微机原理与接口 第4章3_算术运算类指令.ppt

1,数据传送指令总结,共14条，分为4组,2,二、算术运算类指令,算术运算类指令用来执行二进制的算术运算：加减乘除。这类指令会根据运算结果影响状态标志，有时要利用某些标志才能得到正确的结果；使用他们时请留心有关状态标志方法：通过理解指令含义、多读程序掌握指令。,3,80868088有丰富的算术运算指令，而且可以处理4种类型的数据，如下表所示：,4,二、算术运算指令（四类，20条）,5,运算数据格式和对标志位影响,1）数据类型,6,2）运算数据格式和对标志位影响,对标志位的影响：所有算术运算指令都影响状态标志CF、PF、AF、ZF、SF和OF当无符号数运算结果溢出时，CF=1当有符号数运算产生溢出时，OF=1当运算结果中低8位有偶数个1或0个1，则PF=1若加法时第3位给第4位进位，或减法时第3位从第4位借位，则AF=1若运算结果为0，则ZF=1若运算结果为负数，则SF=1,7,3）加法和减法指令,加法指令:ADD,ADC和INC减法指令:SUB,SBB,DEC,NEG和CMP他们分别执行字或字节的加法和减法运算，除INC和DEC不影响CF标志外，其他按定义影响全部状态标志位操作数组合：运算指令助记符reg,imm/reg/mem运算指令助记符mem,imm/reg,8,加和减指令,ADDdest,src；加法：destdestsrc；ADD指令使目的操作数加上源操作数，和的结果送到目的操作数SUBdest,src；减法：destdestsrc；SUB指令使目的操作数减去源操作数，差的结果送到目的操作数,9,(1)加法指令,在微处理器中，没有专用的BCD码运算指令，使用二进制运算指令进行BCD码数的运算，然后用BCD码运算调整指令进行调整，重新得到BCD码的结果。,：影响；：不影响：状态不定；1：置为1,10,（1）加法指令,加法指令ADD(ADDition)。指令格式及操作：ADDdst，src；(dst)(dst)+(src)带进位加法指令ADC(ADditionwithCarry)。ADCdst，src；(dst)(dst)+(src)+(CF)例、4字节的加法MOVAX，SIADDDI，AXMOVAX，SI+2ADCDI+2，AX,11,多字节加法运算程序例4.3计算两个多字节十六进制数之和：3B74AC60F8H+20D59E36C1H=?式中被加数和加数均有5个字节，可以编一个循环程序实现以上运算。假设已将被加数和加数分别存入从DATA1和DATA2开始的两个内存区，且均为低位字节在前，高位字节在后，如图4.15所示。要求相加所得结果仍存回以DATA1为首址的内存区。（如果结果存放到DATA3为为首址的内存区？）,12,图4.15例4.3中被加数和加数在内存中的存放情况,图4.16例4.3的程序流程图,13,程序流程图如图4.16所示。程序如下：MOVCX，5；设置循环次数MOVSI，0；置位移量初值CLC；清进位CFLOOPER：MOVAL，DATA2SI；取一个加数ADCDATA1SI，AL；和一个被加数相加INCSI；位移量加1DECCX；循环次数减1JNZLOOPER；加完否，若没完，转LOOPERHLT；程序暂停,14,如果结果存放到DATA3为为首址的内存区？程序如下：MOVCX，5；设置循环次数MOVSI，0；置位移量初值MOVDI，0CLC；清进位CFLOOPER：MOVAL，DATA2SI；取一个加数ADCAL，DATA1SI；和一个被加数相加MOVDATA3DI，ALINCSI；位移量加1INCDIDECCX；循环次数减1JNZLOOPER；加完否，若没完，转LOOPERHLT；程序暂停,15,加1指令INC(INCrementby1)。指令格式及操作：INCdst；(dst)(dst)+1INCreg/mem;指令影响状态标志位，如SF、ZF、AF、PF和OF，但对进位标志CF没有影响。INC指令中目的操作数可以是寄存器或存储器，但不能是立即数和段寄存器。其类型为字节操作或字操作均可。例如：INCDLINCSIINCBYTEPTRBXSI；对存储器字节操作INCWORDPTRDI；对存储器字操作使用场合：INC指令常常用于在循环程序中修改地址。,16,(2)减法指令。减法指令包括不带借位减法指令、带借位减法指令、减1指令、求补指令和比较指令。,SUB目的，源；不带借位的减法SBB目的，源；带借位的减法DEC目的；减1指令NEG目的；求补指令CMP目的，源；结果不送回，只影响状态位AAS；减法的ASCII调整指令DAS；减法的十进制调整指令,17,减法指令,18,减法指令SUB(SUBtraction)。指令格式及操作：SUBdst，src；(dst)(dst)(src)，影响状态标志位操作数的类型：目的操作数可以是寄存器或存储器，源操作数可以是立即数、寄存器或存储器，但不允许两个存储器操作数相减；既可以字节相减，也可以字相减。数据的类型：可据程序员的要求约定为带符号数或无符号数。当无符号数不够减时产生借位（CF=1）。当带符号数的不够时减将得到负的结果（SF1），带符号数相减如果结果溢出，则OF置1。SUBAL，37HSUBDX，BXSUBCX，VARE1SUBARRAYDI，AXSUBBETABXDI，512；BETA为字型变量，若为字节型变量，则源操作数超出范围,19,带借位减法指令SBB(SuBtractionwithBorrow)。SBBdst，src；(dst)(dst)(src)(CF)，影响状态标志位带使用场合：借位减指令主要用于多字节的减法。SBBBX，1000SBBCX，DXSBBAL，DATA1SISBBDISPBP，BLSBBBYTEPTRSI+6，97,20,减1指令DEC(DECrementby1)。DECdst；(dst)(dst)1DEC指令将目的操作数减1，结果送回目的操作数。指令对状态标志位SF、ZF、AF、PF和OF有影响，但不影响进位标志CF。操作数可以是寄存器或存储器(立即数和段寄存器不可)。其类型是字节操作或字操作均可。在循环程序中常常利用DEC指令来修改循环次数。,指令举例DECBLDECCXDECBYTEPTRBXDECWORDPTRBPDI,指令使用举例MOVAX，0FFFFHCYC：DECAXJNZCYCHLT,21,求补指令NEG(NEGate)。NEGdst；(dst)0(dst)NEG指令的操作是用“0”减去目的操作数，结果送回原来的目的操作数。求补指令对状态标志位有影响。操作数可以是reg或mem。可以对8位数或16位数求补。使用场合：利用NEG指令可以得到负数的绝对值。例如：NEGBLNEGAXNEGBYTEPTRBPSINEGWORDPTRDI+20,22,例4.4内存数据段存放了200个带符号数，首地址为TAB1，要求将各数取绝对值后存入以TAB2为首址的内存区。由于200个带符号数中可能既有正数，又有负数，因此先要判断正负。如为正数，可以原封不动地传送到另一内存区；如为负数，则需先求补即可得到负数的绝对值，然后再传送。程序如下：画出流程图,23,05h,F1h,tab1,tab2,DS,eg：以tab1为首地址存放了200个带符号数，要求将各数求绝对值后存入以tab2为首地址的内存区。,求绝对值,24,LEASI，TAB1；(SI)源地址指针LEADI，TAB2；(DI)目标地址指针MOVCX，200；(CX)循环次数CHECK：MOVAL，SI；取一个带符号数到ALORAL，AL；AL内容不变，但使之影响标志JNSNEXT；若(SF)=0，则转NEXTNEGAL；否则求补NEXT：MOVDI，AL；传送到目标地址INCSI；源地址加1INCDI；目标地址加1DECCX；循环次数减1JNZCHECK；如不等于零，则转CHECKHLT；停止,25,比较指令CMP(CoMPare)。指令格式及操作：CMPdst，src；(dst)(src)CMPREG/Mem,Imm/REG/Mem比较指令与减法指令SUB的区别：CMP指令将目的操作数减源操作数，但结果不送回目的操作数。执行比较指令以后，被比较的两个操作数内容均保持不变，而比较结果反映在状态标志位上。,26,对操作数要求：CMP指令的目的操作数可以是寄存器或存储器，源操作数可以是立即数、寄存器或存储器，但不能同时为存储器。可以进行字节字比较。例如：CMPAL，0AH；寄存器与立即数比较CMPCX，DI；寄存器与寄存器比较CMPAX，AREA1；寄存器与存储器比较CMPBX+5，SI；存储器与寄存器比较比较指令的执行结果将影响状态标志位。例如，若两个被比较的内容相等，则(ZF)=1。又如，假设被比较的两个无符号数中，前者小于后者(即不够减)，则(CF)=1，等等。比较指令常常与条件转移指令结合起来使用，完成各种条件判断和相应的程序转移。,27,例4.5在数据段从MYDATA开始的存储单元中分别存放了两个8位无符号数，试比较它们的大小，并将大者传送到MAX单元。程序如下：LEABX，MYDATA；MYDATA偏移地址送BXMOVAL，BX；第一个无符号数送ALINCBX；BX指向第二个无符号数CMPAL，BX；两个数比较JNCDONE；如CF=0，则转DONEMOVAL，BX；否则，第二个无符号数送ALDONE：MOVMAX，AL；较大的无符号数送MAX单元HLT；停止,28,例、加减运算对状态位影响,movax,7348h；AX7348Haddal,27h；AL48H27H6FH，AX736FH；OF0，SF0，ZF0，PF1，CF0addax,3fffh；AX736FH3FFFHB36EH；OF1，SF1，ZF0，PF0，CF0subah,0f0h；AHB3HF0HC3H，AXC36EH；OF0，SF1，ZF0，PF1，CF1movwordptr200h,0ef00h；200HEF00H，标志不变sub200h,ax；200HEF00HC36EH2B92H；OF0，SF0，ZF0，PF0，CF0subsi,si；SI0；OF0，SF0，ZF1，PF1，CF0,29,(3)乘法指令,AL,源操作数,AX,源操作数,：不确定，：影响。,30,无符号数乘法指令MUL(MULtiplicationunsigned)。指令格式及操作：MULsrc；(AX)(AL)(src)(字节乘法)；(DX:AX)(AX)(src)(字乘法)例、MULAL；AL乘以AL，结果在AX中MULBX；AX乘以BX，结果在DX:AX中MULBYTEPTRDI+6；AL乘以存储器(8位)，结果在AX中MULWORDPTRALPHA；AX乘以存储器(16位)，结果在；DX:AX中,31,如果运算结果的高半部分(在AH或DX中)为零，则状态标志位(CF)=(OF)=0，否则(CF)=(OF)=1。因此，状态标志位(CF)=(OF)=1，表示AH或DX中包含着乘积的有效数字。例如：MOVAL，14H；(AL)=14HMOVCL，05H；(CL)=05HMULCL；(AX)=0064H，(CF)=(OF)=0本例中结果的高半部分(AH)=0，因此，状态标志位(CF)=(OF)=0。AAM；乘法的ASCII码调整指令，只能在MUL指令后。调整算法：AH=AL/10AL=ALMOD10,32,带符号数的乘法IMUL(IntegerMULtiplication)。指令格式如下：IMULsrc；(AX)(AL)(src)(字节乘法)；(DX:AX)(AX)(src)(字乘法)IMUL指令对状态标志位的影响以及操作过程同MUL指令。但IMUL指令进行带符号数乘法，指令将两个操作数均按带符号数处理。这是它与MUL指令的区别所在。数值范围不同:8位和16位带符号数的取值范围分别是128+127和32768+32767。如果乘积的高半部分仅仅是低半部分符号位的扩展（当乘积为正值时，其符号位为零），则状态标志位(CF)=(OF)=0；否则，高半部分包含乘积的有效数字而不只是符号的扩展(当乘积是负值时，其符号位为1，则AH或DX的高半部分为8位全1或16位全1)，则(CF)=(OF)=1。,33,例如:MOVAX，04E8H；(AX)=04E8HMOVBX，4E20H；(BX)=4E20HIMULBX；(DX:AX)=(AX)(BX),以上指令的执行结果为：(DX)=017FH，(AX)=4D00H，且(CF)=(OF)=1。实际上以上指令完成带符号数+1256和+20000的乘法运算，得到乘积为+25120000。由于此时DX中结果的高半部分包含着乘积的有效数字，故状态标志位(CF)=(OF)=1。,34,例：计算两个非压缩十进制数95，编写程序段。解：AAM指令用来调整两个非压缩十进制数相乘的结果，调整后得到的非压缩十进制数其高位放在AH中，低位放在AL中。MOVAL，09MOVBL，05MULBL;(AX)=002DHAAM执行该指令段后：AH=04H，AL=05H调整算法：AH=AL/10AL=ALMOD10;(取余数),35,DIV源：无符号数除法8位除法：AX/源的商在AL中，AX/源的余数在AH中16位除法：（DX，AX）/源的商在AX中，余数在DXIDIV源(IntegerDivision)：有符号数除法AAD(ASCIIAdjustforDivision)：调整非压缩十进制数，调整被除数，调整算法:AL=AH*10+ALAH=0,(4)除法指令,36,无法确定,无法确定,37,8086/8088CPU执行除法时规定：除数只能是被出数的一半字长。当被除数为16位时，除数应为8为；当被除数为32位时，除数应为16为,38,无符号数除法指令DIV(DIVisionunsigned)。DIVsrc；(AL)(AX)/(src)的商(字节除法)；(AH)(AX)/(src)的余数；(AX)(DX:AX)/(src)的商(字除法)；(DX)(DX:AX)/(src)的余数执行DIV指令时，如果除数为0，或字节除法时AL寄存器中的商大于FFH，或字除法时AX寄存器中的商大于FFFFH，则CPU立即自动产生一个类型号为0的内部中断。有关中断的概念将在本书第7章中详细讨论。DIV指令使状态标志位SF、ZF、AF、PF、CF和OF的值不确定。,39,隐含：在DIV指令中，一个操作数(被除数)隐含在累加器AX(字节除)或DX:AX(字除法)中，另一个操作数src(除数)必须是寄存器或存储器操作数。两个操作数被作为无符号数对待。例如：DIVBL；AX除以BLDIVCX；DX:AX除以CXDIVBYTEPTRDATA；AX除以存储器(8位)DIVWORDPTRDI+BX；DX:AX除以存储器(16位),40,下面几条指令将DX：AX中的一个32位无符号数除以CX中的一个16位无符号数。MOVAX，0F05H；(AX)=0F05HMOVDX，068AH；(DX)=068AHMOVCX，08E9H；(CX)=08E9HDIVCX；商(AX)=BBE1H，余数(DX)=073CH执行结果为：068A0F05H08E9H=BBE1H073CH。除法指令规定了必须用一个16位数除以一个8位数，或用一个32位数除以一个16位数，而不允许两个字长相等的操作数相除。如果被除数和除数的字长相等，如何处理？（对符号数和有符号数处理有所不同）,41,带符号数除法指令IDIV(IntegerDIVision)。IDIVsrc；(AL)(AX)/(src)的商(字节除法)；(AH)(AX)/(src)的余数；(AX)(DX:AX)/(src)的商(字除法)；(DX)(DX:AX)/(src)的余数数值范围及中断的产生:执行IDIV指令时，如除数为0，或字节除法时AL寄存器中的商超出128+127的范围，或字除法时AX寄存器中的商超出32768+32767的范围，则自动产生一个类型为0的中断。如果被除数和除数字长相等，则在用IDIV指令进行带符号数除法之前，必须先用符号扩展指令CBW或CWD将被除数的符号位扩展，使之成为16位数或32位数。关于CBW和CWD指令，本节后面将进行介绍。,42,(5)符号扩展指令。对于无符号数，扩展字长比较简单，只需添上足够个数的零即可。例如，以下两条指令将AL中的一个位无符号数扩展成为16位，存放在AX中。MOVAL，0FBH；(AL)=11111011BXORAH，AH；(AH)=00000000B但对于带符号数，扩展字长时正数与负数的处理方法不同。正数的符号位为零，而负数的符号位为，因此，扩展字长时，应分别在高位添上相应的符号位，这样才能保证原数据的大小和符号不变。符号扩展指令就是用来对带符号数字长的扩展。,43,字节扩展指令CBW(ConvertBytetoWord)。CBW；如果(AL)9时，调整指令需做加60H处理。,72+91=163,加法运算后，当CF=1(有进位产生)时，调整指令应做加60H处理。,49,(1)十进制加法的调整指令。根据BCD码的种类，对BCD码加法进行十进制调整的指令有两条，即AAA和DAA。非压缩型BCD码加法调整指令AAA(ASCIIAdjustforAddition)。指令格式如下：AAA压缩型BCD码加法调整指令DAA(DecimalAdjustforAddition)。指令格式如下：DAA,50,AAA指令的操作为：如果(AL)0FH9或(AF)1则(AL)(AL)06H(AH)(AH)1(AF)1(CF)(AF)(AL)(AL)0FH)否则(AL)(AL)0FH)DAA指令的操作为：如果(AL)0FH9,(AF)1则(AL)(AL)06H(AF)1如果(AL)9FH或(CF)1则(AL)(AL)60H(CF)1,与AAA指令不同，DAA只对AL中的内容进行调整，任何时候都不会改变AH的内容。,51,例要求计算两个十进制数之和，78？。可用以下指令实现：MOVAX,0007H;(AL)=07H,(AH)=00HMOVBL,08H;(BL)=08HADDAL,BL;(AL)=0FHAAA;(AL)=05H,(AH)=01H;(CF)=(AF)=1MOVAX,0007H;(AL)=07H,(AH)=00HMOVBL,08H;(BL)=08HADDAL,BL;(AL)=0FHDAA;(AL)=15H,(AH)=00H;(CF)=0,(AF)=1,52,例4.6计算4609+3875=?本例要求实现十进制多位数的加法。假设被加数的每一位数都以ASCII码形式存放在内存中，低位在前，高位在后。另外留出个存储单元，以便存放相加所得的结果，如图4.19所示。程序的流程图见图4.20。,53,图4.19例4.4数据存放情况,图4.20例4.4的程序流程图,54,程序如下：LEASI，STRING1；(SI)被加数地址指针LEABX，STRING2；(BX)加数地址指针LEADI，SUM；(DI)结果地址指针MOVCX，4；(CX)循环次数CLC；清进位标志CFNEXT：MOVAL，SI；取一个字节被加数ADCAL，BX；与加数相加AAA；ASCII调整MOVDI，AL；送存INCSI；SI加1INCBX；BX加1INCDI；DI加1DECCX；循环次数减1JNZNEXT；如不为零，转NEXTHLT；停止,55,(2)十进制减法的调整指令。AAS和DAS。非压缩型BCD码减法调整指令AAS；该指令隐含寄存器操作数为AL和AH。调整两个非压缩十进制数相加的结果，它不能单独使用，总是跟在减法指令后，且总是对AL寄存器操作。结果是一个非压缩十进制数，仍放在AL中，如果向高位有进位AF=1，则进到AH中。压缩型BCD码减法调整指令DAS；用于对两个压缩十进制数的相减结果进行调整，也总是跟在减法指令后。指令隐含寄存器操作数AL。,56,AAS指令的操作为：如果(AL)0FH9或(AF)1则(AL)(AL)06H(AH)(AH)1(AF)1(CF)(AF)(AL)(AL)0FH)否则(AL)(AL)0FH)DAS指令的操作为：如果(AL)0FH9,(AF)1则(AL)(AL)06H(AF)1如果(AL)9FH或(CF)1则(AL)(AL)60H(CF)1,与DAA指令类似，DAS指令也只对AL寄存器中的内容进行调整，而不改变AH的内容。DAS指令也将影响状态标志位SF、ZF、AF、PF和CF，但不影响OF。,57,例如，想要进行两位十进制数的减法运算：134=?,MOVAX，0103H；(AH)=01H，(AL)=03HMOVBL，04H；(BL)=04HSUBAL，BL；(AL)=03H04H=FFHAAS；(AL)=09H，(AH)=0,例如，要求完成两个2位的十进制数的减法运算：8338=?MOVAL，83H；(AL)=83HMOVBL，38H；(BL)=38HSUBAL，BL；(AL)=4BHDAS；(AL)=45H,58,(3)十进制乘除法的调整指令。对于十进制数的乘除法运算，8086/8088指令系统只提供了非压缩型BCD码的调整指令，而没有提供压缩型BCD码的调整指令。因此，8086/8088CPU不能直接进行压缩型BCD码的乘除法运算。非压缩型BCD码的乘除法与加减法不同：加减法可以直接用ASCII码参加运算，而不管其高位上有无数字，只要在加减指令后