TEC-2008教学计算机完整知识汇总

一、基础概念

1.1 标志位（C/Z/V/S）

标志位用于记录运算结果的状态，供条件转移指令判断使用。

标志位定义

标志位	全称	含义说明
C	Carry 进位	- 加法：最高位产生进位，C=1；无进位，C=0 - 减法：最高位产生借位，C=1；无借位，C=0
Z	Zero 零	- 运算结果为 0，Z=1 - 运算结果不为 0，Z=0
V	oVerflow 溢出	- 有符号数运算结果溢出，V=1 - 有符号数运算结果不溢出，V=0
S	Sign 符号	- 运算结果为正数（最高位为0），S=0 - 运算结果为负数（最高位为1），S=1

标志位示例：二进制加法

text

0101  (二进制数1)
+ 0011  (二进制数2)
-------
 1000  (二进制和)

进位标志位（C）：无进位产生，C=0
溢出标志位（V）：0101（+5）与 0011（+3）均为正数，结果 1000 符号位为 1（负数），发生有符号数溢出，V=1（4 位有符号数范围为 −8～+7，5+3=8 超出上界）
零标志位（Z）：结果不为 0，Z=0
符号标志位（S）：结果 1000 符号位为 1，S=1（结果被解释为负数）

进位 (C) 和溢出 (V) 的区别

进位是无符号数运算的溢出，溢出是有符号数运算的溢出，二者相互独立：

示例 1：无进位无溢出
text
```
0011  (3)
+ 0011  (3)
-------
  0110  (6) 正确
```
- 无进位，C=0；无溢出，V=0
示例 2：有进位无溢出
text
```
1111  (-1)
+ 0111  (7)
-------
 1 0110 (6) 正确
 ---
 进位
```
- 有进位，C=1；不产生溢出，V=0
示例 3：有进位有溢出
text
```
1100  (-4)
+ 1000  (-8)
-------
 1 0100 (截断后为+4，实际结果为-12) 溢出
 --
 进位
```
- 有进位，C=1；产生溢出：V=1（负数 + 负数 = 正数，违反有符号数运算规则）

1.2 指令格式与寻址方式

TEC-2008 是 16 位教学计算机，支持单字和双字指令。

指令格式结构

8位操作码	4位目的寄存器 DR \| 4位源寄存器 SR
	8位 I/O 端口地址
	8位相对转移指令偏移量
↓
立即数 / 直接地址 / 变址偏移量（双字指令的第二个字）

说明

单字指令：16 位，最高 8 位为操作码；最低 8 位分两种用法：
1. 运算指令：拆分为 4 位目的寄存器 + 4 位源寄存器
2. IO/转移指令：作为完整 8 位端口地址或转移偏移量
双字指令：32 位，第二个字用于存放 16 位立即数、直接地址或变址偏移量。

支持的寻址方式

寄存器寻址
寄存器间接寻址（[寄存器]，以寄存器值为内存地址）
立即数寻址
直接地址寻址
变址寻址
相对寻址
堆栈寻址
IO 端口地址

二、完整指令系统

2.1 指令分类

TEC-2008 共支持 29 条基本指令，分为 6 大类：

数据移动指令 4 条：MVRR、MVRD、LDRR、STRR
堆栈操作指令 4 条：PUSH、POP、PSHF、POPF
输入输出指令 2 条：IN、OUT
算术逻辑运算指令 11 条：ADD、SUB、AND、XOR、TEST、CMP、OR、DEC、INC、SHL、SHR
转移指令 6 条：JMPA、JR、JRC、JRNC、JRZ、JRNZ
子程序调用与返回指令 2 条：CALA、RET

2.2 指令命名规则

缩写	全称说明
MV	MOVE
LD	LOAD
ST	STORE
SH	SHIFT
JMP	JUMP
CAL	CALL
RET	RETURN
JR	JUMP RELATIVE
R	REGISTER
D	DATA
A	ADDRESS
F	FLAGS

2.3 A 组指令

A 组指令为单字运算与相对转移指令，8 位操作码范围：000xxxxx 或 0100xxxx。注：CZVS 列中，* 表示影响该标志位，. 表示不影响标志位，顺序为 C、Z、V、S。

指令格式	汇编语句	操作数个数	CZVS	功能说明
`00000000 DR SR`	`ADD DR, SR`	2	****	`DR ← DR + SR`
`00000001 DR SR`	`SUB DR, SR`	2	****	`DR ← DR - SR`
`00000010 DR SR`	`AND DR, SR`	2	.*..	`DR ← DR and SR`
`00000011 DR SR`	`CMP DR, SR`	2	****	`DR - SR`（不存结果，仅更新标志位）
`00000100 DR SR`	`XOR DR, SR`	2	.*..	`DR ← DR xor SR`
`00000101 DR SR`	`TEST DR, SR`	2	****	`DR and SR`（不存结果，仅更新标志位）
`00000110 DR SR`	`OR DR, SR`	2	.*..	`DR ← DR or SR`
`00000111 DR SR`	`MVRR DR, SR`	2	....	`DR ← SR`
`00001000 DR0000`	`DEC DR`	1	****	`DR ← DR - 1`
`00001001 DR0000`	`INC DR`	1	****	`DR ← DR + 1`
`00001010 DR0000`	`SHL DR`	1	*...	`DR, C ← DR * 2`（逻辑左移，最高位移入C）
`00001011 DR0000`	`SHR DR`	1	*...	`DR, C ← DR / 2`（逻辑右移，最低位移入C）
`01000001 OFFSET`	`JR ADR`	1	....	无条件相对跳转到 ADR
`01000100 OFFSET`	`JRC ADR`	1	....	`C=1`时相对跳转到 ADR
`01000101 OFFSET`	`JRNC ADR`	1	....	`C=0`时相对跳转到 ADR
`01000110 OFFSET`	`JRZ ADR`	1	....	`Z=1`时相对跳转到 ADR
`01000111 OFFSET`	`JRNZ ADR`	1	....	`Z=0`时相对跳转到 ADR

2.4 B/D 组指令

B/D 组指令为内存操作、IO、堆栈、子程序等指令，8 位操作码范围：1000xxxx（B组）或 1100xxxx（D组）。注：CZVS 列中，* 表示影响该标志位，. 表示不影响标志位，顺序为 C、Z、V、S。

指令格式	汇编语句	操作数个数	CZVS	功能说明
`10000000 00000000` `ADR`(16 位)	`JMPA ADR`	1	....	无条件绝对跳转到 ADR
`10000001 DR SR`	`LDRR DR, [SR]`	2	....	`DR ← [SR]`（寄存器间接寻址，从内存加载）
`10000010 I/O PORT`	`IN I/O PORT`	1	....	`R0 ← [I/O PORT]`（从端口读入，固定存入R0）
`10000011 DR SR`	`STRR [DR], SR`	2	....	`[DR] ← SR`（寄存器间接寻址，写入内存）
`10000100 00000000`	`PSHF`	0	....	标志寄存器FLAG入栈
`10000101 0000 SR`	`PUSH SR`	1	....	寄存器SR的值入栈
`10000110 I/O PORT`	`OUT I/O PORT`	1	....	`[I/O PORT] ← R0`（向端口输出，固定取自R0）
`10000111 DR0000`	`POP DR`	1	....	`DR ← 栈顶出栈数据`
`10001000 DR0000` `DATA`(16 位)	`MVRD DR, DATA`	2	....	`DR ← DATA`（加载16位立即数）
`10001100 00000000`	`POPF`	0	****	`FLAG ← 栈顶出栈数据`（恢复全部标志位）
`10001111 00000000`	`RET`	0	....	子程序返回
`11001110 00000000` `ADR`(16 位)	`CALA ADR`	1	....	调用首地址为 ADR 的子程序

三、汇编程序设计示例

3.1 例 1：输出单个字符 '6'

功能：在屏幕上输出显示一个字符 '6'。

asm

A 2000        ; 地址从16进制的2000开始（内存RAM区的起始地址）
2000: MVRD R0, 36 ; 把字符'6'的ASCII码送入R0
2002: OUT  80     ; 输出显示字符'6'，80为串口数据端口地址
2003: RET         ; 每个用户程序都必须用RET指令结束
2004:              ; 按回车键即结束源程序的输入过程

3.2 例 2：计算 1 到 10 的累加和

功能：计算 1 到 10 的累加和，运行后用 R 命令查看 R1 中的结果。

asm

A 2060
MVRD R1, 0000  ; 置累加和的初值为0
MVRD R2, 000A  ; 最大的加数（10）
SUB  R3, R3    ; 预置参加累加的数为0
(2065) INC  R3 ; 得到下一个参加累加的数
ADD  R1, R3    ; 累加计算
CMP  R3, R2    ; 判断是否累加完
JRNZ 2065      ; 未完，开始下一轮累加
RET

3.3 例 3：循环输出 ASCII 可打印字符

功能：在显示器屏幕上循环显示 95 个（包括空格字符）可打印字符。

程序代码

asm

A 2000  ; 从内存的2000单元开始建立用户的第一个程序
2000: MVRD R1,7E  ; 向寄存器传送直接数，7E是'~'的ASCII码
2002: MVRD R0,20  ; 20是空格的ASCII码，从空格开始输出
2004: OUT 80  ; 通过串行接口输出R0低位字节内容到显示器屏幕
2005: PUSH R0  ; 保存R0寄存器的内容到堆栈中
2006: IN 81  ; 读串口状态端口，bit0=1表示输出完成
2007: SHR R0  ; R0寄存器的内容右移一位，bit0移入进位标志C
2008: JRNC 2006  ; C≠1则输出未完成，继续查询
2009: POP R0  ; 从堆栈中恢复R0寄存器的原内容
200A: CMP R0,R1  ; 比较两个寄存器的内容，相等则Z=1
200B: JRZ 200E  ; Z=1则跳转到程序结束
200C: INC R0  ; R0自增，取下一个字符
200D: JR 2004  ; 无条件跳转继续输出
200E: RET  ; 子程序返回指令，教学计算机的用户程序必须用RET结束

运行结果

text

>G 2000
!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`abcdefghijklmno
pqrstuvwxyz{|}~
R0=007E  R1=007E  R2=20F5  R3=0000  SP=2780  PC=2200  R6=0000  R7=0000  R8=0000
R9=0000  R10=0000  R11=0000  R12=0000  R13=0000  R14=2612  R15=0000  F=11000000

ASCII 码字符集

L\H	000	001	010	011	100	101	110	111
0000	NUL	DLE	SP	0	@	P	`	p
0001	SOH	DC1	!	1	A	Q	A	q
0010	STX	DC2	"	2	B	R	b	r
0011	ETX	DC3	#	3	C	S	c	s
0100	EOT	DC4	$	4	D	T	D	t
0101	ENQ	NAK	%	5	E	U	e	U
0110	ACK	SYN	&	6	F	V	f	v
0111	BEL	ETB	'	7	G	W	G	w
1000	BS	CAN	(	8	H	X	h	x
1001	HT	EM	)	9	I	Y	i	y
1010	LF	SUB	*	:	J	Z	j	z
1011	VT	ESC	+	;	K	[	k	{
1100	FF	FS	,	<	L	\|l	\|
1101	CR	GS	-	=	M	]	m	}
1110	SO	RS	.	>	N	^	n	~
1111	SI	US	/	?	O	_	o	DEL

3.4 例 4：数字字符输入过滤

功能：从键盘上键入多个属于 '0' 到 '9' 的数字符并在屏幕上显示，遇非数字符结束程序。

asm

A 2040
IN   81  ; 读串口状态端口，bit1=1表示有键盘输入
SHR  R0  ; 第一次右移，bit0移入C
SHR  R0  ; 第二次右移，bit1移入C
JRNC 2040  ; 无输入则循环检测（C=0时跳转）
(2044) IN   80  ; 把输入字符读到R0低位字节
MVRD R1, 00FF
AND  R0, R1  ; 将R0的高位字节清0
MVRD R2, 0030   ; '0'的ASCII码
MVRD R3, 0039   ; '9'的ASCII码
CMP  R0, R2  ; 判输入字符是否小于'0'
JRNC 2053  ; 小于'0'，跳转到程序结束处
CMP  R3, R0  ; 判输入字符是否大于'9'
JRNC 2053  ; 大于'9'，跳转到程序结束处
OUT  80  ; 输出刚输入的数字符
JMPA 2044  ; 转去等待下一个字符输入
(2053) RET

注意：以上代码结构需对照实验讲义核实，(2044) 标签之前的指令地址在笔记中未完整记录。说明：

CMP 实际执行减法（不存结果）。无符号比较时，R0 < R2 发生借位，C=0；否则 C=1。

3.5 例 5：内存读写与大小写转换

功能：读出指定内存中的大写字母字符，将其显示到屏幕上，转换为小写字母后再写回存储器的原存储单元。 操作步骤：用 E 命令送入 6 个字符 'A'~'F' 到内存 20F0 开始的存储区域中，运行后用 D 命令查看。

主程序

asm

A 2080
MVRD  R3,  0006  ; 指定被读数据的个数
MVRD  R2,  20F0  ; 指定被读、写数据内存区首地址
(2084) LDRR  R0,  [R2]  ; 寄存器间接寻址，读内存字符到R0
CALA  2100  ; 调用子程序，入口地址为2100
DEC   R3  ; 剩余字符数减1
JRZ   208B  ; 个数为0则结束程序
INC   R2  ; 内存地址自增
JR    2084  ; 循环处理下一个字符
(208B) RET

子程序

asm

A 2100  ; 子程序从2100单元开始
OUT   80  ; 输出R0中的字符
MVRD  R1, 0020  ; 大写转小写的偏移量
ADD   R0, R1  ; 转换为小写字母
STRR  [R2], R0  ; 写回原内存单元
(2105) IN    81  ; 查询串口输出状态
SHR   R0
JRNC  2105  ; 输出未完成则等待
RET  ; 子程序返回

3.6 例 6：子程序调用：大小写转换

功能：主程序完成从键盘读入字符并显示，调用子程序将大写字母转为小写并再次显示。

主程序

asm

A 2040
2040: IN  81  ; 检测键盘输入
2041: SHR R0
2042: SHR R0
2043: JRNC 2040
2044: IN  80  ; 读取输入字符到R0
2045: OUT 80  ; 显示原字符
2046: PUSH R0  ; 保存R0
2047: IN 81  ; 等待输出完成
2048: SHR R0
2049: JRNC 2047
204A: POP R0  ; 恢复R0
204B: CALA 2050  ; 调用转换子程序
204D: JMPA 2040  ; 循环读取
204F: RET

子程序

asm

2050: MVRD R1,20  ; 大写转小写偏移量
2052: ADD  R0,R1  ; 转换字符编码
2053: OUT  80  ; 显示小写字符
2054: RET  ; 子程序返回

运行结果

text

>G 2040
AaBbCcDdEeFfGgHhIiJjKkLlMmNnOoPpQqRrSsTtUuVvWwXxYyZz

说明：程序无输入判断逻辑，会持续运行。

3.7 例 7：批量内存读写测试

功能：将 A~F 写入内存 2240 开始的区域，并显示出来。

程序录入（错误版本）

asm

>A 2220
2220: MVRD R3, 6
2222: MVRD R2, 223f
2224: MVRD R1, 40
2226: INC R2
2227: INC R1
2228: STRR R2, R1  ; 错误：寄存器间接寻址必须加[]
      ^Error
2228: STRR [R2], R1  ; 正确写法
2229: LDRR R0, [R2]
222A: out 80
222B: IN 81
222C: SHR R0
222D: JRNC 202b  ; 错误：相对跳转地址超出范围
      ^Error
222D: JRNC 222b  ; 正确写法
222E: DEC R3
222F: JRNC 2226  ; 错误：应使用JRNZ判断循环
2230: RET

运行前内存

text

>D 2240
2240 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

运行结果

text

>G 2220
ABCDEF

运行后内存

text

>D 2240
2240 0041 0042 0043 0044 0045 0046 0000 0000

3.8 输入输出轮询机制

1. 输出完成等待循环

串口状态定义：81端口bit0=1表示输出完成。

asm

(2028) IN   81  ; 读取串口输出状态
SHR  R0  ; bit0移入进位标志C
JRNC 2028  ; C=0表示未完成，循环等待

测试建议：去掉这三行后，字符可能输出不完整或乱码。

2. 键盘输入检测循环

串口状态定义：81端口bit1=1表示有键盘输入。

asm

(2044) IN  81  ; 读取键盘输入状态
SHR R0  ; 第一次右移
SHR R0  ; 第二次右移，bit1移入C
JRNC 2044  ; C=0表示无输入，循环检测

测试建议：去掉这4行后，程序会直接读取旧数据，无法正常响应按键。

3. PUSH/POP 保护寄存器的作用

OUT 80 输出后需轮询 IN 81，该指令会覆盖R0中的字符数据，因此用堆栈保存恢复：

asm

PUSH R0  ; 保存待显示的字符
IN  81   ; 读取状态，覆盖R0
SHR R0
JRNC 2028
POP R0   ; 恢复原字符

>U 2220
2220: MVRD  R3,   0006
2222: MVRD  R2,   223F
2224: MVRD  R1,   0040
2226: INC   R2
2227: INC   R1
2228: STRR  [R2],  R1
2229: LDRR  R0,   [R2]
222A: OUT   0080
222B: IN    0081
222C: SHR   R0
222D: JRNC  222B
222E: DEC   R3
222F: JRNC  2226  ; 错误：应该用JRNZ
2230: RET