現(xiàn)代微型計算機與接口教程(楊文顯)第四章課后答案.doc

習 題 四1 什么叫中斷？有哪幾種不同類型的中斷？由于某個事件的發(fā)生，CPU暫停當前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行處理該事件的一個程序。該程序執(zhí)行完成后，CPU接著執(zhí)行被暫停的程序。這個過程稱為中斷。根據(jù)中斷源的位置，有兩種類型的中斷。有的中斷源在CPU的內(nèi)部，稱為內(nèi)部中斷。大多數(shù)的中斷源在CPU的外部，稱為外部中斷。根據(jù)中斷引腳的不同，或者CPU響應(yīng)中斷的不同條件，也可以把中斷劃分為可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷兩種。 2 什么是中斷類型？它有什么用處？用若干位二進制表示的中斷源的編號，稱為中斷類型。中斷類型用來區(qū)分不同的中斷，使CPU能夠在中斷響應(yīng)時調(diào)出對應(yīng)的中斷服務(wù)程序進行中斷處理。3 有哪幾種確定中斷優(yōu)先級的方法？說明每一種方法各自的優(yōu)劣之處。確定中斷優(yōu)先權(quán)有四種可選的方法。(1) 軟件查詢法：采用程序查詢的方法確定中斷服務(wù)的順序。這種方法中斷邏輯最簡單（基本上不需要外部中斷邏輯），優(yōu)先級可以靈活設(shè)置，但中斷響應(yīng)所需時間最長。(2) 分類申請法：CPU分設(shè)二個中斷申請信號的輸入引腳。這種方法需要CPU提供條件。(3) 鏈式優(yōu)先權(quán)排隊：菊花鏈法。這種方法需要的外部中斷邏輯比較簡單，容易實現(xiàn)，但是設(shè)備較多時信號延遲大，對設(shè)備故障敏感。(4) 可編程中斷控制器: “向量”優(yōu)先權(quán)排隊專用電路。這種方法功能最全面，控制靈活，可以通過程序設(shè)定中斷優(yōu)先權(quán)為固定的或循環(huán)的，但需要增加專用的中斷控制器。4 什么是中斷嵌套？使用中斷嵌套有什么好處？對于可屏蔽中斷，實現(xiàn)中斷嵌套的條件是什么？CPU在處理級別較低的中斷過程中，出現(xiàn)了級別較高的中斷請求。CPU停止執(zhí)行低級別中斷的處理程序而去優(yōu)先處理高級別中斷，等高級別中斷處理完畢后，再接著執(zhí)行低級別的未處理完的中斷處理程序，這種中斷處理方式稱為多重（級）中斷或中斷嵌套。使用中斷嵌套可以使高優(yōu)先級別的中斷得到及時的響應(yīng)和處理。對于可屏蔽中斷，由于CPU在響應(yīng)中斷時已將IF清零，所以一定要在中斷處理程序中加入開中斷指令，才有可能進行中斷嵌套。5 什么叫中斷屏蔽？如何設(shè)置I/O接口的中斷屏蔽？用程序的方法使某些中斷源的中斷請求不能夠發(fā)送到CPU，或者雖然能夠發(fā)送但是不能得到響應(yīng)，這種方法稱為中斷屏蔽。在外設(shè)的接口內(nèi)增設(shè)一個中斷屏蔽觸發(fā)器（可以用D觸發(fā)器實現(xiàn)），該觸發(fā)器的端與中斷請求信號相“與”后連接到INTR。當 = 0時，中斷請求不能發(fā)往INTR。通過設(shè)定中斷屏蔽觸發(fā)器的狀態(tài)，可以控制中斷請求信號是否能夠送到INTR端。置IF= 0, 可以使80x86CPU不響應(yīng)來自INTR的可屏蔽中斷請求。6 什么是中斷向量？中斷類型為1FH的中斷向量為（段基址：偏移地址）2345H：1234H，畫圖說明它在中斷向量表中的安置位置。中斷服務(wù)程序的入口地址稱為中斷向量。中斷類型為1FH，它的中斷向量放置在1FH4=0000: 7CH開始的位置上。如右圖。7 敘述一次可屏蔽中斷的全過程。（1） 中斷源請求中斷外部中斷源通過INTR引腳向CPU請求中斷。（2） 中斷響應(yīng) 中斷源提出中斷請求后，如果 CPU處于允許中斷狀態(tài)（IF=1）； 沒有不可屏蔽中斷請求和總線請求； 當前指令執(zhí)行結(jié)束。則轉(zhuǎn)入中斷響應(yīng)周期。在中斷響應(yīng)周期： CPU取得中斷源的中斷類型； 將標志寄存器FLAGS和CS、IP（斷點）先后壓入堆棧保存； 清除自陷標志位TF和中斷允許標志位IF； 讀中斷向量表，獲得相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。（3） 中斷服務(wù) 中斷服務(wù)程序的主要內(nèi)容包括： 保護現(xiàn)場 開中斷 中斷處理 關(guān)中斷 恢復現(xiàn)場 （4）中斷返回 8 簡要敘述8259A內(nèi)部IRR, IMR, ISR三個寄存器各自的作用。三個寄存器長度均為8位。IRR用來記錄引腳IR7IR0上由外部設(shè)備送來的中斷請求信號。當外部中斷請求線IRi變?yōu)橛行r，IRR中與之對應(yīng)的第i位被置1。IMR用于設(shè)置對中斷請求的屏蔽信號。此寄存器的第i位被置1時，與之對應(yīng)的外部中斷請求線IRi被屏蔽，不能向CPU發(fā)出INT信號。可通過軟件設(shè)置IMR內(nèi)容，確定每一個中斷請求的屏蔽狀態(tài)。ISR用于記錄當前正在被服務(wù)的所有中斷級，包括尚未服務(wù)完而中途被更高優(yōu)先級打斷的中斷級。若CPU響應(yīng)了IRi中斷請求，則ISR中與之對應(yīng)的第i位置1。ISR用于中斷優(yōu)先級管理。9 8259A是怎樣進行中斷優(yōu)先權(quán)管理的？8259A通過以下兩種途徑實現(xiàn)對中斷優(yōu)先權(quán)的管理：（1） 通過設(shè)置中斷屏蔽寄存器IMR，可以屏蔽某些中斷請求，從而動態(tài)地改變各請求端的優(yōu)先級別。（2） 8259A響應(yīng)某個中斷請求之后，將ISR寄存器對應(yīng)位置1。如果后續(xù)的中斷請求級別低于正在響應(yīng)的中斷請求，則該中斷不能立即被響應(yīng)。反之，如果新的中斷請求級別高于正在響應(yīng)的中斷請求，則允許進行中斷嵌套。中斷服務(wù)結(jié)束時，應(yīng)將ISR寄存器對應(yīng)位清零。10 特殊全嵌套方式有什么特點？它的使用場合是什么？特殊全嵌套方式一般用于級聯(lián)方式下的8259A主片。如果8259A主片在一次中斷處理尚未結(jié)束時，收到了來自同一個引腳的第二次中斷請求，并且該8259A采用普通全嵌套方式，則它不會響應(yīng)來自同一個引腳的第二次中斷請求。如果該8259A采用特殊全嵌套方式，就會響應(yīng)該請求（中斷嵌套），從而可以及時響應(yīng)連接在同一從片8259A上，并且相對有較高優(yōu)先級別的中斷請求。11 向8259A發(fā)送“中斷結(jié)束”命令有什么作用？8259A有哪幾種中斷結(jié)束方式？分析各自的利弊。中斷服務(wù)完成時，必須給8259A一個命令，使這個中斷級別在ISR中的相應(yīng)位清“0”，表示該中斷處理已經(jīng)結(jié)束，允許響應(yīng)新的較低級別的中斷。這個命令稱為“中斷結(jié)束”命令。8259A有兩種不同的中斷結(jié)束方式。（1）自動中斷結(jié)束方式（AEOI） 8259A在中斷響應(yīng)周期內(nèi)自動清除ISR中對應(yīng)位。這種方式使用簡單，但是不能充分實現(xiàn)中斷的優(yōu)先權(quán)管理。這種方式只能用在系統(tǒng)中只有一個8259A，且多個中斷不會嵌套的情況。（2）非自動中斷結(jié)束方式（EOI）從中斷服務(wù)程序返回前，在程序里向8259A輸出一個中斷結(jié)束命令（EOI），把ISR對應(yīng)位清“0”。這種方式可以有效地實現(xiàn)中斷優(yōu)先權(quán)的管理，從而保證高優(yōu)先級的中斷可以得到及時響應(yīng)。但是，如果在程序里忘了將ISR對應(yīng)位清零，那么，8259A將不再響應(yīng)這個中斷以及比它級別低的中斷請求。12 某系統(tǒng)中有兩片8259A，從片的請求信號連主片的IR2引腳，設(shè)備A中斷請求信號連從片IR5引腳。說明設(shè)備A在一次I/O操作完成后通過兩片8259A向8086申請中斷，8086CPU通過兩片8259A響應(yīng)中斷，進入設(shè)備A中斷服務(wù)程序，發(fā)送中斷結(jié)束命令，返回斷點的全過程。 設(shè)備A通過從片IR5引腳向從片發(fā)出中斷請求； 從片將IRR5置“1”，并通過INT（與主片IR2相連）向主片發(fā)出中斷請求； 主片將IRR2置“1”，通過INT（與CPU的INTR相連）向CPU發(fā)出中斷請求； CPU通過第一個向主片和從片響應(yīng)中斷請求； 主片8259A在CAS0CAS2上發(fā)出代碼“010”，表示連接在IR2上的從片中斷被響應(yīng)，同時主片還把本片ISR2置“1”，把本片IRR2清“0”； 從片收到第一個和主片CAS0CAS2上發(fā)來的010代碼后，將本片ISR5置“1”，同時把本片IRR5清“0”。收到第二個后，將本片IRR5對應(yīng)的中斷類型通過數(shù)據(jù)總線發(fā)往CPU； CPU進入設(shè)備A的中斷服務(wù)程序，在程序中先后對主片和從片發(fā)出中斷結(jié)束命令，兩個芯片內(nèi)的ISR2和ISR5先后被清零。 中斷服務(wù)結(jié)束，返回斷點繼續(xù)執(zhí)行。13 某8086系統(tǒng)用3片8259A級聯(lián)構(gòu)成中斷系統(tǒng)，主片中斷類型號從10H開始。從片的中斷申請連主片的IR4和IR6引腳，它們的中斷類型號分別從20H、30H開始。主、從片采用電平觸發(fā)，嵌套方式，普通中斷結(jié)束方式。請編寫它們的初始化程序。假設(shè)主片端口地址為10H，12H。從片的端口地址分別為 18H, 1AH和 1CH, 1EH。主片初始化：MOVAL, 00011001B；主片ICW1OUT10H, AL；電平觸發(fā)，級連方式MOVAL, 10H；主片ICW2OUT12H,AL；主片中斷類型MOVAL, 01010000B；主片ICW3OUT12H, AL；IR4，IR6連有從片MOVAL, 00010001B；主片ICW4OUT12H, AL；特殊全嵌套，非自動中斷結(jié)束從片1初始化：MOVAL, 00011001B；從片ICW1OUT18H, AL；電平觸發(fā)，級連方式MOVAL, 20H；從片ICW2OUT1AH,AL；從片中斷類型MOVAL, 00000100B；從片ICW3OUT1AH, AL；本片連接在主片IR4引腳上MOVAL, 00000001B；從片ICW4OUT1AH, AL；非特殊全嵌套，非自動中斷結(jié)束從片2初始化：MOVAL, 00011001B；從片ICW1OUT1CH, AL；電平觸發(fā)，級連方式MOVAL, 30H；從片ICW2OUT1EH,AL；從片中斷類型MOVAL, 00000110B；從片ICW3OUT1EH, AL；本片連接在主片IR6引腳上MOVAL, 00000001B；從片ICW4OUT1EH, AL；非特殊全嵌套，非自動中斷結(jié)束注意：（1） 由于8086系統(tǒng)有16根數(shù)據(jù)線，各8259A的端口地址均為偶數(shù)（假設(shè)各8259A的數(shù)據(jù)線連接在8086系統(tǒng)的低8位數(shù)據(jù)線上）。（2） 主片用特殊全嵌套，從片用一般全嵌套。14 給下面的8259A初始化程序加上注釋，說明各命令字的含義。MOVAL, 13H；ICW1: 邊沿觸發(fā)，單片8259AOUT50H, AL；MOVAL, 08H；ICW2: 中斷類型高5位為00001OUT51H, AL；MOVAL, 0BH；ICW4: 非特殊全嵌套，緩沖方式，主片，非自動中斷結(jié)束OUT51H, AL；15 設(shè)8259A端口地址為20H和21H，怎樣發(fā)送清除ISR3的命令？為了清除ISR3，需要通過OCW2發(fā)送特殊的中斷結(jié)束命令，使SL=1, EOI=1, L2L1L0=011。指令如下： MOV AL, 01100011BOUT20H, AL16 圖4-17能否直接用于8086系統(tǒng)