第三章 指令系统
第3章 指令系统(BH)
• 程序设计语言:是实现人机交换信息的基本工具,
分为机器语言、汇编语言和高级语言。 能直接识别和执行的语言。
• 机器语言:用二进制编码表示每条指令,是计算机
• 汇编语言:是用助记符、符号和数字等来表示指令
的程序设计语言。它与机器语言指令是一一对应的。
MOV direct,Rn;
111 1rrr direct
(Rn)
direct
MOV direct, direct;
1000 0101 源 direct 目的 direct
(源 direct) 目的 direct
MOV direct,@Ri ;
1000 011i direct
((Ri))
direct
• 例如
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12
• 例如:将片内RAM 65H单元内容47H送A,可执行 指令“MOV A,@R0”。其中R0内容为65H。如 图所示:
以指令中所指定 的R0内容(65H) ① 为指针
地址 数据存储器
R0
65H
┋
② A
47H
将片内RAM 65H单 元内容47H送A
65H
11
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4、寄存器间接寻址
• 寄存器间接寻址:操作数的地址事先存放在某个寄
存器中,寄存器间接寻址是把指定寄存器的内容作为 地址,由该地址所指定的单元内容作为操作数。
• 89C51规定R0或R1为间接寻址寄存器,它可寻址内部
地址RAM低位的128B单元内容。还可采用DPTR作为 间接寻址寄存器,寻址外部数据存储器的64KB空间。
第三章 微型计算机的指令系统
reg , reg mem , reg reg , mem
C、从存贮器/寄存器到段寄存器 (mem/reg,segreg)
注:不能往CS中传送数据.
D、从段寄存器到存贮器/寄存器 (segreg,mem/reg)
注:
1,不影响标志 2,不允许两操作数都使用存储器 3,不允许往CS中送数 4,8位传送/16位传送决定于指令中寄存器及立 即数形式 5,凡给SS赋值时,系统会自动禁止中断,等下 条指令执行完后才会恢复
B、例 LEA BX,[BX+SI] 执行前:BX=0400H SI=003CH 执行后:BX= LDS SI,[10H] 执行前:DS=C000H, (C0010H)=0180H (0012H)=2000H 执行后:SI= DS= LES DI,[BX] 执行前:DS=B000H, BX=080AH (B080AH)=05AEH, (B080CH)=4000H 执行后:DI= ES=
0
CF
AH
/
/
/
三、算术运算指令 1、加法指令 加: ADD DST,SRC DST←SRC+DST reg,reg; reg,mem; mem,reg reg,data; mem,data; ac,data 带进位加:ADC DST,SRC (DST)← (SRC)+(DST)+CF reg,reg; reg,mem; mem,reg reg,data; mem,data; ac,data 加1: INC OPR (OPR)←─ (OPR)+1 (reg;mem) 注:INC指令不影响CF标志
2,高字节 4,低字节 2,SP+1 4,SP+1 SP SP
(SP) (SP)
第三章 MCS-51指令系统
3-1 指令格式 3-2 寻址方式 3-3 数据传送指令 3-4 算术运算指令
3-5 逻辑运算指令
3-6 位操作指令
3-7 控制转移指令
3-8 调用和返回指令
1
第三章 MCS-51指令系统
3-1 指令格式
一、 汇编语言指令格式 [标号:] 操作码 [操作数1],[操作数2][;注释] 例: LOOP: MOV A,#40H ;40H -> A
3-2 指令寻址方式
寻找操作数的方法叫寻址方式。
一、立即寻址方式 指令中给出实际操作数据(立即数), 一般用于为寄存器或存储器赋常数初值。
例:
8位立即数: MOV A,#40H ;A40H 16位立即数: MOV DPTR,#2100H ;DPTR2100H
9
第三章 MCS-51指令系统 二、直接寻址方式
24
第三章 MCS-51指令系统
(四)堆栈操作指令 入栈指令:PUSH n ;SPSP+1,(SP)(n) 出栈指令:POP n ;(n)(SP),SPSP-1 例:设 A=02,B=56H,执行下列指令后,SP= 30H , ? A= ? ,B= ? 30H 30H
SBR: MOV SP,#30H ;设栈底 PUSH A PUSH B MOV A,#0 B, #01
Y1,Y2,…,Yn
5
第三章 MCS-51指令系统
3-1 指令格式
二、 伪指令
汇编时不产生机器码,仅供汇编识别控制。
5.定义空间伪指令:DS 表达式 例3-6 ORG DS DB 0F00H 10H 20H,40H
汇编后,从0F00H开始,保留16个字节的内存单元, 然后从0F10H开始,按照下一条DB伪指令给内存单元赋值, 得(0F10H)=20H,(0F11H)=40H。
第三章MCS51系列单片机指令系统及汇编语言程序设计
SJMP rel ;PC+ 2 + rel→PC 短转移指令为一页地址范围内的相对转移指令。因为rel为1字节补码 偏移量,且SJMP rel指令为2字节指令,所以转移范围为-126D~+ 129D 【4】间接转移指令
表3.4 程序存储器空间中的32个基本2K地址范围
0000H~07FFH 0800H~0FFFH 1000H~17FFH 1800H~1FFFH 2000H~27FFH 2800H~2FFFH 3000H~37FFH 3800H~3FFFH 4000H~47FFH 4800H~4FFFH 5000H~57FFH
3. 寄存器寻址
以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存 器包括:A,B,DPTR,R0~R7。其中,R0~R7必须在 工作寄存器组之中。
例如:INC R0 ;(R0)+1→R0
需要注意的是,A和B既是通用寄存器,又是具有直 接地址的特殊功能寄存器。
4. 寄存器间接寻址
以寄存器中的内容为地址,该地址中的内容为操作数的寻址方式。能够 用于寄存器间接寻址的寄存器有:R0,R1,DPTR,SP。其中,R0,R1必 须在工作寄存器组之中,SP仅用于堆栈操作。
MCS-51单片机共有111条指令,按功能分类, MCS-51指令系统可分为5大类:
➢ 数据传送类指令(共29条) ➢ 算术操作类指令(共24条) ➢ 逻辑操作类指令(共24条) ➢ 控制转移类指令(共17条) ➢ 布尔变量操作类指令(共17条)
1.数据传送类指令(共29条)
以累加器A为目的操作数类指令(4条)
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:
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)
第三章 8086 8088指令系统
SI 1200
+)
6000 0 1200 61200 AX 33 44
61200H 61201H
存储器 . . . 44H 33H 数 据 段
. . .
图 3-5 寄存器间接寻址示意图
3.2.5 寄存器相对寻址
寄存器相对寻址——操作数在存储器中。由指令指定的地址寄存器的内容加上指令中
给出的一个8位或16位的地址位移量,即可得操作数的偏移地址。
SI AX AX AX AX AX
3.2.8隐含寻址
隐含寻址—— 操作数隐含在操作码中,在有些指令的操作数中,不仅包含了操作的性质,
还隐含了部分操作数的地址。如乘法指令 MUL,在这条指令中只须指明乘数的地址,而被乘数 已经乘积的地址是隐含且固定的。这种将一个操作数隐含在指令码中的寻址方式就称为隐含
立即数操作数: 所谓立即数指具有固定数值的操作数,不因指令的执行而发生变化 。立即数操作 数只能用作源操作数,而不能用作目标操作数。
寄存器操作数:
8086CPU的8个通用寄存器和4个段寄存器可以作为指令中的寄存器操作数,寄存
器操作数在指令中既可以作为源操作数,也可以用作目标操作数。 存储器操作数: 参加运算的数据是存放在内存中。
两单元的内容送到AX中。假设DS=2000H,则所寻找的操作数的物理地址为: 2000H×10H+3102H = 23102H, 指令的执行情况如图3-3所示
存储器 . . .
MOV操作码
02H 31H AH AL 23102H 23103H
图 3-3 直接寻址方式
代 码 段
. . . ×× ×× . . . 数 据 段
请注意:使用基址—变址方式时,不允许将两个基址寄存器或两个变址寄存器组合
第3章MCS-51单片机指令系统
第3章MCS-51单片机指令系统3.1概述3.1.1指令格式3.1.2指令的三种表示形式3.1.3指令的字节数1. 单字节指令(49条)图3-1 MOVA,Rn指令的格式2单片机原理及其接口技术(第2版)2. 双字节指令(46条)3. 三字节指令(16条)3.1.4指令的分类1. 数据传送指令(28条)2. 算术运算指令(24条)3. 逻辑操作和环移指令(25条)4. 控制转移指令(17条)5. 位操作指令(17条)3.1.5指令系统综述1. 指令系统中所用符号的说明2. 指令对标志位的影响3.2寻址方式3.2.1寄存器寻址图3-2寄存器寻址示意图单片机原理及其接口技术(第2版) 3 3.2.2直接寻址图3-3直接寻址示意图3.2.3立即寻址3.2.4寄存器间址图3-4寄存器间址寻址示意图3.2.5变址寻址图3-5变址寻址示意图4单片机原理及其接口技术(第2版)3.2.6相对寻址图3-6相对寻址示意图3.2.7位寻址3.3数据传送指令3.3.1内部数据传送指令(15条)1. 立即寻址型传送指令2. 直接寻址型传送指令3. 寄存器寻址型传送指令4. 寄存器间址型传送指令5. 内部数据传送指令的使用图3-7 8×C552/8051指令的数据传送方式单片机原理及其接口技术(第2版) 5 3.3.2外部数据传送指令(7条)1. 16位数传送指令2. 外部ROM的字节传送指令图3-8 0~9平方值表3. 外部RAM的字节传送指令3.3.3堆栈操作指令(2条)图3-9例3.8的堆栈变化示意图6单片机原理及其接口技术(第2版)3.3.4数据交换指令(4条)3.4算术与逻辑运算和移位指令3.4.1算术运算指令(24条)1. 加法指令2. 减法指令3. 十进制调整指令4. 乘法和除法指令3.4.2逻辑运算指令(20条)1. 逻辑与运算指令2. 逻辑或指令3. 逻辑异或指令4. 累加器清零和取反指令3.4.3移位指令(5条)单片机原理及其接口技术(第2版)7图3-10例3.26附图3.5控制转移和位操作指令3.5.1控制转移指令(17条)1. 无条件转移指令图3-11 AJMP指令转移范围8单片机原理及其接口技术(第2版)图3-12例3.29附图图3-13带符号数的比较方法3. 子程序调用和返回指令图3-14二级子程序嵌套及断点地址存放单片机原理及其接口技术(第2版)9图3-15例3.33附图10单片机原理及其接口技术(第2版)4. 空操作指令3.5.2位操作指令(17条)1. 位传送指令2. 位置位和位清零指令3. 位运算指令4. 位控制转移指令习题与思考题3.1指令通常有哪三种表示形式?各有什么特点?3. 2 MCS-51指令按功能可以分为哪几类?每类指令的作用是什么?3. 3 MCS-51共有哪七种寻址方式?各有什么特点?3. 4指出下列每条指令源操作数的寻址方式和功能。
指令系统总结及课后题
程序存储器(@A+PC,@A+DPTR)
相对寻址
程序存储器256B范围(PC+偏移量)
位寻址
片内RAM的20H-2FH字节地址、部分SFR
寻址方式中常用的符号注释
Rn(n=0~7):当前选中的工作寄存器组R0~R7。 Ri(I=0,1):作为地址指针的两个工作寄存器R0,R1。 #data:8位立即数。 #data16:16位立即数。 direct:8位片内RAM单元(包括SFR)的直接地址。 addr11:11位目的地址,用于ACALL和AJMP指令中。 addr16:16位目的地址。用于LCALL和LJMP指令中。 rel:补码表示的8位地址偏移量。范围:-128~+127D。 bit:片内RAM或SFR的直接寻址位地址。 @:间接寄存器的符号。 /:位操作指令中对该位先取反再参与操作,不影响原值。 (×):×中的内容。 ((×)):×指出的地址单元中的内容。 →:指令操作流程方向。
B ACC PSW IP P3 IE P2 SBUF SCON P1 TH1 TH0 TL1 TL0 TMD TCON PCON DPH DPL SP P0
10、如何访问SFR,可采用那些寻址方式? 答:用直接寻址,位寻址,寄存器寻址 11、如何访问片外RAM,可使用那些寻址方式? 答:只能采用寄存器间接寻址(用MOVX指令) 12、如何访问片内RAM,可使用那些寻址方式? 答:低128字节:直接寻址,位寻址,寄存器间接寻址,寄存器寻址(R0~R7) 高128字节:直接寻址,位寻址,寄存器寻址 13、如何访问片内外程序存储器,可使用那些寻址方式? 答:采用变址寻址(用MOVC指令) 14、说明十进制调整的原因和方法? 答:压缩BCD码在进行加法运算时应逢十进一,而计算机只将其当作十六进制数处理,此时得到的结果不正确。用DA A指令调整(加06H,60H,66H) 15、说明8951布尔机处理机功能? 答:用来进行位操作
003_微机原理-指令系统_2
MOV DS, AX
不影响标志位
3.3 指令系统—换码指令
指令书写格式: XLAT
指令执行的操作:
(AL)←((DS:BX+AL)) 查表操作,将BX指定的缓冲区中、AL指定的位移处的一个字节数 据取出赋给AL
指令说明
操作数隐含使用基地址寄存器BX与AL寄存器 换码指令执行前,在主存建立一个字节量表格,内含要转换的目 的码字,表格首地址存放于BX,AL存放相对表格首地址的位移量 换码指令执行后,指令将AL寄存器的内容转换为目标码字,因为 偏移量AL为8位,表格长度≤256字节 不影响标志位
数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算和移位指令 串操作指令
控制转移指令
处理器控制指令
3.3 指令系统-通用数据传送指令
指令书写格式: MOV dst, src
指令执行的操作:(dst)←(src) 指令说明
操作数类型:立即操作数,寄存器操作数,存储器操作数 立即操作数不能作为目的操作数DST 错误:MOV 30H, AL 两个操作数也不能同时为存储器操作数 错误: MOV [DI+100H], [SI+200H]
dst为目的操作数,操作数类型可为寄存器操 作数或存储器操作数 cnt为移位次数,可为立即数1,或由寄存器 CL指定 SHL、SHR和SAL指令影响标志位CF和OF, cnt=1时,SHL与SAL移位后的最高位和CF不 同,则OF=1;SHR,OF=移位前最高位 SAR指令影响标志位CF、OF、PF、SF、ZF, AF不确定;
; 测试AL中数据的奇、偶
3.3 指令系统-移位指令
逻辑左移指令: SHL dst, cnt 算术左移指令: SAL dst, cnt
计算机原理指令系统
I/O端口寻址
二. I/O端口寻址
操作数在I/O端口中时,必须通过累加器(AX或AL)实现对端口的访问 1. 直接端口寻址 — 指令直接提供8位端口的地址 例:IN AL, 63H ;AL(63H) 端口寻址时,地址不加[ ],当端口地址可用一个字节来表示时,可使用 直接端口寻址 2. 间接端口寻址 — 由DX寄存器给出16位端口地址
例:MOV AX, [BX+1000H] ;AX BX+1000H 所指向的存储单元 内容
若BX = 2000H,则将数据段(3000H, 3001H)的内容传送给AX
指令也可书写为: MOV AX, 1000H[BX]
7. 基址变址寻址
操作数的有效地址由基址寄存器和变址寄存器的内容相加产生
例:MOV
8086指令介绍
第3.3节 8086指令介绍
8086 CPU共有133条指令,根据操作性质,可分为: ➢ 传输指令 ➢ 算术运算指令 ➢ 逻辑运算和移位指令 ➢ 串操作指令 ➢ 控制转移指令
※ 操作数的符号表示 ✓ DST:目的操作数 ✓ SRC:源操作数 ✓ TARGET:循环、转移和调用指令中的目的操作数
CPU内部操作数寻址
一. 数据寻址方式
1. 立即数寻址
指令中直接给出操作数,指令执行时可以立即得到,此时 把操作数又称作“立即数”
例:MOV AL,5 ;AL5
2. 寄存器寻址
操作数放在CPU内部的寄存器中,在指令中直接指出寄存 器的名字
例:INC CX ;将CX的内容加1
3. 隐含寻址
指令已经默认是对CPU中的某个寄存器操作
PUSH 1000 错误
➢ 操作:DST (SP+1, SP),SP SP+2
第三章MCS51的指令系统
3.4.1 MCS-51数据传送指令
[1]. 以累加器A为目的操作数类指令(4条) 这4条指令的作用是把源操作数指向的内容送到累加器A。有直接、
立即数、寄存器和寄存器间接寻址方式:
MOV A,direct
(direct)→(A)直接单元30H
MOV A,0A2H
§3.1 概述
7种寻址方式,111条指令
指令所占用空 间(字节数)
指令执行周期 (运算速度)
单字节指令:49条 双字节指令:45条 三字节指令:17条
单周期指令:64条 双周期指令:45条 四周期指令:2 条
试问
1 如果一条指令执行时间为3个机器周 期,那么需要经历多少个时钟周期?
2 如果一条指令执行时使用了2us,而 晶振使用的是12MHz,请问执行这条指 令需要多少个机器周期?
(A)+((Ri))+(C)→(A) 累加器A中的内容与工作寄存 器Ri指向地址单元中的内容、连同进位位相加,结果存在A中
3.4.2 MCS-51算术运算指令
[3]. 带借位减法指令(4条)
这组指令包含立即数、直接地址、间接地址及工作寄存器与累加器A连同借位 位C内容相减,结果送回累加器A中。
3.4.1 MCS-51数据传送指令
[2]. 以寄存器Rn为目的操作数的指令(3条)
这3条指令的功能是把源操作数指定的内容送到所选定的工作寄存器 Rn中。有直接、立即和寄存器寻址方式:
MOV Rn, direct (data)→(Rn) 直接寻址单元中的内容送到寄存器Rn中 MOV R4,37H
**补充知识
MCS51系列单片机为复杂指令单片机CISC。目前单片机大 量使用的是精简指令集RISC结构单片机.
第三章MCS-51指令系统
3.1 概述
3.2
3.3
寻址方式
MCS-51的指令系统
3.4
伪指令
3.1
概述
指令:使计算机完成某种操作的命令。 指令系统 :计算机能够执行的全部操作所对应的指 令集合。 机器语言: 采用二进制编码表示指令,是计算机能够直 接识别和执行的语言。 汇编语言: 采用助记符 、符号、数字来表示指令的程序 语言,它与机器语言指令时一一对应的。
如果我们分别向DPH,DPL送数,则结果也一样。
如下面两条指令: 则就相当于执行了 MOV DPH,#35H MOV DPTR,#3512H。 MOV DPL,#12H。
(6) 累加器A与片外RAM之间的数据传递类指令(4条)
MOVX A,@Ri MOVX @Ri,A MOVX A,@DPTR MOVX @DPTR,A 说明: 1.在51中,与外部存储器RAM打交道的只可以是A累加器。所 有需要送入外部RAM的数据必需要通过A送去,而所有要读入的外 部RAM中的数据也必需通过A读入。 在此我们可以看出内外部RAM的区别了,内部RAM间可以直接 进行数据的传递,而外部则不行。 比如,要将外部RAM中某一单元(设为0100H单元的数据)送 入另一个单元(设为0200H单元),也必须先将0100H单元中的内 容读入A,然后再送到0200H单元中去。
MOV B,R0
PUSH ACC
;R0→B,R0为寄存器寻 址,B为直接寻址。
;A的内容压入堆栈
3.2.4
寄存器间接寻址
例:MOV A, @R0
• 以寄存器中内容为地址,以该地址中内容为操作数的
寻址方式。间接寻址的存储器空间包括内部RAM和
外部RAM。 • 能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0,R1,DPTR, SP。其中R0、R1必须是工作寄存器组中的寄存器。 SP仅用于堆栈操作。
03.10 第三章 - 单片机指令系统(条件转移类指令LJMP、AJMP、SJMP、JMP、JZ、DJNZ、CJNE、RET、RETI)
09:42
单片机技术
12
第三章:MSC-51 单片机指令系统
3.10.2 - 条件转移类指令
❖ 理解条件的概念 ❖ 掌握JZ、JNZ的特点和用法 ❖ 掌握DJNZ的特点和用法 ❖ 掌握CJNE的特点和用法
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单片机技术
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3.10.2 条件转移指令(JZ、DJNZ、CJNE)
❖ 1.判A转移指令(JZ、JNZ)
09:42
单片机技术
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3.10 控制转移类指令 ❖ 控制转移类指令分类
▪ 无条件转移指令: 指执行此类指令,程序将无条件转移到目的地址
包括:LJMP 、AJMP 、SJMP 、JMP
Long(长-64KB)Absolutely(绝对-2KB)Short(短-256B)Jump(跳)
▪ 条件转移指令:
指程序需满足某种条件时,才转移到目的地址,否则顺 序执行下一条指令。
包括:JC、JB、JBC、JZ、DJNZ、CJNE
09:42
单片机技术
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3.10.1 无条件转移指令(LJMP、AJMP、SJMP、JMP)
❖ 1.长转移指令(LJMP)
▪ 格式:LJMP addr16 ;PC =(PC)+ 3
;PC ← addr15~0 ▪ 范围:216B = 64KB,(0000H~FFFFH)
▪ 格式:JZ rel ;当A = 00H时转向rel,PC' =(PC)+ 2+rel ;否则顺序执行,PC' =(PC)+ 2
▪ 格式:JNZ rel ;当A ≠ 00H时转向rel,PC' =(PC)+2+rel ;否则顺序执行,PC' =(PC)+ 2
计算机原理 指令系统
第三章指令系统第一节指令基本格式及寻址方式一、指令及指令系统的概念1.指令指令是计算机硬件能够直接识别和执行的命令。
指令是计算机微操作的组合。
能够完成一定处理任务的指令序列就是计算机程序。
区别:计算机运行所需的指令及相关文档的集合称为软件。
2.指令系统一台计算机所能执行的所有指令的全体集合称为指令系统。
反而言之,不同计算机有不同的指令系统。
强调:指令系统属于计算机硬件范畴。
一个完整的指令系统应满足下面几个要求:(1)完备性:指用汇编语言编制各种程序时指令系统提供的指令足够用。
(2)有效性:指令尽其所能可能短,以便程序所占存储空间小、执行速度快。
(3)规整性:指令的长度是字节的整数倍。
对称性:所有寄存器和存储单元可以同等对待,指令可以使用各种寻址方式。
匀齐性:指令可以支持各种数据结构,编程时无需考虑数据类型。
一致性:指令的长度与数据的长度有一定的关系,以方便存取和处理。
(4)兼容性:在不同机器上能够不作修改地运行。
二、指令格式及分类1.指令格式指令包括操作码和地址码(操作数)。
操作码:表明该条指令操作的性质和功能。
地址码:表明参加操作的操作数地址和结果地址。
指令长度:是操作码的长度与地址码的长度之和。
指令的长度与字长没有固定关系,但一定是字节的整数倍。
操作码的长度,决定指令的种类(条数)。
地址码的长度,决定了指令的寻址空间(所能访问的最大存储空间)。
2.指令格式的分类根据指令中给出的操作数的个数可以将指令分为:零地址指令、一地址指令、二地址指令、三地址指令、多地址指令。
一条指令可以没有地址码,但必须要有操作码。
( )零地址指令中没有一个操作数地址,如停机指令(HALT)、空操作指令(NOP)。
三、寻址方式寻址方式包括:指令的寻址:确定本条指令的地址和下一条要执行指令的地址的方法。
(顺序寻址方式PC(程序计数器、指令指针寄存器)和跳跃寻址方式)操作数的寻址:找到操作数的方法。
操作数寻址方式有:1.立即数寻址:指令中直接给出操作数,通常用于给寄存器设置初始值,操作数在指令中,特点是寻址速度最快,缺点是灵活性最差。
单片机原理及接口技术第三章指令系统
AVR指令集
以简洁、高效著称,具有丰富的算术和逻辑操作指令。
PIC指令集
采用精简指令集(RISC)结构,以高速、低功耗为特 点。
汇编语言基础
汇编语言概念
用助记符代替机器语言中的二进制代码,更易于理解和记忆 。
汇编语言与机器语言关系
汇编语言是机器语言的符号化表示,与机器语言一一对应。
06
指令系统应用与扩展
指令系统在嵌入式系统中的应用
控制程序流程
通过条件判断、循环、跳转等指令,实现程序流 程的控制。
数据处理
对数据进行算术运算、逻辑运算、移位等操作, 满足各种数据处理需求。
系统资源管理
通过指令系统对嵌入式系统的资源进行统一管理 和调度,如内存分配、中断处理等。
自定义指令实现特定功能
提高代码效率
针对特定应用场景,设计专用指令,可以显 著提高代码执行效率。
实现特殊功能
通过自定义指令,可以实现一些标准指令集 无法完成的特殊功能。
优化算法性能
针对某些特定算法,设计专用指令进行优化, 提高算法执行效率。
指令系统扩展方法
指令集扩展
在原有指令集基础上增加新的指令,以支持 更多功能或提高性能。
寻址方式
8051单片机提供七种寻址方式,包括寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址 、立即寻址、位寻址、相对寻址和变址寻址,使得编程更加灵活高效。
指令执行时间
8051单片机的指令执行时间通常为1-4个机器周期,部分复杂 指令可能需要更多时间,但总体来说,其执行速度较快。
PIC单片机指令系统简介
精简指令集
高级语言支持
AVR单片机指令系统针对高级语言进行优化,使得使用C语言等高 级语言编程时能够生成高效的代码。
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3.1.2
8086微处理器的指令系统
指令系统可分为如下几类: 1.数据传送类 2.算术运算类 3.逻辑运算与移位指令 4.字符串处理 5.控制转移指令 6.处理器控制指令
1.数据传送类(P89表3-3)
要求掌握的指令: MOV PUSH POP XCHG
XLAT LEA IN OUT
14. OUT指令(输出指令) 格式:OUT port,A 功能: (port) ←AL 或 (port+1)_(port) ← AX
二、算术运算指令
ADD ADC INC SUB SBB DEC NEG CMP MUL IMUL DIV 加法 带进位的加法 加1 减法 带进位的减法 减1 求补 比较 无符号数乘法 有符号数乘法 无符号数除法
错误指令: INC [2000H] 正确指令: INC BYTE PTR[2000H] INC WORD PTR[2000H]
这样,编译系统才不会产生岐义。因为访问内存单元 时,内存单元是以字节为单位组织的,它可以访问 一个字节,也可以访问一个字,若指令中只有一个 操作数,这时就必须指明内存单元的类型。
2. ADC指令 格式:ADC dest,src (B/W) 功能:dest←dest+src+CF
3. INC指令 格式:INC dest 功能:dest←dest+1 注意: (1)该指令的执行不影响CF标志位。 (2)对内存单元进行加1时,要指明内存单元是字节, 还是字。可以在内存单元前加操作符BYTE PTR, 表明为字节;加WORD PTR表明是字。
指令运行后,AL=05H
AND指令常用来对一个数据的指定位清0。 如 AND AL,0FH ;实现将寄存器AL的高4位清0。
2、OR指令 格式:OR
dest,src (B/W) 功能:dest←dest∨src做或运算的结果 注意: (1)两个操作数不能都为存储器单元 表示的操作数。 (2)该指令会使CF,OF清0.
5. XLAT指令(查表指令) 格式: XLAT 功能: AL←(BX+AL) 注意:用XLAT指令前,需将表的首地址存入 寄存器BX。
例:将数据5查表转换为其ASCII码35H. 若在内存的某段区域放有数字0-9的ASCII码 值FSET TABLE MOV AL,5 XLAT
4. SUB指令 格式:SUB dest,src (B/W) 功能:dest←dest-src 注意:减法时OF溢出标志位何时为0,何时 为1?当负数减正数时,若结果为正数, OF=1;当正数减负数时,若结果为负数, OF=1;否则为0.
5. SBB指令 格式:SBB dest,src (B/W) 功能:dest←dest-src-CF
2. PUSH指令 格式:PUSH src (W) 功能:SP←SP-2 (SP+1)_(SP) ←src 用PUSH指令将一个字数据压入堆栈进行存储。
有关堆栈的概念 堆栈是一块特殊的内存区域,这块内存区域 按“后进先出”的原则来存取数据。它的段 基值放在SS段寄存器里,SP堆栈指针指向堆 栈的栈顶。堆栈操作有入栈和出栈,操作的 对象是堆栈指针所指的内存单元的数据。
13. DIV指令(除法指令) 格式:DIV src 功能:AL←AX/src的商 (若src为字节数据) AH←AX/src的余数 AX ←DX_AX/src的商 (若src为字数据) DX ←DX_AX/src的余数
14 IDIV指令(有符号数的除法指令) 格式和功能同DIV指令。
AL寄存器
3、NOT指令 格式:NOT dest (B/W) 功能:dest←dest 注意: 该指令不影响标志位
例:MOV AL,5 NOT AL 0000 0101 取反后:1111 1010
指令运行后,AL=FAH
4、XOR指令 格式:OR dest,src (B/W) 功能:dest←dest⊕src做异或运算的结果 注意: (1)两个操作数不能都为存储器单元表示的 操作数。 (2)该指令会使CF,OF清0.
例: IN AL,100; 表示将端口号为100的端口中的数据输入到寄存 器AL中。 IN AX,100; 表示将端口号为100和101的两个端口中的数据 输入到寄存器AX中。
例:
MOV DX,300 IN AL,DX 由于端口号为300,不能用8位二进制数表示, 所以需要先将端口号用MOV指令传送到寄存 器DX,再用IN指令输入DX表示的端口号中 的数据到寄存器AL中。
三、位处理指令 1、AND指令 格式:AND dest,src (B/W) 功能:dest←dest∧src 做与运算的结果 注意: (1)两个操作数不能都为存储器单元表示的操作 数。 (2)该指令会使CF,OF清0.
例:MOV AL,5 AND AL,7 0000 0101 ∧ 0000 0111 0000 0101
同理:同学们可自行推算出堆栈段内存单元 (11002H)=? 78H (11003H)=? 56H
3. POP指令 格式:PUSH dest (W) 功能: dest← (SP+1)_(SP) SP←SP+2 用POP指令将堆栈指针所指的两个内存单元 形成的字数据弹出到目的操作数中。dest可 以是寄存器,,段寄存器(CS除外),内存 单元(用有效地址表示)。
5、TEST指令 格式:TEST dest,src (B/W) 功能:dest与src做与运算,但其结果不保存, 运算前后,dest和src不变。 注意: (1)两个操作数不能都为存储器单元表示的 操作数。 (2)该指令会使CF,OF清0.
TEST指令常用来测试某些位是否为0,例如,若要 测试AL中的第3位是否为0,若为0则将BL置为0, 否则置BL为1. TEST AL,00001000B JZ ZERO JZ (Jump Zero的缩写)为条件跳转指令, MOV BL,1 运算结果为0时跳转.若结果非0,不满足 JMP OVER 跳转条件,程序顺序执行下一条指令。 ZERO:MOV BL,0 OVER:HLT JMP为无条件跳转指令,程序执行到该指
1.MOV指令 格式:MOV dest,src (B/W) 功能:dest←src dest为目的操作数,src为源操作数,B/W表 示操作数可以是字节数据(8位),也可以是 字数据(16位)
注意: (1)dest和src不能同时为存储器操作数; 错误指令:MOV [1000H],[2000H] 正确指令:MOV AL,[2000H] MOV [1000H],AL
(2) dest和src不能同时为段寄存器; 错误指令:MOV DS,SS 正确指令:MOV AX,SS MOV DS,AX
(3)不能对段寄存器用立即数赋初值; 错误指令:MOV DS, 1234H 正确指令:MOV AX,1234H MOV DS,AX
(4)不能用CS作dest。 编程人员是不允许对CS赋值的,其值是由操 作系统在系统运行时自动赋值的。
例: MOV AX,1234H MOV BX,5678H PUSH AX 交换寄存器AX,BX的值。 PUSH BX POP AX POP BX 试分析上述程序段的功能?
4. XCHG指令(交换指令) 格式: XCHG dest, src 功能: dest←→src 注意:dest和src不能都是mem操作数。 错误指令:XCHG [1000H],[2000H] 正确指令:MOV AL,[1000H] XCHG AL,[2000H] MOV [1000H],AL
例:MOV AL,5 XOR AL,7 0000 0101 ⊕ 0000 0111 0000 0010
XOR AL,00101110B 该XOR指令会使得和0相异或 的位保持不变,而和1相异或 的位取反。
异或运算规则: 相同为0,不同为1
指令运行后,AL=02H
XOR指令常用在一些程序的开头,可使某个寄存器清0,以 配合初始化的完成;还可用XOR指令来使指定位求反,而其 余位保持不变。 如 XOR AX,AX ;对累加器AX的清0
下面是一程序段: 假定指令执行前,有 MOV AX,1234H SS=1000H,SP=1006H. MOV BX,5678H PUSH AX 执行PUSH AX指令后,SP=1004H, PUSH BX (SP+1)_(SP)表示堆栈段的两个存 储单元,它们的有效地址分别是 这两个单元的数据为: 1004H,1005H. (11004H)=34H 用物理地址的生成办法,可以计算 (11005H)=12H 出这两个单元的物理地址是: 11004H,11005H,
AL=? 0FCH
CF=? 0
OF=?
1
OF标志位何时为0,何时为1? 当数据作为有符号数时,运算中产生溢出OF 就为1,否则就为0. 简单判断规则:正数与正数相加,若结果为 负数,说明产生了溢出,OF=1;负数与负数 相加,若结果为正数,也说明产生了溢出, OF=1. 判断一个数是正数,还是负数,只需看它的 最高二进制位,0正1负。
例:MOV AL,5 OR AL,7 0000 0101 ∨ 0000 0111 0000 0111
指令运行后,AL=07H
OR指令常用来对一个数据的指定位置1。 如 OR AL,02H ; 02H→00000010B,上面指令实现将寄存器AL的D1位置 1,而AL的其余位保持不变。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0