Регистры состояния и управления

В микропроцессор включены несколько регистров, которые постоянно содержат информацию о состоянии как самого микропроцессора, так и программы, команды которой в данный момент исполняются. К этим регистрам относятся:

Регистр флагов Flags (F);

Регистр указателя команды IP.

Используя эти регистры, можно получать информацию о результатах выполнения команд и влиять на состояние самого микропроцессора.

Регистр флагов

CF (Carry Flag) – флаг переноса;

PF (Parity Flag) – флаг паритета;

AF (Auxiliary Flag) – вспомогательный флаг переноса;

ZF (Zero Flag) – флаг нуля;

SF (Sign Flag) – флаг знака;

OF (Overflow Flag) – флаг арифметического переполнения;

TF (Trap Flag) – флаг трассировки;

IF (Interrupt Flag) – флаг прерывания;

DF (Direction Flag) – флаг направления.

 

Таблица 5.5 Флаги состояния
№ бита	Название	Описание
	CF (Carry Flag) - флаг переноса	Устанавливается в 1, если результат математической операции не помещается в приемник или если при выполнении операции требуется заем. Также используется в командах сдвига.
	PF (Parity Flag) - флаг паритета	Устанавливается в 1, если младшие 8 бит результата операции содержат четное количество битов, равных 1.
	AF (Auxiliary Flag) - вспомогательный флаг переноса	Устанавливается в 1, если произошел заем или перенос для 3 бита результата.
	ZF (Zero Flag) - флаг нуля	Устанавливается в 1, если результат операции равен 0, иначе сбрасывается в 0.
	SF (Sign Flag) - флаг знака	Применяется при работе с числами со знаком, так как дублирует состояние старшего бита результата, который определяет его знак: 0 - результат является положительным числом, 1 - отрицательным.
	OF (Overflow Flag) - флаг переполнения	Применяется при работе с числами со знаком, так как устанавливается в 1, если результат операции выйдет за пределы допустимого значения для результата.

 

	Таблица 5.5 Продолжение Флаги управления
№ бита	Название	Описание
	TF (Trap Flag) - флаг трассировки	Если флаг установлен, то процессор переходит в режим покомандной работы. Используется при отладке программ отладчиками.
	IF (Interrupt Flag) - флаг прерывания	Если флаг установлен, то маскируемые аппаратные прерывания разрешены.
	DF (Direction Flag) - флаг направления	Задает направление обработки цепочек. Если флаг установлен, то значение регистров ESI и EDI при цепочечных операциях будет ав­томатически уменьшаться, то есть цепочки будут обрабатываться от конца к началу.

 

Формирование физического адреса в микропроцессоре Intel 8086

Адресное пространство микропроцессора i8086 составляет 1 Мбайт и обеспечивается 20-разрядной шиной адреса. Логически память разбивается на сегменты размером 64 Кбайт. Физический адрес (РА) памяти, поступающий на шину адреса микропроцессора, состоит из двух 16-битных частей - адреса сегмента (Seg) и исполнительного адреса (ЕА), суммируемых со смещением 4 бита. Сдвиг адреса сегмента на 4 бита влево эквивалентен его умножению на 16, т.е. физический адрес вычисляется как РА = 16 X Seg + ЕА. Адрес сегмента может храниться в одном из сегментных регистров: CS, DS, SS или ES.

Рис. 5.5 Формирование физического адреса

Исполнительный адрес, также называемый эффективным адресом, может быть константой, содержимым регистра, ячейки памяти или суммой нескольких величин (например, двух регистров и константы), но эта сумма является 16-разрядной, т.к. перенос игнорируется. Таким образом, физический адрес никогда не перейдет границу 64-килобайтного сегмента, на начало которого указывает текущий сегментный указатель.

 

Способы адресации микропроцессора

Регистровая адресация. Операнд (байт или слово) находится в регистре. Этот способ применим ко всем программно адресуемым регистрам микропроцессора.

Пример:

push es

mov dx, cx

xchg al, ah

Непосредственная адресация. Операнд (байт или слово) записывается непосредственно в коде команды.

Пример:

mov ax, 2DF4h

mov dh, C2h

Прямая адресация к памяти. В команде указывается символическое обозначение ячейки памяти, над содержимым которой требуется выполнить операцию, либо ее адрес, заключенный в квадратные скобки.

Пример:

mov dl, _byte

Mov word, cx

mov [00C1], bh

При использовании прямой адресации к памяти предварительно необходимо настроить какой-либо сегментный регистр на начало того участка памяти, в котором находится адресуемая ячейка.

Базовая и индексная адресация к памяти. В этом случае, относительный адрес ячейки памяти находится в регистре, обозначение которого заключается в квадратные скобки. При использовании регистра BX адресацию называют базовой, при использовании регистров SI или DI – индексной. При адресации через регистры BX, SI или DI в качестве сегментного регистра, по умолчанию, используется сегментный регистр DS. Однако, в случае необходимости можно заменить используемый по умолчанию сегментный регистр посредствам префикса замены регистра.

Пример:

mov dl, [bx]

mov es: [di], cx

mov [si], ax

Базовая и индексная адресации к памяти со смещением. Исполнительный адрес операнда определяется суммой содержимого базового или индексного регистра ( BX, BP, SI, DI ) и смещения, указанного в коде команды.

Пример:

mov dx, [di+12h]

mov [si+3FC0h], al

mov cx, mem[si]

mov 2[bp], dl

При этом возможно несколько вариантов записи:

Регистр вместе со смещением записывается в квадратных скобках;

Записывается мнемоническое обозначение некоторого массива элементов, после которого в квадратных скобках указывается базовый или индексный регистр;

Записывается числовое смещение, после которого в квадратных скобках базовый или индексный регистр;

При использовании регистра BP необходимо помнить, что в качестве сегментного регистра по умолчанию подразумевается регистр SS.

Базовая и индексная адресация к памяти со смещением использует не физический, а эффективный адрес ячейки памяти.

Для двухоперандных команд возможны 3 варианта размещения операндов:

1) источник и приемник в регистре;

2) источник в регистре, приемник в памяти;

3) источник в памяти, приемник в регистре.

Вариант, когда оба операнда в памяти запрещен!

Базово-индексная адресация к памяти. Исполнительный адрес операнда определяется суммой содержимого базового и индексного регистров. Для микропроцессора i8086 допускается использование следующих пар регистров:

[BX][SI]

[BX][DI]

[BP][SI]

[BP][DI]

Если в качестве базового регистра выступает BX, то в качестве сегментного регистра по умолчанию подразумевается регистр DS; при использовании в качестве базового регистра BP сегментным регистром по умолчанию считается SS. При необходимости можно явно указать требуемый сегментный регистр.

Пример:

mov cx, [bx][si]

mov [bp+di], ax

mov es: [bp+si], ah

 

Базово-индексная адресация к памяти со смещением. Относительный адрес операнда определяется суммой трех составляющих: содержимого базового и индексного регистров, а также дополнительного смещения. Допускается использование тех же регистровых пар, что и в базово-индексном методе адресации без смещения. Те же правила распространяются и на использование сегментных регистров.

Пример:

mov mem[bx][di], dx

mov 4[bp][si], ch

mov bx, [bx+di+0C21h]

Значительная часть рассмотренных выше способов адресации служит для обращения к ячейкам памяти. Однако, один и тот же результат можно получить, используя различные методы адресации. Например, все три приведенные ниже команды:

mov dl, mem+3

mov dl, mem[bx]; в bx заранее занесено число 3

mov dl, [si][di]; в bx заранее занесено число 3, а в si – смещение mem приведут к загрузке в регистр DL четвертого элемента массива mem (если выполнятся условия приведенные в комментариях). Но, стоит отметить, что различные методы адресации занимают различный объем памяти и выполняются за различное число тактов микропроцес­сора. Таким образом, тщательный подбор методов адресации, используемых в вашем коде, может в какой- то степени увеличить скорость выполнения программы или уменьшить объем необходимой памяти, а иногда и то и другое.

Система команд микропроцессора изучается в другой дисциплине и поэтому в данном учебном пособии не приводится.

 

5.5 Контрольные вопросы и задания

1. Что входит в регистровую модель микропроцессора К1810ВМ86?

2. Какую структуру имеет регистр флагов?

3. Как используется бит направления DF?

4. Объясните назначение блоков в минимально укомплектованной микропроцессорной системе.

5. Чем отличаются минимальный и максимальный режимы работы микропроцессора?

6. Как формируются сигналы шины управления в системе средней сложности?

7. Опишите организацию памяти микропроцессора К1810ВМ86.

8. Как работает сумматор адреса микропроцессора К1810ВМ86?

9. Какие методы адресации использует микропроцессор К1810ВМ86?

10. Расскажите о назначении сегментных регистров.

11. Что такое эффективный адрес памяти?

12. Какой сегментный регистр будет использоваться для базово-индексной адресации через регистр BP?

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Местное самоуправление в системе институтов конституционного строя. История местного самоуправления
2. I. Методика оценки финансового состояния заемщиков – юридических лиц.
3. III. Помощь при неотложных состояниях.
4. III. Пять теорий управления маркетингом
5. IV. Территориальные основы местного самоуправления
6. IX. Полномочия органов местного самоуправления
7. VI. Организационные основы местного самоуправления
8. VII. Экономические основы местного самоуправления
9. Автоматизация управления освещением
10. Автоматизированная система оперативного управления подразделениями пожарной охраны (АСОУПО)
11. Автоматизированная система управления гибкой производственной системой (АСУ ГПС)
12. Автоматизированные системы управления затратами