微機原理與接口技術(shù)樓順天編著課后習(xí)題答案

1、第 8 章 中斷系統(tǒng)與可編程中斷控制器 8259A1. 什么叫中斷 8086 微機系統(tǒng)中有哪幾種不同類型的中斷答：在 CPU 執(zhí)行程序的過程中，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) 去執(zhí)行處理該事件的一個中斷服務(wù)程序， 待中斷服務(wù)程序執(zhí)行完成后， CPU 再返回到原被中 斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。這個過程稱為中斷。8086 微機系統(tǒng)中有 3 種中斷 :1）外部可屏蔽中斷。2）外部不可屏蔽中斷。3）內(nèi)部中斷2. 什么是中斷類型它有什么用處 答：通常用若干位二進制編碼來給中斷源編號， 該編號稱為中斷類型號。 8086 微處理器 用 8 位二進制碼表示一個中斷類型，有 256 個不同的中

2、斷。這些中斷可以劃分為內(nèi)部中 斷、外部不可屏蔽中斷、外部可屏蔽中斷三類。用處：使CPU識別中斷源，從而能正確地轉(zhuǎn)向該中斷源對應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口。3. 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 什么答：微處理器在處理低級別中斷的過程中， 如果出現(xiàn)了級別高的中斷請求， 微處理器停止執(zhí) 行低級中斷的處理程序而去優(yōu)先處理高級中斷， 等高級中斷處理完畢后， 再接著執(zhí)行低級的 未處理完的程序，這種中斷處理方式成為中斷嵌套。使用中斷嵌套的好處是能夠提高中斷響應(yīng)的實時性。對于某些對實時性要求較高的操 作，必須賦予較高的優(yōu)先級和采取中斷嵌套的方式， 才能保證系統(tǒng)能夠及時響應(yīng)該中

3、斷請求。對于可屏蔽中斷， 實現(xiàn)中斷嵌套的條件有： （1）微處理器處于中斷允許狀態(tài) （ IF=1）（ 2） 中斷請求的優(yōu)先級高于正在執(zhí)行的中斷處理程序的優(yōu)先級。（3）中斷請求未被 8259 屏蔽。（4）沒有不可屏蔽中斷請求和總線請求。4. 什么是中斷向量中斷類型號為 仆H的中斷向量為2345H:1234H，畫圖說明它在中斷向 量表中的存放位置。答：中斷向量為每個中斷服務(wù)子程序的入口地址，為32位（16位的偏移地址和 16位的段地址），在中斷向量表中占用 4個地址單元。在8086CPU組成的計算機系統(tǒng)中，采用最低的 1024個地址單元（稱為 0頁）來存儲中斷向量。這 1024個地址單元成為中斷向量

4、表。1FHX 4=07CH。因此，中斷類型號位仆H的中斷向量，在中斷向量表中的存儲位置為中斷類型號為1FH的中斷向量在中斷向量表中的存放位置如圖所示。圖 中斷類型號為1FH的中斷向量在中斷向量表中的存放位置5. 中斷向量表的功能是什么敘述CPU利用中斷向量表轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序的過程。答：中斷向量表是用來存放中斷向量的。是中斷類型號與它對應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址之間的換算表。1) CPU獲得中斷類型號 n后，將當前PSW CS和IP的內(nèi)容依次壓入堆棧，保存斷點 的狀態(tài)和斷點地址，以便返回時恢復(fù)。2) 將PSW中的IF位和TF位清0,關(guān)閉中斷。3) 把地址為4 Xn和 4 X n+兩個單元的16位數(shù)

5、作為中斷服務(wù)程序入口的偏移地址置入 IP,把地址為4 X n+告口 4 X n+3兩個單元的16位數(shù)作為中斷服務(wù)程序入口的段地址 置入CSo4) 轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。6. 敘述可屏蔽中斷的響應(yīng)過程。答：在IF位為1情況下，從INTR端加入中斷請求信號開始，到進入中斷服務(wù)程序為止 所經(jīng)過的一系列操作，稱為可屏蔽中斷的響應(yīng)過程。首先等待當前指令結(jié)束后，進入中 斷響應(yīng)周期。然后，從微處理器外部的中斷控制邏輯獲得中斷類型號。隨后把當前的PSW CS和IP的內(nèi)容依次壓入堆棧，接著清除PSW中的IF位和TF位為0。最后把中斷服務(wù)程序的入口地址置入IP和CS至此，完成了可屏蔽中斷的響應(yīng)過程，開始進入中斷服務(wù)程

6、序。7. 簡要敘述8259A內(nèi)部IRR、IMR、ISR三個寄存器的作用。答：IRR中斷請求寄存器，用來鎖存外部設(shè)備送來的IR7TR0中斷請求信號。當外部中斷請求線IRi有中斷請求時，IRR中與之對應(yīng)的第i位被置1。該寄存器內(nèi)容可以被微處理器讀 出。IMR：用于設(shè)置中斷請求的屏蔽信號。此寄存器第i位被置1時，與之對應(yīng)的外部中斷請求線IRi被屏蔽，不能向微處理器發(fā)出INT信號。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。若微處理器響應(yīng)了IRj中斷請求，則ISR中與之對應(yīng)的第i位置1。中斷處理結(jié)束前，要用指令清除這一位。8. 中斷控制器8259A的初始化編

7、程是如何開始的答：初始化編程就是指對ICW（初始化命令字）的初始化，對ICW的初始化有一定的順序，必須從ICW1開始。對中斷控制器 8259A的初始化編程次序如圖所示。圖對中斷控制器8259A的初始化編程次序9. 設(shè)某微機系統(tǒng)需要管理 64級中斷，問組成該中斷機構(gòu)時需 片8259A。解：一片8259可控制8級中斷，第1片通過級聯(lián)8片8259可將中斷擴充至 64級。所以組 成該中斷機構(gòu)共需 9片8259。10. 完全嵌套的優(yōu)先級排序方式的規(guī)則是什么如何設(shè)置這種方式答：在全嵌套方式下，中斷優(yōu)先級的級別是固定的，即|R0優(yōu)先級最高，|巳IR6逐級次之，IR7最低。如果對8259A進行初始化后沒有設(shè)置

8、其他優(yōu)先級別， 那么8259A就 按全嵌套方式工作。11. 如果設(shè)備D1、D2、D3、D4、D5按完全嵌套優(yōu)先級排列規(guī)則。設(shè)備D1的優(yōu)先級最高，D5最低。在下列中斷請求下，給出各設(shè)備的中斷處理程序的次序（假設(shè)所有的中斷處理程序開始后就有STI指令，并在中斷返回之前發(fā)出結(jié)束命令）（1）設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求；（2） 設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求，并在設(shè)備3的中斷處理程序完成之前，設(shè)備2發(fā)出中斷請求；（3） 設(shè)備1、3、5同時發(fā)出中斷請求，在設(shè)備 3的中斷處理程序完成之前，設(shè)備2發(fā) 出中斷請求。解:(1)設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求；中斷處理次序為：D3tD4,示意圖如圖（a）所示。D3, D4同

9、時清零(2)圖（a）設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求的中斷處理程序的次序示意圖設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求，并在設(shè)備3的中斷處理程序完成之前，設(shè)備中斷請求；中斷處理次序為： D3 t D2 t D3 t D4 ,示意圖如圖（b ）2發(fā)出所示。圖（b）中斷處理程序的次序示意圖（3） 設(shè)備1、3、5同時發(fā)出中斷請求，在設(shè)備 3的中斷處理程序完成之前，設(shè)備2發(fā)出中斷請求。中斷處理次序為：D1t D3t D2t D3t D5,示意圖如圖（c）所示。圖（c）中斷處理程序的次序示意圖12. 8259A是怎樣進行中斷優(yōu)先權(quán)管理的答：8259A利用優(yōu)先權(quán)處理器來識別和管理中斷請求信號的優(yōu)先級別。當幾個中斷請求信號同時

10、出現(xiàn)時，優(yōu)先權(quán)處理器根據(jù)控制邏輯規(guī)定的優(yōu)先權(quán)級別和IMR的內(nèi)容來判斷這些請求信號的最高優(yōu)先級。微處理器響應(yīng)中斷請求時，把優(yōu)先權(quán)最高的IRR中的“ 1 ”送入ISR.o當8259A正在為某一級中斷服務(wù)時，若又出現(xiàn)新的中斷請求，則由優(yōu)先權(quán)處理器判斷新出 現(xiàn)的中斷請求的級別是否高于正在處理的那一級。若是，則進入多重中斷處理。13. 特殊全嵌套方式有什么特點它的使用場合是什么答：多片8259級聯(lián)時，主片必須工作在特殊全嵌套方式下。假設(shè)從片工作在全嵌套方式下， 先后收到了兩次中斷請求， 而且第二次中斷請求有較高 的優(yōu)先級，那么該從片就會兩次通過 INT引腳向上一級申請中斷。 如果主片采用全嵌套方式， 則

11、它不會響應(yīng)來自同一引腳的第二次中斷請求。而采用特殊全嵌套方式后，就會響應(yīng)該請求。14. 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。答：向8259A發(fā)送“中斷結(jié)束”命令，使相應(yīng)的中斷級在ISR中的相應(yīng)位清“ 0”，表示 該中斷處理已經(jīng)結(jié)束。8259A有自動中斷結(jié)束方式（AEOI）和非自動中斷結(jié)束方式（EOI）。（1）自動中斷結(jié)束方式（AEO）。在這種方式下，系統(tǒng)一旦進入中斷響應(yīng)，8259A就在第二個中斷響應(yīng)周期 INTA信號的 后沿，自動將ISR中被響應(yīng)中斷級的對應(yīng)位清“ 0”。這是一種最簡單的中斷結(jié)束處理方式， 可以通過初始化命令來設(shè)定，但這種方式

12、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（EO）。在這種工作方式下，從中斷服務(wù)程序返回前，必須在程序里向8259A輸出一個中斷結(jié)束命令（EOI）,把ISR對應(yīng)位清“ 0”。具體做法有一般的中斷結(jié)束方式和特殊的中斷結(jié)束EOI命令。這種方式可用于系統(tǒng)中有多個8259A或多個中斷中有嵌套的情況，但這種方式要比自動中斷結(jié)束方式復(fù)雜。而且在這種方式下，如果在程序里忘記了將 ISR對應(yīng)位清零，那么，8259A在一般情況下將不再響應(yīng)這個中斷以及比它級別低的中斷請求。15. 初始化8259A時設(shè)置為非自動結(jié)束方式，則在中斷服務(wù)程序即將結(jié)束時必須設(shè)置什么操作命令不設(shè)置

13、這種命令會發(fā)生什么現(xiàn)象如果初始化時設(shè)置為自動結(jié)束方式時，還需要設(shè)置這種操作嗎答：必須發(fā)送中斷結(jié)束命令，即向操作控制字OCW2的EOI位寫1。如果不設(shè)置這種命令，則該中斷服務(wù)程序結(jié)束后，CPU將無法響應(yīng)優(yōu)先級比它低的中斷請求以及它自身的下一次中 斷請求。若初始化為自動結(jié)束方式，則不需設(shè)置這種操作。16. 在哪些情況下需用 CLI指令關(guān)中斷在哪些情況下需用STI指令開中斷答： 關(guān)于有前綴的指令，前綴包括段寄存器前綴 （例如指令 MOV AX , CS:VAR、重復(fù)前綴（例如指令 REP MOVSB、和LOCK前綴。應(yīng)明確的是，指令前綴并不是一個獨立的指令，只是指令的一部分，所以不允許在前綴碼和指令

14、碼之間響應(yīng)中斷，所以應(yīng)在這條指令前置CLI （關(guān)中斷）指令，在這條指令后置STI （開中斷）指令。 對于目的地址是段寄存器的MOV和POP指令（除CS外），本條指令后不允許響應(yīng)中斷，而是還要執(zhí)行一條指令結(jié)束后才能響應(yīng)中斷，這時可以在指令前加CLI,指令后加ST。 需要進行中斷嵌套時，由于微處理器在響應(yīng)中斷時已將IF清零，所以一定要在中斷處理程序中加開中斷指令，才有可能進行中斷嵌套。17. 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，8086 微處理器通過兩片 8259A響

15、應(yīng)中斷，進入設(shè)備 A的中斷服務(wù)程序，發(fā)送中斷結(jié)束命令， 返回斷點的全過程。答：設(shè)備A在一次I/O操作完成后在8259A從片中斷請求輸入端IR5上產(chǎn)生中斷請求，中斷 請求被鎖存在8259A從片IRR中，并經(jīng)IMR “屏蔽”，其結(jié)果送給優(yōu)先權(quán)電路判優(yōu)?？刂七?輯接收中斷請求，向 8259A主片IR2引腳輸出INT信號，中斷請求被鎖存在8259A主片IRR中，并經(jīng)IMR “屏蔽”，其結(jié)果送給優(yōu)先權(quán)電路判優(yōu)?？刂七壿嫿邮罩袛嗾埱螅駽PU輸出INT信號。CPU從INTR引腳接受8259A主片的INT信號，進入連續(xù)兩個 INTA周期。優(yōu)先 權(quán)電路設(shè)置ISR中的對應(yīng)位，在收到第一個INTA信號后，8259

16、A主片把當前申請中斷的8259A從片的ID代碼010,通過CAS0- CAS2送到相應(yīng)的8259A從片。相應(yīng)地8259A從片在收到第二個Inta信號時，將中斷類型號 n送到數(shù)據(jù)線上。8086CPU獲得中斷類型號 N后，在NX 4和NX 4+2對應(yīng)的中斷向量表單元獲取中斷 向量分別置入IP和CS,從此進入設(shè)備 A的中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序結(jié)束前(即執(zhí)行IRET指令前)，應(yīng)分別向從片8259和主片8259發(fā)送 EOI中斷結(jié)束命令，然后執(zhí)行IRET指令，返回斷點。18. 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|矗引腳，它們的中斷

17、類型號分別從 20H、30H開始。主、從片均采用 上升沿觸發(fā)，非自動中斷結(jié)束方式。且主片采用特殊全嵌套方式，從片采用完全嵌套方式。請編寫他們的初始化程序。答：設(shè)8259A主片的端口地址為 2OH(Ao=O)和21H(A1=1)，第一個8259A從片的端口地址為 5OH(Ao=O)和 51H(A1=1)，第二個 8259A 從片的端口地址為 OAOH(Ao=O)和 0A1H(A1=1),初始 化程序如下： 主片:MOV AL， 00010001B ； ICW 1：邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT20H，ALMOVAL，00010000B； ICW2 ：中斷類型號 10H17HOUT21H，ALMOVAL，0

18、1010000B； ICW3 ： IR 4和 IR 6連有從片OUT21H，ALMOVAL，00010001B； ICW4 ：特殊全嵌套，非緩沖，非自動中斷結(jié)束OUT21H，AL從片 1：MOVAL，00010001B； ICW 1：邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT50H，ALMOVAL，00100000B； ICW2 ：中斷類型號 20H27HOUT51H，ALMOVAL, 00000100B; ICW3 : INT 引腳連主片 IR 4OUT51H， ALMOVAL, 00000001B; ICW4 ：完全嵌套,非緩沖,非自動中斷結(jié)束OUT51H, AL從片二：MOVAL, 00010001B; IC

19、W!:邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT0A0H, ALMOVAL, 00110000B； ICW2 :中斷類型號 30H37HOUT0A1H, ALMOVAL, 00000110B; ICW3 : INT 引腳連主片 1只6OUT0A1H, ALMOVAL, 00000001B; ICW4 :完全嵌套,非緩沖,非自動中斷結(jié)束OUT 0A1H， AL19. 設(shè)8259A的端口地址為 50H （Ao=O）和51H （Ai=1）,請給下面的8259A初始化程序加上注釋，說明各命令字的含義。MOVAL，13HOUT50H，ALMOVAL，08HOUT51H，ALMOVAL，0BHOUT51H，AL解：MOVAL,13HOUT50H，AL;初始化ICWi，設(shè)置為邊沿觸發(fā)，單片工作MOVAL，08HOUT 5伯，AL;ICW2 ;中斷類型號的高 5位為00001B，即中斷類型號為 08H0FHMOVAL，0BHOUT51H，AL;初始化ICW4，般全嵌套緩沖方式，中斷非自動結(jié)束20. 設(shè)8259A端口地址為20H和21H，怎樣發(fā)送清除ISR3的命令答：8259A可通過設(shè)置操作控制字 0CW；發(fā)送中斷結(jié)束命令（EOI命令），來清除ISR的指定位。的值為23H，0門池用低位端口地址（即 A0=0）進行操作，因此可編程如下：MOV AL,23HMOV 20H,AL21. 根據(jù)中斷過