计算机系统组成与体系结构第3章.pptVIP

计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 3.5 实例：8085微处理器指令集结构 本小节分析Intel 8085微处理器的ISA。 3.5.1 8085微处理器的寄存器组 通用数据寄存器： 累加寄存器A -- 总是接收一个8位的算术或逻辑指令的结果；也为所有采用二操作数的指令提供一个操作数。 六个通用寄存器 -- 命名为B、C、D、E、H和L ，也可成对访问：BC、DE、HL，可用来存放16位操作数 ，寄存器对HL还常用来指向内存单元。 16位的堆栈指针寄存器SP：包含堆栈顶部的地址。 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 5个标志，共同组成标志寄存器： ● 符号标志S：表明算术或逻辑指令计算出的结果的符号。其中，值1表示负数；值0表示正数（或零）。 ● 零标志Z：如果算术或逻辑运算指令产生的结果为0，则将Z置为1；否则Z为0。 ● 奇偶标志P：如果算术或逻辑运算结果中有偶数个1，则将P置为1；否则P为0。 ● 进位标志CY：当算术运算产生进位时CY置1。 ● 辅助进位标志AC：与进位标志类似。但不是指最高位进位值，而是指结果的低四位向高四位的进位值。 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 中断标志寄存器IM：用于允许和禁止中断而且检查待处理的中断。程序员可以读取并且设置该寄存器中的值来处理中断。 3.5.2 8085微处理器指令集 8085指令集总共包含了74条指令。可分为三个部分：数据传送指令、数据运算指令和程序控制指令。采用如下记号描述： ● r，r1，r2：表示任何一个8位寄存器A，B，C，D，E，H，或者L。 ● M：表示内存单元，默认为M[HL]。即内存单元的地址存在寄存器对HL中。 ● rp：表示任何一个16位寄存器对BC，DE，HL，或者堆栈指针SP。 ● Г：一个16位地址或者数据值。 ● n：一个8位地址或者数据值。 ● cond：条件指令的一个条件。可能为：NZ、Z、P、N、PO、PE、NC、C。 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 数据传送指令以及它们的功能。除了POP PSW指令外，其它指令都不会修改标志的值。 表3.3 8085微处理器的数据传送指令 G 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 数据运算指令。 大多数会影响表中的标志。 表3.4 8085微处理器的数据运算指令 r 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 13条程序控制指令。DI，EI，RIM和SIM包含在此因为它们可以处理中断，而中断最终又会影响程序控制。这些指令都不修改标志。 表3.5 8085微处理器的程序控制指令 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 指令的通用格式。一些指令有指定寄存器的字段，而另一些指令这些部分却是固定的。 图3.6 8085的指令格式 一字节 二字节 三字节 三字节 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 3.5.3 一个简单的8085程序 计算和1＋2＋……＋n，并且把结果存储于内存单元total中 。n值最初存于标志为n的内存单元中。 当设计此程序时，我们计算如n＋（n－1）＋……＋1形式的总和。 算法如下： 与相对简单CPU中的程序不同，由于有足够的寄存器可供调度，8085程序把它的运行值存储在CPU寄存器中。寄存器B包含数值i，总和存储在寄存器A中。 1: i＝n，sum＝0 2：sum＝sum＋i，i＝i－1 3：IF i≠0 THEN GOTO 2 4：total＝sum 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* 执行该算法的8085代码如下： LDA n MOV B,A XRA A ｝sum＝A?A＝0 Loop: ADD B ｝sum＝sum＋i DCR B ｝i＝i－1 JNZ Loop ｝IF i≠0 THEN GOTO Loop STA total ｝total＝sum i＝n 运行值存储在CPU寄存器，减少了内存访问次数，程序更短、运行速度更快 该程序仅需要七条指令，而对于相对简单CPU的程序则需要13条指令。它的循环段（执行了n次）仅需要三条指令；而对于相对简单CPU同样的循环则需要10条指令。 计算机组成与结构 湖南大学计算机与通信学院 3-* P101.习题20： MVI B, 10 XRA A