000 1——0001 2——0011 3——0010 4——01105——0111 6——0101 7——0100 8——1100 9——1101请⽤换码指令和其他指令设计⼀个程序段，实现格雷码往ASCII的转换。
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相对基址变址寻址方式
操作数的物理地址 =(DS)×10H＋(BX) + ( SI ) + 8位（16位）位移量 =(DS)×10H＋(BX) + ( DI ) + 8位（16位）位移量 =(SS)×10H＋(BP) + ( SI ) + 8位（16位）位移量 =(SS)×10H＋(BP) + ( DI ) + 8位（16位）位移量
3.2.2 立即寻址方式 3.2.3寄存器寻址方式 3.2.4 存储器寻址方式
例 例
直接寻址方式 例1 寄存器间接寻址方式 寄存器相对寻址方式 基址变址寻址方式 相对基址变址寻址方式
例2
立即寻址方式 例：MOV
AL,5
MOV AX,3060H
返回
例:
MOV AX，3060H
MOV AL，5
MOV BL，0FFH
辽宁师范大学
计算机与信息技术学院 主讲人郑晓薇
第三章 指令系统与寻址方式
设问：
1．汇编指令的特点是什么？ 2．汇编指令中出现寄存器、存储器吗？ 3．指令中的操作数在哪儿存放？ 4. 为什么要有寻址方式？
本章重点
汇编语言指令格式 指令的寻址方式 存储器寻址
3.1 汇编语言指令
3.1.1 机器指令
实验内容： 参考示例3-1，完成下列实验内容： 两个操作数相减运算，结果放在数据段 的16号单元： （1）AX、BX寄存器分别赋值为0008H 和0010H （2）AX和BX的内容相减（SUB指令）， 结果在AX中 （3）用直接寻址方式将相减的结果保存 到16号单元
实验要求：
（1）写出相关命令及操作步骤 （2）实验内容用截图形式记录实验结果 （3）写出实验结果分析。 提示：减法的结果以补码形式表示，对应的 真值为负数。标志位发生了改变。 实验拓展：
MOV TOP[BX][SI]，AX
MOV AH，ES:[BX] MOV [SI+BP]，CX MOV DX, COUNT [DI]
3.3 实例三 寻找操作数
3.3.1 寻址方式的选择 常用的寻址方式有7种之多,其中立即 寻址和寄存器寻址无论从指令长度和 指令执行时间都比存储器寻址要好， 但是也要根据具体情况选用。 学会使用寻址方式是理解指令作用的 关键，也是掌握程序设计技巧的一种 途径。
Hale Waihona Puke MOV MOV MOV MOV MOV
DL，ES:[TABLE] [VALUE]，BH AX，SS:[BX] AX，3040H AX，CX
练 习 ： 已 知 (DS)=1500H ， (SS)=2500H ， (ES)=4350H，(BX)=4080H，(BP)=7567H， (SI)=9578H，(DI)=8456H，COUNT=2345H， TOP=6930H，求下列指令操作数的物理地址。
执行： (1)在DEBUG下，用A命令输入上述四 条指令，再用R命令显示寄存器的情况 (2)用T命令单步执行，用D命令观察 结果。
3.3.3 实验任务
实验目的：
通过实验观察和分析在不同的寻址 方式下存储单元的逻辑地址的表示以 及指令的执行结果。熟练掌握DEBUG 的R命令、A命令、T命令和D命令的 用法。
例1 MOV AX，MASK[BX][SI] 或 MOV AX，[MASK+BX+SI] 或 MOV AX，[BX+SI].MASK 有效地址：EA=MASK+（BX）+（SI） 物理地址= （DS）+EA 返回
练习： 已知(DS)=1500H，(SS)=2500H， (ES)=4350H， TABLE=4780H，VALUE=7567H，(BX)=4080H 求下列指令操作数的物理地址。 MOV MOV MOV MOV MOV MOV AX,105 AL,BH AX,DS:[1250] AX,TABLE AX,[BX] CX,[VALUE] MOV DS:[3A47H], AH
（1）根据自己的理解和喜好，设计并完成 其他寻址方式的指令
（2）这些实验对你有何启发？
又学完一章， 好棒!
习题三
返回
基址变址寻址方式
操作数的物理地址 =(DS)×10H＋(BX) + ( SI ) =(DS)×10H＋(BX) + ( DI ) =(SS)×10H＋(BP) + ( SI ) =(SS)×10H＋(BP) + ( DI )
例1 MOV AX，[BX+DI] 执行前：（DS）=2100H，（BX）=0158H （DI）=10A5H，（AX）=0FFFFH （221FD）=34H，（221FE）=12H 有效地址： EA=（BX）+（DI）= 0158+10A5 =11FDH 物理地址 =21000+11FD =221FDH 执行后：（AX）=1234H
3.3.2 实验示例
示例3-1 根据题目要求，写出相应的汇编指 令： （ 1 ） AX 、 BX 寄 存 器 分 别 赋 值 为 0008H 和 0006H （2）AX和BX的内容相加，结果在AX中 （3）用寄存器间接寻址将相加的结果保存到 6号单元。 指令如下： MOV AX，0008H MOV BX，0006H ADD AX，BX MOV [BX]，AX HLT ；停机指令
返回
直接寻址方式
（1）存储器读操作
例1：MOV AX,DS:[2000H]
返回
（2）存储器写操作
例2 MOV DS:[4000H]，AX
返回
（3）符号地址
例3 MOV AX，VALUE MOV AX，[VALUE]
有效地址：EA=VALUE=1000H 设VALUE=1000H 物理地址=(DS)×10H＋EA 设(DS)=1500H =15000H+1000H=16000H 若 (16000 H) =5678H 执行指令后：(AX) =5678H
返回
（4）段超越
例4 VALUE EQU 1000H MOV AX，DS:[VALUE] MOV AX，ES:[VALUE] 若已知（ES）=3600H，EA=VALUE=1000H， 则指令源操作数的物理地址计算为： 物理地址=(ES)×10H＋EA =36000H+1000H = 37000H 若(37000H) = 9091H 执行第二条指令后：(AX) = 9091H
例1 单操作数指令（一地址指令）
INC AX INC BL PUSH AX JMP LA1 ；加1指令。 ；加1指令。 ；进栈指令。 ；无条件转移指令。
例2 双操作数指令（两地址指令） MOV AX，5 ；传送指令。 ADD AX，BX ；加法指令。
目的操作数 源操作数
例3 三操作数指令（三地址指令） IMUL EBX，[ESI]，7 ；乘法指令。 （80386机器指令） 例4 无操作数指令（零地址指令） CBW ；字节转换为字指令 CLC ；进位标志CF清零 NOP ；不操作指令 HLT ；停机指令
MOV BX，0A46DH
MOV CH，23
寄存器寻址方式
8位寄存器：AH、AL，BH、BL CH、CL， DH、DL 16位寄存器：AX、BX、CX、DX SI、DI、BP、SP 例1 MOV AX ，BX；两个操作数（16位） 都是寄存器寻址 执行前：（AX）=0000H （BX）=1234H， 执行后：（AX）=1234H （BX）=1234H。
返回
寄存器间接寻址方式
例： MOV AX,[BX]
(BX) 操作数的物理地址=(DS)×10H＋ ( SI ) (DI ) 操作数的物理地址=(SS)×10H＋ ( BP ) 四个间址寄存器：BX，BP ，SI ，DI
返回
寄存器相对寻址方式
例：MOV AX,TOP[SI]
(BX) 操作数的物理地址=(DS)×10H＋ ( SI )+ 8位（16位）位移量 (DI ) 操作数的物理地址=(SS)×10H＋( BP ) + 8位（16位）位移量
例1 用机器指令实现将7加3的结果存入5号字节单元的 机器指令也称作代码指令。它是计算机能识 操作。 别的一组二进制代码。 1011 0000 0000 0111 B B007H 把数“7”送到AL中。 0000 0100 0000 0011B 0403H 把数“3”与AL内容相加，结果放在AL中。 1010 0010 0101 0000 0000 0000B A25000H 把AL中的内容送到地址为5的存储单元中。 共需要三条机器指令实现。
机器指令可以用二进制表示也可以用十六进 制表示，指令的长度也可以不一样。如前两 条指令的长度为2字节，第三条指令的长度 为3字节。
用汇编指令实现将7加3的结果存入5号字节 单元的操作。 MOV AL，7
ADD AL，3
MOV DS:[5]，AL
3.1.2 汇编指令
1、指令格式 汇编指令由操作码字段和操作数字段构成。 操作码字段 操作数字段
3.1.3 指令系统
1．指令系统定义 计算机所能执行的各种代码指令的集 合。 2．指令的分类 数据传送指令 算术运算指令 8086的指令共分为六大类。分别是：
逻辑运算指令 字符串处理指令 控制与转移指令 处理机控制指令
3.2指令的寻址方式
3.2.1寻址方式
寻址方式：指令中提供操作数或操作数地址 的方式。 有效地址EA(Effective Address)： 操作数的偏移地址。 操作数的物理地址=段地址×10H+EA 寻址方式的分类： 与数据有关的寻址方式 与转移地址有关的寻址方式
2．指令属性
（1）指令长度——根据指令的功能不同， 指令的长度也不一样（以字节为单位）。 分为单字节指令、双字节、三字节、四字 节和多字节指令等。 （2）指令的执行时间——指令的执行时间 （以CPU时钟周期为单位）也是一个重要的 属性。它会影响程序的执行速度，因此采用 较少执行时间的指令可提高程序的运行速度。