Để quản lý các đoạn nhớ trên, bộ vi xử lý 8088 có 4 thanh ghi đoạn xác địnhđịa chỉ bắt đầu của 4 đoạn nhớ 64 KB: + CS Code Segment: thanh ghi đoạn mã, xác định địa chỉ bắt đầu của đoạnnh
Trang 1MỤC LỤC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ HỆ VI XỬ LÝ 8088 3
1.1 Sơ đồ khối của bộ vi xử 3
1.2 Nguyên lý hoạt động 4
CHƯƠNG II: CÁC THANH GHI VÀ CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ 5
2.1 Các thanh ghi 5
2.1.1 Thanh ghi đoạn .5
2.1.2 Các thanh ghi đa năng 7
2.1.3 Thanh ghi con trỏ và chỉ số 7
2.1.4 Thanh ghi cờ (Flag Register) 8
2.2 Cách mã hóa lệnh của bộ vi xử lý 8088 .9
2.3 Các chế độ địa chỉ dữ liệu 9
2.3.1 Chế độ địa chỉ thanh ghi 10
2.3.2 Chế độ địa chỉ tức thì 10
2.3.3 Chế độ địa chỉ trực tiếp 10
2.3.4 Chế độ địa chỉ gián tiếp qua thanh ghi 10
2.3.5 Chế độ địa chỉ tương đối cơ sở 10
2.3.6 Chế độ địa chỉ tương đối chỉ số 11
2.3.7 Chế độ địa chỉ tương đối chỉ số cơ sở 11
CHƯƠNG III: CÁC LỆNH DÙNG TRONG BỘ VI XỬ LÝ 8088 12
3.1 Các lệnh di chuyển 12
3.1.1 Lệnh MOV 12
3.1.2 Lệnh PUSH 12
3.1.3 Lệnh POP 12
3.2 Các lệnh số học và logic 12
Trang 23.2.1 Lệnh ADD 12
3.2.2 Lệnh MUL 13
3.2.3 Lệnh DIV 13
3.2.4 Lệnh DEC 13
3.2.5 Lệnh SUB 13
3.2.6 Lệnh XOR 14
3.2.7 Lệnh CMP 14
3.3 Các lệnh điều khiển chương trình 14
3.3.1 Lệnh JMP 14
3.3.2 Lệnh JNE 15
3.3.3 Lệnh JE/JZ 15
3.3.4 Lệnh JB 15
3.4 Lệnh tính địa chỉ lệch LEA 15
CHƯƠNG IV: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH THỰC HIỆN CÔNG VIỆC NHẬP SỐ N (N<9, NGUYÊN DƯƠNG) TỪ BÀN PHÍM TÍNH S = 12 + 22 + + N2 16
4.1 Chương trình tính S = 16
4.2 Giao diện chương trình 18
2 2 2 2
Trang 3CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ HỆ VI XỬ LÝ 8088
1.1 Sơ đồ khối của bộ vi xử.
Nhìn vào sơ đồ ta thấy, bên trong CPU 8088 có hai khối chính: khối phối ghép bus(Bus Interface Unit, BIU) và khối thực hiện lệnh (Execution Unit, EU) Trong khốiBIU có các thanh ghi đoạn và thanh ghi con trỏ lệnh IP, khối logic điều khiển bus, bộcộng, bus dữ liệu 8 bit và bus địa chỉ 20 bit Trong khối EU có các thanh ghi đa năng,các thanh ghi con trỏ và chỉsố, khối tính toán số học và logic ALU, khối điều khiển
CU, bus dữ liệu 16 bit của ALU, bus tín hiệu điều khiển Việc chia CPU thành haiphần làm việc đồng thời có liên hệ với nhau qua hàng đợi lệnh làm tăng tốc độ đáng kểcủa CPU
Hình 1.1 Sơ đồ khối của bộ vi xử lý.
Trang 41.2 Nguyên lý hoạt động
BIU có nhiệm vụ đưa ra địa chỉ, đọc mã lệnh từ bộ nhớ, đọc/ghi dữ liệu từ/vàocổng hoặc bộ nhớ Bên trong BIU còn có bộ nhớ đệm lệnh (còn gọi là hàng đợi lệnh)với dung lượng 4 byte dùng để chứa các lệnh đã đọc được nằm sẵn chờ EU xử lý Đây
là một cấu trúc mới được cấy vào bộ vi xử lý 8086/88 để thực hiện cơ chế xử lý liêntục dòng mã lệnh (instruction pipelining) Pipeline là một cơ chế đã được ứng dụng từnhững năm 60 trong các máy tính lớn
EU có nhiệm vụ cung cấp địa chỉ cho BIU để khối này đọc lệnh và dữ liệu, cònbản thân nó thì giải mã lệnh và thực hiện lệnh Mã lệnh đọc vào từ bộ nhớ được đưađến đầu vào của bộ giải mã (nằm trong khối điều khiển CU), các thông tin thu được từđầu ra của bộ giải mã sẽđược đưa đến mạch tạo xung điều khiển để tạo ra các dãyxung khác nhau (tùy từng lệnh) điều khiển hoạt động của các bộ phận bên trong vàbên ngoài CPU Trong EU còn có khối tính toán số học và logic ALU dùng để thựchiện các thao tác khác nhau với các toán hạng của lệnh
Trang 5CHƯƠNG II: CÁC THANH GHI VÀ CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ
2.1 Các thanh ghi.
Bên trong CPU có một số ô nhớ được gọi là thanh ghi (register) Các thanh ghi
có độ dài 16 bit và được chia thành: thanh ghi đoạn, thanh ghi đa năng, thanh ghi contrỏ và chỉ số, thanh ghi cờ
2.1.1 Thanh ghi đoạn
Bộ vi xử lý 8086/88 làm việc ở chế độ thực, với 20 bit địa chỉ bộ vi xử lý này
có khả năng đánh địa chỉ cho 220 = 1 M ô nhớ = 1 MB Trong 1 MB bộ nhớ người tachia thành các đoạn 64 KB khác nhau để:
+ Chứa mã chương trình
+ Chứa dữ liệu và kết quả trung gian của chương trình và tạo ra một đoạn nhớđặc biệt gọi là ngăn xếp (STACK) dùng vào việc quản lý các thông số của vi xử lý khigọi CTC con hoặc trở về từ CTC
Để quản lý các đoạn nhớ trên, bộ vi xử lý 8088 có 4 thanh ghi đoạn xác địnhđịa chỉ bắt đầu của 4 đoạn nhớ 64 KB:
+ CS (Code Segment): thanh ghi đoạn mã, xác định địa chỉ bắt đầu của đoạnnhớ chứa mã chương trình
+ DS (Data Segment): thanh ghi đoạn dữ liệu, xác định địa chỉ bắt đầu củađoạn nhớ chứa hầu hết dữ liệu của chương trình
+ ES (Extra Segment): thanh ghi đoạn dữ liệu phụ, xác định địa chỉ bắt đầu củađoạn nhớ chứa dữ liệu phụ Đoạn nhớ này được các lệnh về chuỗi sử dụng để chữ dữliệu đích
+ SS (Stack Segment): thanh ghi đoạn ngăn xếp, xác định địa chỉ bắt đầu củađoạn nhớ ngăn xếp
Nội dung của các thanh ghi đoạn xác định địa chỉ của ô nhớ nằm ở đầu đoạntương ứng Vì địa chỉ của ô nhớ là 20 bit mà các thanh ghi đoạn chỉ có 16 bit nên bộ vi
xử lý phải thêm 0H vào bên phải nội dung của thanh ghi đoạn để có địa chỉ 20 bit của
ô nhớ nằm ở đầu đoạn Địa chỉ này gọi là địa chỉ cơ sở hay địa chỉ đoạn Địa chỉ của
Trang 6các ô nhớ khác trong đoạn được tính bằng cách cộng thêm vào địa chỉ đoạn một giá trịgọi là độ lệnh (offset) hay địa chỉ lệch Địa chỉ lệch có độ dài 16 bit và thường đặttrong các thanh ghi 16 bit khác đóng vai trò thanh ghi
lệch Cụ thể, để xác định địa chỉ vật lý 20 bit của một ô nhớ nào đó trong một đoạnnhớ bất kỳ, CPU 8088 phải dùng đến hai thanh ghi 16 bit: một thanh ghi đoạn và mộtthanh ghi lệch
Từ nội dung của hai thanh ghi này tạo ra địa chỉ vật lý theo công thức sau:
Địa chỉ vật lý = Nội dung thanh ghi đoạn x 24 + Nội dung thanh ghi lệch
= Địa chỉ đoạn + Địa chỉ lệch
Việc dùng hai thanh ghi để ghi nhớ thông tin về địa chỉ tạo ra một loại địa chỉgọi là địa chỉ logic, được ký hiệu như sau:
Thanh ghi đoạn:Thanh ghi lệch (địa chỉ lệch)
Segment:Offset Segment:Offset là địa chỉ logic vì nó tồn tại dưới dạng giá trị của các thanh ghi,
và khi cần truy nhập ô nhớ nào thì nó phải được đổi ra địa chỉ vật lý của ô nhớ đó
Địa chỉ logic có tính đa trị vì ứng với một địa chỉ vật lý có rất nhiều địa chỉlogic khác nhau Điều này cho 8086/88 linh hoạt trong việc định địa chỉ Ví dụ, địa chỉvật lý 12345H có thể tạo ra từ các địa chỉ logic sau:
Trang 72.1.2 Các thanh ghi đa năng
Bộ vi xử lý 8088 có 4 thanh ghi đa năng 16 bit: AX, BX, CX, DX Khi cầnchứa dữ liệu 8 bit thì mỗi thanh nghi này có thể tách ra thành hai thanh ghi 8 bit cao và
8 bit thấp, đó là các cặp AH và AL, BH và BL, CH và CL, DH và DL Các thanh ghi
đa năng có thể chứa các loại dữ liệu khác nhau song chúng cũng có những chức năngchuyên dụng được dùng đến trong những công việc đặc biệt Vì vậy các thanh ghi đanăng này được gán cho những cái tên nói lên chức năng chuyên dụng của chúng
+ AX (Accumulator): thanh ghi chứa, thường dùng để chứa kết quả của cácthao tác chẳng hạn như lệnh nhân, chia và một số lệnh hiệu chỉnh dữ liệu
+ BX (Base): thanh ghi cơ sở, thường chứa địa chỉ lệch của ô nhớ trong đoạn
DS
+ CX (Count): thanh ghi đếm, CX thường chứa số lần lặp trong các lệnh lặp,
CL thường chứa số lần dịch hoặc quay trong lệnh dịch và quay thanh ghi
+ DX (Data): thanh ghi dữ liệu, DX cùng với AX tham gia vào phép nhân hoặcchia các số 16 bit DX còn dùng để chứa địa chỉ của các cổng vào/ra trong các lệnhvào ra dữ liệu trực tiếp
2.1.3 Thanh ghi con trỏ và chỉ số.
Bộ vi xử lý 8088 có 3 thanh ghi con trỏ (IP, BP, SP) và 2 thanh ghi chỉ số (SI,DI) Các thanh ghi này ngầm định được sử dụng làm các thanh ghi lệch cho các đoạntương ứng Cụ thể:
+ IP (Instruction Pointer): thanh ghi con trỏ lệnh, IP luôn trỏ vào lệnh tiếp theo
sẽ được thực hiện nằm trong đoạn mã CS Địa chỉ của lệnh này là CS:IP
+ BP (Base Pointer): con trỏ cơ sở, BP luôn trỏ vào dữ liệu nằm trong đoạnngăn xếp Địa chỉ logic của ô nhớ ngăn xếp do BP trỏ tới là SS:BP
+ SP (Stack Ponter): con trỏ ngăn xếp, SP luôn trỏ vào đỉnh hiện thời của ngănxếp Địa chỉ logic của đỉnh ngăn xếp là SS:SP
+ SI (Source Index): chỉ số nguồn, SI trỏ vào dữ liệu trong đoạn dữ liệu DS.Địa chỉ logic của ô nhớ do SI trỏ tới là DS:SI
Trang 8+ DI (Destinaton Index): chỉ số đích, DI trỏ vào dữ liệu trong đoạn dữ liệu DS.Địa chỉ logic của ô nhớ do DI trỏ tới là DS:DI
Riêng trong các lệnh về chuỗi thì ES:DI luôn ứng với địa chỉ của một phn tửthuộc chuỗi đích, DS:SI luôn ứng với địa chỉ của một phần tử thuộc chuỗi nguồn
Bảng tóm tắt sự kết hợp ngầm định giữa thanh ghi đoạn và thanh ghi lệch:
2.1.4 Thanh ghi cờ (Flag Register)
Bên trong bộ vi xử lý 8088 có một thanh ghi đặc biệt gọi là thanh ghi cờ haythanh ghi trạng thái Mỗi bit của thanh ghi này được dùng để phản ánh một trạng tháinhất định của kết quả phép toán do ALU thực hiện hoặc một trạng thái hoạt động củaCPU Thanh ghi cờ có 16 bit nhưng chỉ dùng hết 9 bit làm bit cờ
Các bit cờ chia thành hai loại:
- Các cờ trạng thái: có 6 cờ trạng thái là C, P, A, Z, S và O Các cờ trạng tháinày được
thiết lập bằng 1 hoặc xóa bằng 0 sau hầu hết các lệnh toán học và logic
+ C (Carry): cờ nhớ, C = 1 khi cớ nhớ hoặc mượn
+ P (Parity): cờ chẵn lẻ, P = 1 khi tổng số bit 1 trong kết quả là chẵn, P = 0 khitổng số bit 1 trong kết quả là lẻ
+ A (Auxiliary): cờ nhớ phụ, A = 1 khi có nhớ hoặc mượn từ một số BCD thấpsang một số BCD cao
+ Z (Zero): cờ rỗng, Z = 1 khi kết quả của phép tính số học bằng 0, Z = 0 khikết quả của phép tính số học khác 0
Trang 9+ S (Sign): cờ dấu, S = 1 kết quả âm
+ O (Overflow): cờ tràn, O = 1 khi kết quả vợt ra ngoài giới hạn biểu diễn dànhcho nó
- Các cờ điều khiển: có 3 cờ T, I, D Các cờ này được thiết lập bằng 1 hoặcxóa bằng 0 thông qua các lệnh để điều khiển chế độ làm việc của bộ vi xử lý
+ T (Trap): cờ bẫy, T = 1 thì bộ vi xử lý làm việc ở chế độ chạy từng lệnh + I (Interrupt): cờ ngắt, I = 1 thì bộ vi xử lý cho phép các yêu cầu ngắt được tácđộng Cờ này được thiết lập bằng lệnh STI và xóa bằng lệnh CLI
+ D (Direction): cờ hướng, D = 1 thì bộ vi xử lý làm việc với chuỗi ký tự theothứ tự từ phải sang trái
2.2 Cách mã hóa lệnh của bộ vi xử lý 8088
Các lệnh của bộ vi xử lý được ghi bằng các ký tự dưới dạng gợi nhớ(mnemonic) để người sử dụng dễ nhận biết Tuy nhiên đối với bản thân bộ vi xử lý thìcác lệnh cho nó được mã hoá dưới dạng các số 0 và 1 (còn gọi là mã máy), vì đây làdạng biểu diễn thông tin duy nhất mà máy hiểu được Bởi vậy các lệnh dưới dạng các
ký tự gợi nhớ phải được dịch ra mã máy Việc dịch này được thực hiện bằng cácchương trình dịch hợp ngữ như MASM, TASM
Vì lệnh cho bộ vi xử lý được cho dưới dạng mã máy nên sau khi nhận lệnh bộ vi xử lýphải thực hiện giải mã lệnh rồi sau đó mới thực hiện lệnh Một lệnh vi xử lý có thể dàimột vài byte tuỳ theo bộ vi xử lý Đối với bộ vi xử lý 8088 một lệnh có độ dài từ 1 - 6byte
Nói chung một lệnh của bộ vi xử lý gồm 2 phần: mã lệnh và địa chỉ của toánhạng
2.3 Các chế độ địa chỉ dữ liệu
Chế độ địa chỉ (Addressing mode) là cách để CPU tìm thấy toán hạng cho cáclệnh của nó Để viết được chương trình cho CPU ta phải nắm vững các chế độ địa chỉ
mà các lệnh của nó sử dụng Các chế độ địa chỉ được xác định ngay từ khi chế tạo ra
bộ vi xử lý và không thểthay đổi được Bộ vi xử lý 8088 và họ 80x86 nói chung đều có
7 chế độ địa chỉ dữ liệu
Trang 102.3.1 Chế độ địa chỉ thanh ghi.
Trong chế độ địa chỉ này các lệnh sử dụng các thanh ghi bên trong CPU làmcác toán hạng để chứa dữ liệu cần thao tác Các thanh ghi sử dụng trong lệnh phảicùng kích cỡ, trừ một số lệnh như lệnh SHL DX, CL
2.3.2 Chế độ địa chỉ tức thì.
Trong chế độ này toán hạng đích là một thanh ghi hay ô nhớ, còn toán hạngnguồn là một hằng số Vì là hằng số nên toán hạng đích được tìm thấy ngay sau mãlệnh Hầu hết các chương trình dịch quy định cách viết các hằng số như sau:
+ Số hex: thêm chữ H vào cuối, riêng các số bắt đầu bằng chữ thì phải thêm cả
số 0 đằng trước Ví dụ: 1234H, 0A231H
+ Số thập phân: viết bình thường Ví dụ: 123, 22
+ Số nhị phân: thêm chữ B vào cuối, ví dụ: 10011B
+ Ký tự và chuỗi ký tự: phải đặt trong hai dấu phẩy trên Ví dụ: ‘A’, ‘AB’
2.3.3 Chế độ địa chỉ trực tiếp.
Trong chế độ địa chỉ này một toán hạng là địa chỉ lệch của ô nhớ trong đoạn dữliệu, còn toán hạng kia chỉ có thể là thanh ghi không được là ô nhớ Địa chỉ lệch của ônhớ có thể cho dưới dạng tên hoặc một số hex (số hex 16 bit đặt trong ngoặc vuông)
2.3.4 Chế độ địa chỉ gián tiếp qua thanh ghi.
Trong chế độ địa chỉ này một toán hạng là một trong các thanh ghi BP, BX, DI
và SI chứa địa chỉ lệch của ô nhớ, còn toán hạng kia chỉ có thể là thanh ghi khôngđược là ô nhớ Các thanh ghi đặt trong ngoặc vuông BX, SI, DI chứa địa chỉ lệch của
ô nhớ trong đoạn dữ liệu DS, còn BP chứa địa chỉ lệch của ô nhớ trong đoạn ngăn xếp
SS
2.3.5 Chế độ địa chỉ tương đối cơ sở.
Trong chế độ địa chỉ này một toán hạng là một ô nhớ được chỉ ra bởi một thanhghi cơ sở(BX, BP) cộng với một giá trị dịch chuyển (giá trị hằng), còn toán hạng kiachỉ có thể là thanh ghi không được là ô nhớ
Trang 11Giá trị dịch chuyển có thể bằng số hoặc bằng tên Nếu bằng số thì giá trị dịchchuyển cộng với thanh ghi cơ sở đặt trong ngoặc vuông, ví dụ MOV AL,[BX+2] Nếubằng tên thì tên này đặt trước ngoặc vuông, ví dụ MOV AL,DATA1[BX] Cả hai dạnggiá trị dịch chuyển có thểxuất hiện đồng thời, ví dụ MOV AL,DATA1[BX+2]
Trong bộ vi xử lý 8088, giá trị dịch chuyển nếu là số thì là một số có dấu 16 bitnằm trong khoảng -32768 đến 32767
BX xác định địa chỉ trong đoạn dữ liệu DS còn BP xác định địa chỉ trong đoạnngăn xếp SS
2.3.6 Chế độ địa chỉ tương đối chỉ số.
Tương tự như chế độ địa chỉ tương đối cơ sở, chỉ khác là trong chế độ địa chỉnày sử dụng các thanh ghi chỉ số SI hoặc DI Ô nhớ chỉ ra thanh ghi chỉ số cộng vớigiá trị dịch chuyển nằm trong đoạn dữ liệu
2.3.7 Chế độ địa chỉ tương đối chỉ số cơ sở.
Kết hợp hai chế độ địa chỉ tương đối chỉ số và tương đối cơ sở ta có chế độđịa chỉ tương đối chỉ số cơ sở Chế độ địa chỉ này dùng cả thanh ghi chỉ số và thanhghi cơ sở để xác định địa chỉ
Chú ý: Các thanh ghi đoạn và thanh ghi lệch được ngầm định đi kèm với nhau
để xác định địa chỉcủa các toán hạng trong các đoạn nhớ khác nhau Vì tính ngầm địnhnày nên trong các lệnh ta chỉ viết các thanh ghi lệch là đủ cơ sở để tính địa chỉ củatoán hạng Tuy nhiên, bộ vi xử lý 8088 còn cho phép ta phá vỡ sự ngầm định này đểlàm việc với các cặp thanh ghi đoạn và thanh ghi lệch khác Để loại bỏ sự ngầm địnhkhi viết lệnh ta phải viết tên thanh ghi đoạn muốn dùng kèm theo dấu hai chấm trướcthanh ghi lệch Cụm ký hiệu này gọi là cụm tiếp đầu ngữ để loại bỏ thanh ghi đoạnngầm định
Trang 12CHƯƠNG III: CÁC LỆNH DÙNG TRONG BỘ VI XỬ LÝ 8088
3.1 Các lệnh di chuyển.
3.1.1 Lệnh MOV.
Dùng để chuyển giữa các thanh ghi, giữa 1 thanh ghi và 1 ô nhớ hoặc chuyển 1
số vào thanh ghi hoặc ô nhớ
Giới hạn: toán hạng không được là 2 ô nhớ và thanh ghi đoạn
Lệnh này thay đổi cờ: AF, CF, OF, PF, SF, ZF
Trang 133.2.2 Lệnh MUL.
Lệnh nhân số không dấu
Cú pháp: MUL nguồn
Thực hiện: AX= AL*nguồn 8 bit
DXAX=AX* nguồn 16 bit
Lệnh này thay đổi cờ: CF, OF
3.2.3 Lệnh DIV.
Lệnh chia 2 số không dấu
Cú pháp: DIV nguồn
Thực hiện: AL=thương (AX/nguồn 8 bit); AH= dư(AX/nguồn 8 bit)
AX= thương (DXAX/nguồn 16bit); DX=dư (DXAX/nguồn 16 bit)Lệnh này không thay đổi cờ
Giới hạn: Toán hạng không được là 2 ô nhớ và thanh ghi đoạn
Lệnh này thay đổi cờ: AF, CF, OF, PF, SF, ZF
