【微机原理作业】8086 基本指令和程序结构
文章目录
- 一.内容摘要
- 二.8086基本指令
-
- 1.数据传送指令
- 2.算术运算指令
- 3.逻辑运算和移位指令
- 4.串操作指令
- 5.控制转移指令
- 6.处理器控制指令
- 三.程序结构
-
- 1.顺序结构
- 2.分支结构
- 3.循环结构
- 4.子程序
一.内容摘要
1.8086基本指令
2.循环结构和分支结构及其程序的实现方法
二.8086基本指令
8086 指令系统包括六大类指令：
- 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 ⭐
具体可参考 emu8086 -> help -> documentation and tutorials -> Complete 8086 Instruction Set ⭐
1.数据传送指令
功能：将源操作数的内容传送到目的操作数中。
2.算术运算指令
功能：完成加、减、乘、除运算。
3.逻辑运算和移位指令
功能：（1）完成逻辑“反”、“与"、”或“、”异或“和测试；（2）对数据的移动
逻辑运算和移位操作指令的共同点是：
- 可以按二进制位进行操作；
- 逻辑运算指令按逻辑门电路的运算规则
- 逻辑移位指令有左移和右移，移出的位都进入CF标志
- 因移空位的补充方式不同有多种指令形式
- 逻辑移位指令中，移动超过1次则用CL寄存器做计数器
- 执行逻辑操作指令，CF均被清0
4.串操作指令
串处理指令是针对存储器操作，其的共同点是：
- 源操作数指针 DS：SI 目的操作数指针 ES：DI
- 每操作一次SI,DI修改一次，方向由DF控制
- 串操作指令前通常加上重复前缀，此时，基本操作在满足条件的情况下得到重复，直至完成预设次数。重复操作的退出： CX控制 条件控制(ZF标志)
- 指令后不带操作数，操作数在此指令前给定。
5.控制转移指令
功能：执行跳转、调子程序、中断服务等。
- 8086程序的执行顺序由代码段寄存器CS和指令指针寄存器IP的值决定。
- 程序可以按顺序执行，也可以根据情况改变程序的执行顺序。
- 控制转移指令就是通过改变CS和IP的值来实现程序的转移。
6.处理器控制指令
三.程序结构
汇编程序有4种基本结构：
- 顺序结构 ⭐
- 分支结构 ⭐
- 循环结构 ⭐
- 子程序⭐
1.顺序结构
无分支，无循环，无转移，直线运行到底。例如：
;
;*****************************************************************************
; @file add2.asm
; @author Xiaoxiao
; @date 2020-9-29
; @brief 顺序结构：两个十六进制数相加
; @blog https://blog.csdn.net/weixin_43470383/article/details/108625923
;*****************************************************************************
;
data segment
X DW 2020H ; 被加数
Y DW 2019H ; 加数
RESULT DW ? ; 分配数存放单元
data ends
stack segment
dw 128 dup(0)
stack ends
code segment
assume cs:code,ds:data ; 段假设
start:
MOV AX, DATA
MOV DS, AX
; 给除CS以外的其他用到的段的段寄存器赋值
MOV AX, X
ADD AX, Y
MOV RESULT, AX
; 处理并存储结果
MOV AH, 4CH
INT 21H
; 程序运行结束，关闭并返回操作系统
code ends
end start
2.分支结构
指令执行过程中，需要进行判断、选择，来决定下一步执行的程序段。例如：
;
;*****************************************************************************
; @file pos_neg.asm
; @author Xiaoxiao
; @date 2020-9-29
; @brief 分支结构：判断MEMS单元数据，将结果存入MEMD单元。
; 若数据＞0，结果为1,；若数据＜0,结果为-1；若数据=0，结果为0
; @blog https://blog.csdn.net/weixin_43470383/article/details/108625923
;*****************************************************************************
;
DATA SEGMENT ;定义数据段
MEMS DB 08H ; 定义一个字节数据
MEMD DB 0 ; 定义一个字节数据，未赋值
DATA ENDS ; 数据段结束
CODE SEGMENT ;定义代码段
ASSUME CS: CODE, DS:DATA ;段属性说明
START: ;这里是程序的入口
MOV AX , DATA
MOV DS, AX ;初始化DS
MOV AL, MEMS ;将MEMS中数据送入AL中
CMP AL,0 ;将(Al)=08H与0进行比较
JGE NEXT ;≥0，转到标号NEXT处执行
MOV AL,-1 ; ＜0,结果为-1
JMP DONE ; 无条件跳转到标号DONE处执行
NEXT:
JE DONE ; =0，跳转到标号DONE处执行
MOV AL,1 ; ＞0，结果为1
DONE:
MOV MEMD,AL ; 将(AL)内容送入(MEMD)中
MOV AX, 4C00H
INT 21H ;程序结束，返回DOS
CODE ENDS ;代码段结束
END START ;汇编程序结束，指定程序入口地址
程序中的 JGE NEXT 指令即根据标志位 SF 和 OF 判断是否转移到程序段NEXT，如果SF = OF则转移
点击 single step 下一步执行 CMP AL,0
结果标志位 SF = OF，下一步执行 JGE NEXT
由于 SF = OF，执行 JGE NEXT 之后直接跳转到 NEXT，跳过
MOV AL,-1 ; ＜0,结果为-1
JMP DONE ; 无条件跳转到标号DONE处执行
接下来条件判断转移指令 JE DONE 类似，若标志位 ZF = 1，则转移。
3.循环结构
满足一定条件时，重复执行一段程序。
循环控制有3种：
- 计数法：将循环次数送到 CX 寄存器，循环一次之后，执行 LOOP 指令的时候自动对 CX 寄存器做减1操作。
- 比较结束条件法：满足比较条件，则结束循环。
- 设定标志结束法：比如可以设 0FFH 为结束标志。
例程：
;
;*****************************************************************************
; @file scan.asm
; @author Xiaoxiao
; @date 2020-9-29
; @brief 循环结构：在ES中从2000H单元开始存放了10个字符，寻找其中有无"A"
; @blog https://blog.csdn.net/weixin_43470383/article/details/108625923
;*****************************************************************************
;
data segment
DATA1 DW 0
DATA2 DW 0
ends
stack segment
dw 128 dup(0)
ends
code segment
assume cs:code,ds:data,ss:stack
start:
mov ax, data
mov ds, ax
mov es, ax
MOV DI, 2000H
MOV BX, DI ; 偏移地址
MOV CX, 0AH ; 10个字符
MOV AL, 'A' ; 待检索数据
CLD ; (SI、DI)地址自增
REPNZ SCASB ; 重复
JZ FOUND
MOV DI, 0
JMP DONE
FOUND:
DEC DI
MOV DATA2, DI
INC DI
SUB DI, BX ; 搜索次数
DONE:
MOV DATA1, DI
HLT
mov ax, 4c00h
int 21h
ends
end start ; set entry point and stop the assembler.
程序中的 REPNZ SCASB 即根据标志位 CX 和 ZF 判断是否循环进行串搜索 SCASB 指令。每执行一次 SCASB 指令，CX寄存器自动减1，若 CX ≠ 0 且 ZF = 0，搜索操作继续进行。
点击执行下一步指令 REPNZ SCASB。
CX ≠ 0 且 ZF = 0，经判断满足继续循环的条件。
执行完 SCASB 指令，CX内容减1。
CX ≠ 0 且 ZF = 0，经判断满足继续循环的条件。如此循环下去，CX 由原来的 000AH 变成 0000H 时，表明搜索完10次，结束循环。循环过程中，如果 CX ≠ 0 且 ZF = 1，表明搜索到“A”，循环也会终止。
4.子程序
- 将具有特定功能的代码封装成段，即为子程序（过程）。编写子程序能使程序看起来更简洁，方便二次调用。
- 若与主程序同段，则该子程序的属性为 NEAR，调用主程序时需要将 IP 寄存器的值入栈保存；若子程序与主程序不同段，则属性为 FAR，调用主程序时需要将 CS 和 IP 寄存器的值入栈保存。
- 子程序的最后一条指令时 RET，执行该指令，返回地址从堆栈中弹出，控制返回到被调用处。
下面是我们老师给出的程序，该程序的作用是判断随机数的奇偶性，分别存储至 odd_number 和 even_number ，并计数。
DATA SEGMENT
random_number DW 20 DUP(0)
odd_number DW 20 DUP(0)
even_number DW 20 DUP(0)
count DW 0
odd_count DW 0
even_count DW 0
DATA ENDS
STACK SEGMENT
DW 128 DUP()
STACK ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACK
START:
MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV CX,20 ; 20次循环
LOOP_PRO:
CALL RAND ; 产生 WORD 随机数，保存在 BX 中
MOV SI, count
INC count
SHL SI, 1
MOV random_number[SI], BX
MOV AX, BX
AND AX, 0x0001
JZ EVEN_PRO
ODD_PRO:
MOV SI, odd_count
INC odd_count
SHL SI, 1
MOV odd_number[SI], BX
LOOP LOOP_PRO
JMP $
EVEN_PRO:
MOV SI, even_count
INC even_count
SHL SI, 1
MOV even_number[SI], BX
LOOP LOOP_PRO
JMP $
RAND PROC
PUSH CX
PUSH DX
PUSH AX
STI ; IF置1，允许响应可屏蔽中断
MOV AH,0 ;读时钟计数器值
INT 1AH
MOV BX,DX ;随机数存BX
POP AX
POP DX
POP CX
RET
RAND ENDP
CODE ENDS
END START
这段程序中包含1个子程序，RAND 子程序用于产生随机数。
LOOP_PRO 段调用 RAND 子程序，用于传递随机数，并判断奇偶性。
ODD_PRO 段用于处理奇数（存储数据并计数），EVEN_PRO 段用于处理偶数（存储数据并计数）。
参考：《微机原理与接口技术》（第4版）电子工业出版社