第二章 第二章 微型计算机指令系统

第二章微型计算机指令系统

ÎIA-16微机系统结构-工作原理

8086/8088微处理器周期性地执行指令

时钟/T周期—指令周期—总线周期(内部操作/总线操作)指令---微机算术、逻辑和控制功能的实现基础

重点：信息交换方法(数据流),程序流控制

*目标地址传送

1、目标地址传送

*寻址方式

2、标志传送

转移控制（转移指令过程调用中断）

3、转移控制（转移指令、过程调用、中断）

微机系统与接口

RISC/CISC--两种指令体系计算机¾精简指令计算机

d d t ti t t )(RISC —R educed I nstruction S et C omputer)SPARC, PowerPC, Alpha,ARM 指令简单，复杂功能特点指令种类很少组合代码存储器利用率低特点：指令种类很少，组合使用, 依赖:编译器

¾复杂指令计算机omple nstr ction et omp ter)

执行程序Æ指令序列(CISC —C omplex I nstruction S et C omputer) 变长编码，种类多，代码利用率低，可人工优化设计例: 80X86/Pentium 变长字节1-16字节，向下兼容，指令共微机系统与接口8086指令向下兼容8080/8085指令，共92种基本指令

指令与指令系统

指令(Instructions)指示CPU 执行某种规定操作的命令指令集或指令系统（Instruction Set ）

某一Mnemonic Symbol 某CPU 所能执行的全部指令的集合Î定义了程序员能使硬件完成的基本操作(CPU 基本性能）。机器码（指令）汇编语言/助记符（Mnemonic Symbol ）F8H =CLC 指令F5H =CMC F9H =STC 05H 00H 10H ADD AX,1000H 指令B9H 25H 00H MOV CX,0025H 01H C8H ADD AX CX 的表示微机系统与接口01H C8H ADD AX, CX

指令(代码)的获取—机器汇编

程序设计

IDE(集成开发环境)编辑器（Editor)

高级语言程序(与机器无关)

命令行(CMD/脚本语言)编译器(Compiler)

汇编语言(与机器有关)汇编器(Assembler)

待装配的BIN 指令代码(P434指令表)

链接器（Linker)可执行BIN 指令代码（指令序列）

人工汇编

微机系统与接口动态调试器(DEBUG)

(软件)SOFTWARE—FIRMWARE(固件)

汇编语言指令与构成

¾机器指令：指令的二进制代码形式。如：

050020H ÍÎMOV AX,2000H

050020H MOV AX2000H

¾汇编指令：助记符形式的指令

如：MOV BX，DX; ADD AX,2000H

语法结构--动作＋对象

指令=指令操作码+操作数

¾指令操作码→动作功能：做什么？MPU设计者定义¾指令操作数源/目标：针对什么操作？程序员决定

→

¾指令格式：指令中对操作码、操作数的编码方式

Î电路译码,微代码生成,微控制器执行

微机系统与接口

8086指令运行环境--CPU 执行某种规定操作AH AL BH BL AX ∑地址总线20位BH BL CH CL DH DL 通用

BX CX DX CS 数据总线8088:8位段寄存器SP BP DI

寄

存

DS SS 8086:16位SI 器ALU 数据总线（16位）ES IP 内部暂存器总线控制逻辑指令指针

外部

总线

运算寄存器

EU 控

123456指令队列Q 总线ALU 制系统执行单元 1 2 3 4 5 680888086（8位）

总线接口

微机系统与接口标志寄存器

EU 单元BIU

¾8086指令的书写格式教材附录:机器码格式

[[操作数1],[操作数2]]操作码[[操作数1], [操作数2]]（操作码：必备；操作数：0，1或2个，8位或16位）8086/8088采用变长编码格式属于CISC ¾8086/8088采用变长编码格式，属于CISC OP C d M d /i b di 字段1（低）字段2 字段3 字段4 字段5 字段6（高）I d Prefix 1~4字节OP Code 1~2字节Mode r/m 1字节s-i-b 1字节

disp 0,1,2,4Imd

#0,1,2,4操作码指定操作类型（操作数类型、寄存器、方向）前缀操作码寻址R/M SIB 存储偏移量立即数典型操作助记符MOV,ADD,SUB,CMP,JMP,CALL, INT r/m=寄存器/存储器; s-i-b=Scale(2)Index(3)Base(3)

微机系统与接口Disp=偏移量前缀:锁定/重复, 段、操作码、地址范围超越

前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数

前缀:/,

F0H –Lock; F2—REPNE; F3—REP/REPE

2EH—CS, 36H—SS, 3EH—DS, 26H—ES

2EH CS36H SS3EH DS26H ES

66H—操作码范围例：MOV CS:[2000H],AL 67H—地址范围REP MOVSB

微机系统与接口

前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数

d=1 到寄存器d=0 源自寄存器

v 1 移位计数1，0 计数CL

v=1=0

W=0 字节操作W=1 字操作指令

s:w=01 16 位立即数s:w=11字节带符号扩展成16位位立数字节带符号扩成

微机系统与接口