微机接口原理 第4章 8086 CPU 指令系统

注意:
① 寄存器寻址方式的指令操作在CPU内部执行，不需 要执行总线周期，执行速度快。
② 寄存器寻址方式既适用于指令的源操作数，也适用
于目的操作数，且可同时用于源操作数和目的操作数。
（3）与存储器寻址有关的相关知识 操作数在存储单元中时，在指令中直接或间接地 给出存放操作数的逻辑地址，以存取操作数。 存储器的逻辑地址由两部分构成：段基址和段内 偏移。 在8086的各种存储器寻址方式中，寻找存储单元 对应的偏移地址可以由多种成分组成，称为有效地 址（本教材中用EA表示）。 依据有效地址组成成分的不同，存储器寻址可以 分为直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、 基址变址寻址和相对基址变址寻址等形式。 EA=[基址寄存器]+[变址寄存器]+[位移量（操作数 部分的形式地址D）] 程序实际运行时对应的物理地址基本计算公式如下： PA=（段基址寄存器）×16+EA
（5）寄存器间接寻址方式(Register indirect addressing) 操作数在存储器中，指令中寄存器的内容作为操作数 在存储单元的有效地址。寄存器可以是某个基址寄存 器BX、BP，或某个变址寄存器SI、DI。 EA=(REG） PA=(SREG）×16+EA
【例4-6】，MOV
AL,[SI]
MOV IN DX,0021H ；将端口号0021H送DX AL,DX
2. 与转移地址有关的寻址方式
PA=(CS)×16+(IP)
8086 CPU中与转移有关的指令有：无条件转移、有条 件转移、过程调用、循环和中断等类型。
直接寻址指转移的目标地址直接出现在指令，这种地 址一般称呼为标号，含义就是机器指令所处的位置， 或者说以符号形式出现的指令的内存地址。
EA=3000H，假设ES=3000H，内存单元（[33000H]） =12H，（[33001H]）=34H，则：
PA=ES×16+EA=30000H+3000H=33000H 注意:① 直接寻址方式的操作数所在存储单元的段地 址一般在数据段寄存器DS中。
② 如操作数在其他段，则需用段超越前缀。
③ DB命令定义一个变量，或者说定义一个符号地址。
于是新指令所在位置 EA=（IP）=5030H， PA=(CS)×16+(IP)=15000H+5030H=1A030H；
（4）段间直接远转移寻址 指目标地址在另外一个代码段，指令中直接提供了要 去的转移地址的段地址和偏移地址，用指令指定的偏 移地址取代IP的内容，用指定的段地址取代CS的内容， 完成段的转换。
假设DS=2345H，SI=1023H，则：EA=SI）=1023H， PA=(DS)×16+EA=23450H+1023H=24473H 【例4-7】，MOV 注意： BX,[BP]
① 直接寻址方式的操作数所在存储单元的段地址一般 在数据段寄存器DS中。
② BP对应段寄存器默认选SS，SI，DI和BX则默认选DS。
① 立即数寻址方式只能用于源操作数，主要用于给
寄存器和存储器赋值。 ② 立即数寻址方式不执行总线周期，执行速度快。 ③ 立即数为16 位时，存放遵循“低前高后”原则, 低位字节存放在存储器低地址单元，高位字节存放在
存储器高地址单元。
（2）寄存器寻址方式(Register addressing)
操作数放在寄存器内，由指令直接给出某个寄存器 的名字，以寄存器的内容作为操作数。寄存器可以是 16位的AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP寄存器，也 可是8位的AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL寄存器。
4.1.2
寻址方式
寻址方式（Addressing Mode）：在指令中指定操作 数的位置，即给出地址信息，在执行时需要根据这 个地址信息找到需要的操作数的方式。
1）与数据有关的寻址方式。
2）与转移地址有关的寻址方式。
1. 数据寻址方式
（1）立即寻址方式(Immediate addressing) 指令操作数部分直接给出指令的操作数，与指令操作 码相接，顺序存放在代码段中。立即数有8/16 位 。 注意：
PA=（SREG）×16+EA
（8）相对基址变址寻址方式(Relative based indexed addressing)
操作数在存储器内，指令将基址寄存器（BX或BP）与 变址寄存器（SI或DI）内容以及与指令指定的位移量 （DISP）之和作为操作数所在存储单元的有效地址。 位移量是一个8位（DISP8）或16位（DISP16）的带符 号二进制数。以基址寄存器为准选择段寄存器。
PA=(CS)×16+(IP)=15000H+1000H=16000H；
则新位置： EA=(IP)=2000H，此时IP值即AX的值。 则：转移PA=(CS)×16+转移EA=17000H。 存储器单元的：EA=（BX）+（SI）+100H=4100H PA=（DS）×16+EA=44100H
设（[44100H]）=30H，（[44101H]=50H），IP=5030H。
（6）寄存器相对寻址方式(Register relative addressing)
操作数在存储器内，指令中寄存器的内容与指令指定 的位移量（DISP）之和作为操作数所在存储单元的有 效地址。寄存器可以是基址寄存器BX、BP，也可以是 变址寄存器SI，DI。位移量是一个8位（DISP8）或16 位（DISP16）的带符号二进制数。
（10）直接端口寻址
指端口地址以8位立即数形式表示，直接显式地出现在 I/O指令中。此时端口的寻址范围为00H～FFH（十进制 的0～255）。
（11）间接端口寻址
指端口地址事先赋予寄存器DX，出现在I/O指令中的是 DX寄存器而不是显式的端口地址。因为DX是16位寄存 器，这时端口的寻址范围为0000H～FFFFH。 【例4-14】
新指令所在位置：对于使用寄存器的：EA=（REG）， EA→IP；
对于使用存储器单元的：EA=（存储器操作 数）,EA→IP；PA=（CS）×16+EA
例4-17，JMP
AX
JMP
WORD
PTR
[BX+SI+100H]
设：AX=2000H，BX=1000H，SI=3000H，DS=4000H， (CS)=1500H，(IP)=1000H，则内存中的JMP语句取出前：
（1）段内直接短转移寻址 EA=当前(IP)+位移量DISP8→IP
PA=(CS)左移4位+EA，CS值不变
【例4-15】，JMP SHORT ALPHA 假设：ALPHA=20H，执行前(CS)=1500H，(IP)=3200H， 则：PA=(CS)×16+(IP)=15000H+3200H=18200H； 取出JMP语句后要转移去位置的 EA=当前 (IP)+ALPHA=3202H+20H=3222H； 则：转移PA=(CS)×16+转移EA=15000H+3222H=18222H。 结果：（IP）=3222H，CPU将转移到内存地址为18222H 中去取指令来执行。
（4）直接寻址方式(Direct addressing) 操作数在存储器中，指令中直接给出操作数所在存储 单元的有效地址，代表操作数所在存储单元距离段首 址的字节数。有效地址是一个无符号的16位二进制数。
【例4-3】，MOV
AL,[2000H]
EA=2000H，若假设DS=1000H，则：
PA=DS×16+EA=10000H+2000H=12000H 【例4-4】，MOV BX,ES:[3000H]
(1) CS、IP不能是目的操作数； DS:BX,DI,SI
(2) 默认的段寄存器情况；
(4) MOV指令不影响标志位；
SS:SP
(3) 不允许堆栈空间变动过程中出现中断； SS,SP时禁止
外部中断
(5) 不允许在两个段寄存器之间直接传送数据，可利用 通用寄存器过渡的方法；
间接寻址方式指转移的目标地址不直接出现在指令， 而是把转移的目标地址间接地存储在某一寄存器或者 内存变量中。
转移寻址可分为以下类型： 段内直接寻址（Intrasegment direct addressing）、 段内间接寻址（Intrasegment indirect addressing）、段间直接寻址（Intersegment direct addressing）和段间间接寻址（Intersegment indirect addressing）。
常见语句形式：
JMP
FAR
PTR
标号
新指令所在位置：EA=（IP），即标号低位地址信息 （8086CPU是低16位，在前）
CS=标号高位地址信息（最高16位，在后）
PA=更新后(CS)左移4位+更新后(IP)
4.2
8086 CPU指令系统
8086 CPU指令系统中的常用指令，大多数指令可 处理字数据、字节数据；算术、逻辑运算不局限于累 加器，存储器操作数也可直接参加算术、逻辑运算。
EA=REG）+DISP8（或DISP16）
PA=SREG）×16+EA
（7）基址变址寻址方式(Based indexed addressing) 操作数在存储器内，指令将基址寄存器（BX或BP）与 变址寄存器（SI或DI）内容之和作为操作数所在存储 单元的有效地址EA。以基址寄存器为准选择段寄存器。 EA=（基址寄存器）+（变址寄存器）
EA=（基址寄存器）+（变址寄存器）+DISP8（或 DISP16） PA=（SREG）×16+EA
（9）与端口寻址有关的相关知识 端口(Port)是指专门负责和外设进行输入和输出工作 的特殊寄存器，每个端口都有它的唯一的一个编号， 这就是端口地址号。在端口寻址中，可以认为操作数 位置在端口中或者说在外设中，在指令中直接或间接 地给出存放操作数的端口地址，以存取操作数。 I/O端口的寻址方式有两种：直接端口寻址和间接端口 寻址。