《LC的基本指令》课件

的基本指令LCLC指令是LC-3计算机的基本指令集，用于执行各种操作，例如数据移动、算术运算、逻辑运算和控制流程概述LC可编程逻辑控制器工业自动化应用控制系统PLC PLC是一种专门为工业自动化应用而设计的数PLC广泛应用于各种工业领域，例如制造PLC控制系统通常包括PLC本身、输入/字电子设备，能够根据预先编制的程序来业、电力、化工、交通等，用于提高生产输出模块、传感器、执行器、人机界面控制各种机械设备和生产流程效率，增强安全性，并实现自动化的生产HMI和通信网络等组件，形成一个完整流程的控制系统指令构成LC操作码操作数指示CPU执行的操作参与操作的数据或地址指令格式操作码操作数操作码指示了指令要执行的操作类型例如，加法指令的操作码操作数是指令要操作的数据操作数可以是立即数、寄存器地址可能为“ADD”，减法指令的操作码可能为“SUB”或内存地址例如，加法指令的操作数可以是两个寄存器地址，或者一个立即数和一个寄存器地址指令分类数据传输指令算术指令用于在内存、寄存器和外设之间用于执行算术运算，例如加法、传递数据例如，MOV指令用减法、乘法、除法等例如，于将数据从一个位置复制到另一ADD指令用于将两个操作数相个位置加逻辑指令其他指令用于执行逻辑运算，例如与、包括位操作指令、跳转指令、子或、非等例如，AND指令用于程序调用指令、中断处理指令和执行两个操作数的按位与运算特殊指令等数据传输指令数据移动数据加载

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22.数据传输指令用于将数据从一个位置移加载指令将数据从内存加载到寄存器动到另一个位置，例如从内存移动到寄中，以便CPU可以对其进行操作存器，或从寄存器移动到内存数据存储数据交换

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44.存储指令将数据从寄存器存储到内存交换指令交换两个寄存器或内存位置中中，以便将数据保存起来以供将来使的数据，这在数据处理中非常有用用算术指令加法减法

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22.加法指令用于将两个操作数相减法指令用于将两个操作数相加，并将结果存储到指定的寄减，并将结果存储到指定的寄存器或内存地址中存器或内存地址中乘法除法

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44.乘法指令用于将两个操作数相除法指令用于将两个操作数相乘，并将结果存储到指定的寄除，并将结果存储到指定的寄存器或内存地址中存器或内存地址中逻辑指令逻辑运算数据操作逻辑指令用于对数据进行逻辑运算，例如AND、OR、XOR和逻辑指令可以改变数据的值，例如将数据转换为0或1NOT它们还可以用于设置或清除特定数据位这些指令通常用于条件判断和数据位操作位操作指令位操作指令介绍位运算符位操作指令的应用位操作指令主要针对内存中的单个位进行常见的位操作运算符包括与（AND）、或位操作指令在许多应用中发挥着重要作操作，例如设置、清除或测试特定位它（OR）、异或（XOR）、非（NOT）和用，包括数据压缩、加密和错误检测它们用于处理需要精细控制数据结构的应用移位（SHIFT）这些运算符允许开发人们允许开发人员优化性能，并通过精细控程序，例如图形处理和系统编程员对位进行逻辑操作，从而实现各种数据制位来实现复杂的功能操作跳转指令程序流程控制跳转指令改变程序执行流程，从当前指令跳转到其他位置条件跳转根据特定条件执行跳转，例如比较结果、标志寄存器状态循环控制使用跳转指令实现循环结构，重复执行特定代码段子程序调用指令调用子程序子程序执行将程序执行权转移到子程序入口子程序执行完后，返回到主程序地址继续执行参数传递调用子程序时，可以传递参数，子程序可以修改参数的值中断处理指令中断处理当硬件或软件事件发生时，CPU会暂停当前执行的程序，转而执行中断处理程序中断优先级多个中断同时发生时，系统会根据优先级决定先处理哪个中断中断向量中断向量表存储了不同中断类型对应的中断处理程序地址特殊指令中断指令机器状态字指令系统调用指令中断指令用于响应外部中断事件，如键盘机器状态字指令允许程序读取或修改CPU系统调用指令允许程序调用操作系统的功按下或定时器溢出中断指令会使CPU保的状态字寄存器状态字寄存器包含有关能，例如读取文件或创建进程这些指令存当前程序状态，并跳转到中断处理程CPU工作状态的信息，例如进位标志、溢使用操作系统提供的特殊函数序出标志和零标志指令寻址方式立即寻址寄存器寻址指令中直接包含操作数，操作数操作数在寄存器中，指令中指定为立即数，立即数可以直接用于寄存器地址，CPU直接访问寄存运算器获取操作数直接寻址间接寻址指令中直接包含操作数的内存地指令中包含的是操作数地址的地址，CPU直接访问该地址获取操址，CPU先访问该地址获取操作作数数地址，再访问操作数地址获取操作数立即寻址操作数在指令中执行速度快

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22.立即寻址指令中包含了操作数的值，不需要额外访问内无需访问内存获取操作数，直接从指令中读取，提高了指存令的执行速度数据范围有限灵活性和可移植性

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44.操作数直接写入指令，大小受限于指令字长，无法存储太立即寻址方式在编写程序时可提高灵活性，代码更易于移大的数据植到不同的平台寄存器寻址定义优势举例寄存器寻址使用寄存器作为速度快，因为它直接从寄存指令“MOV AX,BX”表示将寄操作数的地址指令中直接器中获取操作数，无需访问存器BX中的数据复制到寄存指定操作数所在的寄存器内存方便，因为它简化了器AX中指令格式，减少了指令长度直接寻址地址直接存取内存位置访问直接寻址模式直接使用操作数的地址，不需要额外计算指令中直接包含要访问的内存单元地址，可直接存取数据间接寻址间接寻址特点指令中操作数的地址不在指令本身中，间接寻址增加了指令执行的步骤，因为而是存储在内存的某个地址中CPU需要先访问内存获取间接地址，然后才能访问实际的操作数该地址称为间接地址，指令中包含间接地址间接寻址允许程序修改操作数的地址，从而实现更灵活的地址访问方式相对寻址相对寻址计算地址相对寻址是指指令中包含一个偏移量，它相对于指令的当前地CPU通过将偏移量与当前指令地址相加来计算操作数的地址址优点缺点•节省代码空间程序的重定位可能需要调整偏移量•提高指令执行速度索引寻址索引寄存器基址寄存器

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22.指令中包含一个索引寄存器，存放基地址，再与索引寄存器存放索引地址内容相加，得到实际地址计算地址

33.索引寄存器地址与基址寄存器地址相加，确定访问内存位置内存组织内存组织是指计算机系统中内存的结构和组织方式它决定了数据存储的方式，以及CPU访问内存的方式内存地址内存地址空间每个内存单元都有一个唯一的地址，用来标识该单元的位置地址总线CPU通过地址总线向内存发出地址请求，读取或写入数据数据总线数据总线用于在CPU和内存之间传输数据字长字长是指CPU一次可以处理的二进制位数字长决定了CPU的运算能力和数据存储能力816位位816早期计算机常用个人电脑早期3264位位3264现代计算机主流更高性能存储器映射设备优点简化系统设计，使用统一的指令集，方便编程和管理，提高系统效率映射关系存储器映射设备将输入输出设备的地址与内存空间的地址进行映射，使得CPU可以像访问内存一样访问这些设备输入输出访问输入输出设备输入设备输出设备输入输出设备是计算机与外部世界交互的输入设备将外部信息转换为计算机可识别输出设备将计算机处理的结果转换为人类关键组件的信号，例如键盘、鼠标、扫描仪等可感知的形式，例如显示器、打印机、扬声器等它们允许计算机接收来自外部环境的数据并发送指令到外部设备单元化接口定义单元化接口是一种常见的I/O接口，它将多个设备连接到一个共享的总线上，并使用统一的接口标准特点单元化接口提供标准化连接器和协议，方便设备之间的通信，并可支持不同类型的设备应用常见的单元化接口包括USB、串行接口和并行接口，广泛应用于计算机、外设、消费电子等领域并行接口高速传输数据线多

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22.并行接口可以同时传输多个数并行接口需要多条数据线，传据位，速度快输距离有限适用于高速设备传输距离短

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44.打印机、扫描仪等高速设备通并行接口容易受到电磁干扰影常使用并行接口响，距离较短串行接口特点应用串行接口以一位一位的方式传输串行接口广泛应用于计算机外设数据，数据按顺序发送和接收，连接，如鼠标、键盘、打印机占用线路少，传输距离远，成本等低类型常见的串行接口包括RS-

232、RS-

485、USB等中断控制系统中断控制器处理中断中断向量表CPU中断控制器接收来自外设或其他硬件组件中央处理器CPU会暂停当前程序，并将中断向量表包含每个中断的中断处理程序的中断请求控制权转移到中断处理程序地址总线系统数据传输共享资源系统架构总线是连接CPU、内存和外设的桥梁，用总线提供了一种共享资源的方式，允许多总线是计算机系统中重要的组成部分，影于传输数据、地址和控制信号个设备同时访问内存和外设响系统性能和扩展性。