第9章中斷與中斷管理修改ppt課件

1、微機原理及運用第第9 9章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理劉璐玲劉璐玲第第9 9章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理v中斷原理中斷原理v中斷系統(tǒng)組成及其功能中斷系統(tǒng)組成及其功能v中斷源識別及中斷優(yōu)先權(quán)中斷源識別及中斷優(yōu)先權(quán)v80868086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)v8086CPU8086CPU的中斷管理的中斷管理v可編程中斷管理芯片可編程中斷管理芯片8259A8259AvIBM PCIBM PC硬件中斷硬件中斷1. 熟習(xí)熟習(xí)8088/8086的中斷類型、中斷呼應(yīng)過程、中的中斷類型、中斷呼應(yīng)過程、中斷向量表斷向量表2. 掌握內(nèi)部中斷效力程序的編寫掌握內(nèi)部中斷效力程序的編寫3. 了解了解8259A的內(nèi)部構(gòu)造

2、、存放器作用、中斷過程的內(nèi)部構(gòu)造、存放器作用、中斷過程4. 掌握掌握8259A的普通全嵌套優(yōu)先權(quán)、普通中斷終了、的普通全嵌套優(yōu)先權(quán)、普通中斷終了、邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式5. 了解的了解的8259A的的ICW和和OCW，留意命令字和形狀，留意命令字和形狀字的區(qū)別方法字的區(qū)別方法6. 了解了解8259A在在IBM PC系列機上的運用情況系列機上的運用情況7. 掌握外部中斷效力程序的編寫掌握外部中斷效力程序的編寫【學(xué)習(xí)目的】【學(xué)習(xí)目的】 8088 CPU的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng) 中斷效力程序的編寫中斷效力程序的編寫 中斷控制器中斷控制器8259A的作的作用用【學(xué)習(xí)重點】【學(xué)習(xí)重點】【難點】【難點】v1

3、.中斷向量表的填寫 v2.8259A的ICW和OCW的運用v3.初始化編程概述 當(dāng)當(dāng)CPUCPU用查詢的方式與外設(shè)交換信息時，用查詢的方式與外設(shè)交換信息時，CPUCPU就要浪費很多時間去等待外設(shè)。這樣就引就要浪費很多時間去等待外設(shè)。這樣就引出一個快速的出一個快速的CPUCPU與慢速的外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送與慢速的外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的矛盾，這也是計算機在開展過程中遇到的的矛盾，這也是計算機在開展過程中遇到的嚴重問題之一。為處理這個問題，一方面要嚴重問題之一。為處理這個問題，一方面要提高外設(shè)的任務(wù)速度，另一方面開展了中斷提高外設(shè)的任務(wù)速度，另一方面開展了中斷概念。中斷系統(tǒng)是計算機的重要目的之一。概念。中斷

4、系統(tǒng)是計算機的重要目的之一。 9 91 1 中斷原理中斷原理 一、從無條件傳送、條件傳送到中斷傳送一、從無條件傳送、條件傳送到中斷傳送條件傳送最大的缺陷就是為了條件傳送最大的缺陷就是為了CPUCPU和外設(shè)和外設(shè)在時間上配合正確，在時間上配合正確，CPUCPU花大量的時間用無條花大量的時間用無條件方式對形狀線進展查詢，從而降低了整個件方式對形狀線進展查詢，從而降低了整個系統(tǒng)的任務(wù)效率。系統(tǒng)的任務(wù)效率。 具有中斷功能的具有中斷功能的CPUCPU中，有一個硬件部件中，有一個硬件部件專門用于檢測外設(shè)的形狀線。專門用于檢測外設(shè)的形狀線。 檢測形狀信號檢測形狀信號形狀信號有效？形狀信號有效？外設(shè)處置外設(shè)處

5、置外設(shè)處置外設(shè)處置檢測形狀信號檢測形狀信號主主程程序序條件傳輸程序檢測形狀條件傳輸程序檢測形狀信號信號中斷傳輸中斷傳輸CPU硬件檢測形狀硬件檢測形狀信號信號二、中斷概念二、中斷概念 在中斷傳送方式下，外設(shè)應(yīng)有懇求在中斷傳送方式下，外設(shè)應(yīng)有懇求CPUCPU效力的權(quán)益，當(dāng)外部設(shè)備預(yù)備好向效力的權(quán)益，當(dāng)外部設(shè)備預(yù)備好向CPUCPU傳送數(shù)據(jù)，或者外設(shè)已預(yù)備就緒接納傳送數(shù)據(jù)，或者外設(shè)已預(yù)備就緒接納CPUCPU的數(shù)據(jù)，或者有某些緊急情況要求處的數(shù)據(jù)，或者有某些緊急情況要求處置，或者是定時時間到等等。這時，外置，或者是定時時間到等等。這時，外設(shè)向設(shè)向CPUCPU發(fā)出中斷懇求，發(fā)出中斷懇求，CPUCPU接納到

6、懇求接納到懇求并在一定條件下，暫時停頓執(zhí)行原來的并在一定條件下，暫時停頓執(zhí)行原來的程序而轉(zhuǎn)去中斷處置，處置好中斷效力程序而轉(zhuǎn)去中斷處置，處置好中斷效力再前往來執(zhí)行原來程序，這就是一個中再前往來執(zhí)行原來程序，這就是一個中斷概念。斷概念。 處置文檔處置文檔鈴響鈴響暫停文檔暫停文檔文檔中作暫停記號文檔中作暫停記號交談交談?wù)页鰰和Ｓ浱栁恢谜页鰰和Ｓ浱栁恢美^續(xù)處置文檔繼續(xù)處置文檔執(zhí)行主程序執(zhí)行主程序(日常事務(wù)程序日常事務(wù)程序)中斷懇求信號有效中斷懇求信號有效(中斷懇求中斷懇求)暫停執(zhí)行主程序呼應(yīng)中斷暫停執(zhí)行主程序呼應(yīng)中斷當(dāng)前當(dāng)前PCPC及存放器入棧維護現(xiàn)場及存放器入棧維護現(xiàn)場處置外設(shè)要求處置外設(shè)要求 (

7、中斷效力中斷效力)存放器及存放器及PC出棧出棧(恢復(fù)現(xiàn)場及中斷前往恢復(fù)現(xiàn)場及中斷前往)繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序中斷舉例中斷舉例中斷過程中斷過程三、中斷運用三、中斷運用1 1、實時缺點處置、實時缺點處置存儲器出錯檢測電路存儲器出錯檢測電路 存儲器存儲器奇偶檢測電路奇偶檢測電路奇偶奇偶位位中斷懇求信號中斷懇求信號存儲器出錯檢測電路存儲器出錯檢測電路2 2、分時操作，同時處置、分時操作，同時處置 有了中斷功能，有了中斷功能，CPUCPU可命令多個外設(shè)同時任可命令多個外設(shè)同時任務(wù)。雖然務(wù)。雖然CPUCPU在不同的時間點上為不同的義務(wù)在不同的時間點上為不同的義務(wù)任務(wù)，但宏觀上看任務(wù)，但宏觀上看CPU

8、CPU幾乎同時為不同的義務(wù)幾乎同時為不同的義務(wù)任務(wù)，極大地發(fā)揚了任務(wù)，極大地發(fā)揚了CPUCPU高速性的特點。高速性的特點。 9 92 2 中斷系統(tǒng)組成及其功能中斷系統(tǒng)組成及其功能 一、一、 三個與中斷有關(guān)的觸發(fā)器三個與中斷有關(guān)的觸發(fā)器 1 1、中斷懇求觸發(fā)器、中斷懇求觸發(fā)器 有兩個特點：有兩個特點：1 1它的輸出可以作為中斷懇求信號，它的輸出可以作為中斷懇求信號，在滿足一定條件的情況下把信號發(fā)送給在滿足一定條件的情況下把信號發(fā)送給CPUCPU，并在，并在CPUCPU未呼應(yīng)時不斷保管下去；未呼應(yīng)時不斷保管下去；2 2當(dāng)當(dāng)CPUCPU滿足一定條件下呼應(yīng)了該中斷滿足一定條件下呼應(yīng)了該中斷懇求信號，執(zhí)

9、行了相關(guān)的操作后，該中懇求信號，執(zhí)行了相關(guān)的操作后，該中斷懇求信號可以被撤除。斷懇求信號可以被撤除。 D QD QR RD D形狀線形狀線中斷懇求中斷懇求外設(shè)讀、寫操作外設(shè)讀、寫操作 CLK CLK+5V+5V中斷源：引起中斷的緣由或能發(fā)出中斷中斷源：引起中斷的緣由或能發(fā)出中斷懇求的來源。懇求的來源。1 1普通的輸入輸出設(shè)備普通的輸入輸出設(shè)備鍵盤，打印機，鼠標(biāo)等。鍵盤，打印機，鼠標(biāo)等。2 2數(shù)據(jù)通道中斷源數(shù)據(jù)通道中斷源軟盤，硬盤等。軟盤，硬盤等。3 3實時時鐘實時時鐘用外部時鐘定時發(fā)出中斷信號，由用外部時鐘定時發(fā)出中斷信號，由CPUCPU進展進展處置。處置。4 4缺點源缺點源a a外設(shè)缺點外設(shè)

10、缺點電源掉電，運轉(zhuǎn)超限等。電源掉電，運轉(zhuǎn)超限等。b b計算機缺點計算機缺點內(nèi)存出錯，輸入輸出出錯等。內(nèi)存出錯，輸入輸出出錯等。5 5測試程序時設(shè)置的中斷源測試程序時設(shè)置的中斷源硬件斷點：硬件調(diào)試器硬件斷點：硬件調(diào)試器軟件斷點：軟件斷點：INT 03HINT 03H調(diào)試程序應(yīng)支持單步運轉(zhuǎn)和斷點運轉(zhuǎn)調(diào)試程序應(yīng)支持單步運轉(zhuǎn)和斷點運轉(zhuǎn)2 2、中斷屏蔽觸發(fā)器、中斷屏蔽觸發(fā)器 中斷屏蔽觸發(fā)器的功能就是決議中斷懇求觸發(fā)器中斷屏蔽觸發(fā)器的功能就是決議中斷懇求觸發(fā)器的輸出信號能否可以作為中斷懇求信號發(fā)送給的輸出信號能否可以作為中斷懇求信號發(fā)送給CPUCPU，這樣這樣CPUCPU經(jīng)過對中斷屏蔽觸發(fā)器的設(shè)置就可以到

11、達對經(jīng)過對中斷屏蔽觸發(fā)器的設(shè)置就可以到達對中斷源的控制。中斷源的控制。 3 3、CPUCPU內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器 CPUCPU經(jīng)過對它進展設(shè)置來決議能否對發(fā)給它的經(jīng)過對它進展設(shè)置來決議能否對發(fā)給它的中斷請中斷請求信號進展呼應(yīng)。求信號進展呼應(yīng)。 有些有些CPUCPU，比如，比如8086CPU8086CPU，設(shè)置了兩種中斷類，設(shè)置了兩種中斷類型可屏型可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷?？善帘沃袛嗍苤袛嘣试S觸蔽中斷和不可屏蔽中斷?？善帘沃袛嗍苤袛嘣试S觸發(fā)器控發(fā)器控制，只需當(dāng)制，只需當(dāng)IFIF為為1 1時，時，CPUCPU才干呼應(yīng)中斷懇求信號。才干呼應(yīng)中斷懇求信號。而不而不可屏蔽中斷不受中斷

12、允許觸發(fā)器的控制，只需中斷可屏蔽中斷不受中斷允許觸發(fā)器的控制，只需中斷懇求信懇求信號有效，不論號有效，不論IFIF能否為能否為1 1，CPUCPU就必需呼應(yīng)。因此不就必需呼應(yīng)。因此不可屏可屏蔽中斷的中斷優(yōu)先級要大于可屏蔽中斷的中斷優(yōu)先蔽中斷的中斷優(yōu)先級要大于可屏蔽中斷的中斷優(yōu)先級。級。 二、二、 再談中斷條件再談中斷條件 外設(shè)的中斷懇求信號要想發(fā)給外設(shè)的中斷懇求信號要想發(fā)給CPUCPU并能最終得到并能最終得到CPUCPU的呼應(yīng)，必需求滿足如下兩個條的呼應(yīng)，必需求滿足如下兩個條件：件： 一個是中斷屏蔽觸發(fā)器處于非屏一個是中斷屏蔽觸發(fā)器處于非屏蔽形狀。在這種蔽形狀。在這種情況下，中斷懇求信號才干發(fā)

13、給情況下，中斷懇求信號才干發(fā)給CPUCPU。但但CPUCPU能否能否呼應(yīng)這個中斷，還要看中斷允許觸發(fā)呼應(yīng)這個中斷，還要看中斷允許觸發(fā)器能否處于開器能否處于開中斷形狀。只需中斷形狀。只需CPUCPU是開中斷的條件是開中斷的條件下，下，CPUCPU才干才干進入中斷呼應(yīng)過程，處置中斷事務(wù)。進入中斷呼應(yīng)過程，處置中斷事務(wù)。這就是第二個這就是第二個條件。條件。9 93 3 中斷呼應(yīng)過程中斷呼應(yīng)過程中斷過程主要包括三個方面：中斷過程主要包括三個方面：外設(shè)發(fā)中斷懇求信號給外設(shè)發(fā)中斷懇求信號給CPUCPU即中斷懇求；即中斷懇求；CPUCPU對中斷懇求信號所作出反響即中斷呼對中斷懇求信號所作出反響即中斷呼應(yīng)；應(yīng)

14、；CPUCPU執(zhí)行對外設(shè)操作的子程序即中斷處置。執(zhí)行對外設(shè)操作的子程序即中斷處置。 一、中斷懇求一、中斷懇求 設(shè)置中斷懇求觸發(fā)器有效，當(dāng)中斷屏蔽觸發(fā)器設(shè)置中斷懇求觸發(fā)器有效，當(dāng)中斷屏蔽觸發(fā)器形狀為形狀為1 1，那么中斷懇求觸發(fā)器輸出的中斷懇求信號，那么中斷懇求觸發(fā)器輸出的中斷懇求信號發(fā)給發(fā)給CPUCPU。二、中斷呼應(yīng)二、中斷呼應(yīng) CPU CPU呼應(yīng)可屏蔽中斷懇求必需滿足呼應(yīng)可屏蔽中斷懇求必需滿足3 3個條件個條件: : 無總線懇求；無總線懇求； CPU CPU被允許中斷；被允許中斷； CPU CPU執(zhí)行完現(xiàn)行指令。執(zhí)行完現(xiàn)行指令。 三、中斷處置三、中斷處置 CPUCPU呼應(yīng)中斷后要自動完成三項

15、義務(wù)：呼應(yīng)中斷后要自動完成三項義務(wù)：1 1、 封鎖中斷；封鎖中斷；2 2、CSCS、IPIP以及以及FRFR的內(nèi)容推入堆棧；的內(nèi)容推入堆棧；3 3、中斷效力程序段地址送入、中斷效力程序段地址送入CSCS中，偏移地址送入中，偏移地址送入IPIP中。中。 一旦一旦CPUCPU呼應(yīng)中斷，就可轉(zhuǎn)入中斷效力程序之呼應(yīng)中斷，就可轉(zhuǎn)入中斷效力程序之中。中。中斷效力程序的構(gòu)造如下：中斷效力程序的構(gòu)造如下： push ax；維護現(xiàn)場；維護現(xiàn)場push bxsti；開中斷；開中斷；中斷處置；中斷處置cli；關(guān)中斷；關(guān)中斷pop bx；恢復(fù)現(xiàn)場；恢復(fù)現(xiàn)場pop axsti；開中斷；開中斷reti；中斷前往；中斷前往

16、 四、中斷源識別及中斷優(yōu)先權(quán)四、中斷源識別及中斷優(yōu)先權(quán) 在中斷系統(tǒng)中一個非常關(guān)鍵的問題是在中斷系統(tǒng)中一個非常關(guān)鍵的問題是CPU如何知道是哪一個中斷源發(fā)出的中斷懇求信如何知道是哪一個中斷源發(fā)出的中斷懇求信號。只需正確地確定中斷源，號。只需正確地確定中斷源，CPU才干轉(zhuǎn)到才干轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷效力程序為之效力。相應(yīng)的中斷效力程序為之效力。 這里，確定中斷源的方法被稱為中斷源這里，確定中斷源的方法被稱為中斷源識別或中斷方式。識別或中斷方式。 1 1、 中斷源識別中斷源識別 包括兩個方面：包括兩個方面： 其一，確定中斷源；其一，確定中斷源； 其二，找到該中斷效力程序的首地其二，找到該中斷效力程序的首地址。

17、址。 下面我們給出處理問題的兩種方案。下面我們給出處理問題的兩種方案。1 1查詢中斷查詢中斷IN AL，IPORT；從輸入接口取中斷信息；從輸入接口取中斷信息TEST AL，80H；是；是0號設(shè)備懇求嗎號設(shè)備懇求嗎?JNZ SEVO ；是，轉(zhuǎn)；是，轉(zhuǎn)0號設(shè)備效力程序號設(shè)備效力程序TEST AL，40H；否，是；否，是1號設(shè)備懇求嗎號設(shè)備懇求嗎?JNZ SEVl；是，轉(zhuǎn)；是，轉(zhuǎn)1號設(shè)備效力程序號設(shè)備效力程序TEST AL，20H；否，是；否，是2號設(shè)備懇求嗎號設(shè)備懇求嗎?JNZ SEV2；是，轉(zhuǎn)；是，轉(zhuǎn)2號設(shè)備效力程序號設(shè)備效力程序TEST AL，10H；否，是；否，是3號設(shè)備懇求嗎號設(shè)備懇求嗎

18、?JNZ SEV3；是，轉(zhuǎn)；是，轉(zhuǎn)3號設(shè)備效力程序號設(shè)備效力程序2 2矢量中斷矢量中斷 中斷懇求信號和中斷懇求信號和中斷呼應(yīng)信中斷呼應(yīng)信號是一對握手信號。在驅(qū)動號是一對握手信號。在驅(qū)動一個一個中斷事件過程中，中斷懇求中斷事件過程中，中斷懇求信號信號是外設(shè)發(fā)給是外設(shè)發(fā)給CPUCPU的，當(dāng)其有的，當(dāng)其有效效時，表示外設(shè)懇求時，表示外設(shè)懇求CPUCPU為之為之效力。效力。而中斷呼應(yīng)信號是而中斷呼應(yīng)信號是CPUCPU發(fā)給發(fā)給外設(shè)外設(shè)的，當(dāng)其有效時，闡明的，當(dāng)其有效時，闡明CPUCPU可以可以為這個外設(shè)效力，同時要求為這個外設(shè)效力，同時要求外設(shè)外設(shè)提供中斷類型號。提供中斷類型號。2 2、 中斷優(yōu)先權(quán)中斷

19、優(yōu)先權(quán)1 1軟件方案軟件方案 查詢方法優(yōu)點：查詢方法優(yōu)點：1、查詢次序即是、查詢次序即是優(yōu)先權(quán)次序。優(yōu)先權(quán)次序。2、省硬件，不需、省硬件，不需要硬件排隊電路。要硬件排隊電路。缺陷：缺陷：轉(zhuǎn)至效力程序轉(zhuǎn)至效力程序入口時間長。入口時間長。2 2硬件方案硬件方案鏈形電路鏈形電路這種方法是利用外設(shè)在系統(tǒng)中的物理位置來決議其這種方法是利用外設(shè)在系統(tǒng)中的物理位置來決議其中斷優(yōu)先權(quán)的。中斷優(yōu)先權(quán)的。 鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊電路如下圖鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊電路如下圖外設(shè)2IEIIEO接口2外設(shè)1IEIIEO接口1SEL1外設(shè)3IEIIEO接口3SEL2SEL3+5VD7D0INTAINTIORIOWv編碼電路編碼電路9 94

20、 80864 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 一、一、80868086的中斷源的中斷源 80868086中斷系統(tǒng)有兩大類型的中斷源，一類是由外中斷系統(tǒng)有兩大類型的中斷源，一類是由外部設(shè)備產(chǎn)生的中斷，我們稱之為硬件中斷，硬件中斷部設(shè)備產(chǎn)生的中斷，我們稱之為硬件中斷，硬件中斷有時又稱外中斷。另一類是由指令在某種運轉(zhuǎn)結(jié)果時有時又稱外中斷。另一類是由指令在某種運轉(zhuǎn)結(jié)果時產(chǎn)生的中斷，我們稱之為軟件中斷。另外對于硬件中產(chǎn)生的中斷，我們稱之為軟件中斷。另外對于硬件中斷，又分為不可屏蔽中斷和可屏蔽中斷，硬件中斷是斷，又分為不可屏蔽中斷和可屏蔽中斷，硬件中斷是經(jīng)過經(jīng)過CPUCPU芯片的芯片的INTRINTR管腳或管腳

21、或NMINMI管腳從外部引入的。管腳從外部引入的。 INT 3INT 3指令指令I(lǐng)NTOINTO指令指令I(lǐng)NT 4INT 4斷點斷點單步單步中斷中斷INT 1INT 1除數(shù)除數(shù)為為0 0INT 0INT 0INT n INT n 指令指令中中 斷斷 邏邏 輯輯NMINMIINTRINTR非屏蔽中斷非屏蔽中斷可屏蔽中斷可屏蔽中斷外設(shè)提供外設(shè)提供中斷號中斷號INT 2INT 2中斷類型號n40000:4n+00000:4n+10000:4n+20000:4n+30010002010002000IPCS內(nèi)存二、不可屏蔽中斷二、不可屏蔽中斷 所謂不可屏蔽中斷就是用戶不能經(jīng)過所謂不可屏蔽中斷就是用戶不能

22、經(jīng)過CPUCPU內(nèi)的內(nèi)的中中斷允許觸發(fā)器斷允許觸發(fā)器IFIF控制的中斷，由控制的中斷，由8086CPU8086CPU的的NMINMI管腳管腳引入。引入。NMINMI中斷懇求采用上升沿觸發(fā)方式，這種中斷中斷懇求采用上升沿觸發(fā)方式，這種中斷一旦產(chǎn)生，在一旦產(chǎn)生，在CPUCPU內(nèi)部直接生成中斷類型號內(nèi)部直接生成中斷類型號0202。不可屏蔽中斷普通用于非常事件。不可屏蔽中斷普通用于非常事件。例如：例如： q電源掉電前的數(shù)據(jù)維護電源掉電前的數(shù)據(jù)維護q存儲器讀寫錯誤的處置存儲器讀寫錯誤的處置0000:4*2+00000:4*2+10000:4*2+20000:4*2+30010002010002000IP

23、CS內(nèi)存IF0IP,CS,FR進棧IP=2*4+0CS=2*4+2三、三、 可屏蔽中斷可屏蔽中斷 可屏蔽中斷就是用戶可以控制的中斷，其途徑是可屏蔽中斷就是用戶可以控制的中斷，其途徑是經(jīng)過對經(jīng)過對CPUCPU內(nèi)的中斷允許觸發(fā)器內(nèi)的中斷允許觸發(fā)器IFIF的設(shè)置來制止和允的設(shè)置來制止和允許許CPUCPU呼應(yīng)中斷?？善帘沃袛嘤珊魬?yīng)中斷?？善帘沃袛嘤?086CPU8086CPU的的INTRINTR管腳管腳引入。這種中斷懇求需求設(shè)備提供中斷類型號，引入。這種中斷懇求需求設(shè)備提供中斷類型號，CPUCPU呼應(yīng)中斷后，取中斷類型號的呼應(yīng)中斷后，取中斷類型號的4 4倍作為中斷效力入口倍作為中斷效力入口地址表的地址

24、，經(jīng)過查表得到相應(yīng)的中斷效力程序地址表的地址，經(jīng)過查表得到相應(yīng)的中斷效力程序首地址，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷效力程序。首地址，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷效力程序。 0000:4*n+00000:4*n+10000:4*n+20000:4*n+30010002010002000內(nèi)存IF0IP,CS,FR進棧IP=2*n+0CS=2*n+2取中斷類型號n四、四、80868086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)1 1、軟件中斷、軟件中斷 軟件中斷是由中斷指令引起的。中斷指軟件中斷是由中斷指令引起的。中斷指令的指令格式為令的指令格式為 INT nINT n，操作數(shù)，操作數(shù)n n就是中斷類就是中斷類型號。當(dāng)型號。當(dāng)CPUCPU執(zhí)行終

25、了中斷指令執(zhí)行終了中斷指令I(lǐng)NT nINT n后，就后，就會立刻產(chǎn)生一個中斷類型號為會立刻產(chǎn)生一個中斷類型號為n n的中斷。的中斷。(1)(1)除法中斷除法中斷 當(dāng)進展除法運算時，假設(shè)除數(shù)為當(dāng)進展除法運算時，假設(shè)除數(shù)為0 0或除數(shù)或除數(shù)太小，使得商數(shù)大于相應(yīng)存放器所能表示的太小，使得商數(shù)大于相應(yīng)存放器所能表示的最大值，被稱作除法出錯。這時除法指令就最大值，被稱作除法出錯。這時除法指令就相當(dāng)于一個中斷源，它向相當(dāng)于一個中斷源，它向CPUCPU發(fā)出類型發(fā)出類型0 0中斷。中斷。 (2) (2) 溢出中斷溢出中斷 當(dāng)算術(shù)運算產(chǎn)生溢出時，將在當(dāng)算術(shù)運算產(chǎn)生溢出時，將在INTOINTO指指令控制下向令控

26、制下向CPUCPU發(fā)出類型發(fā)出類型4 4的中斷，即溢出中的中斷，即溢出中斷。斷。(3)(3)單步中斷和斷點中斷單步中斷和斷點中斷單步中斷單步中斷 當(dāng)當(dāng)8086CPU8086CPU的標(biāo)志存放器中的的標(biāo)志存放器中的TFTF標(biāo)標(biāo)志為志為1 1時，時，8086CPU8086CPU處于單步任務(wù)方式，這時處于單步任務(wù)方式，這時CPUCPU在每條指令執(zhí)行后自動產(chǎn)生類型在每條指令執(zhí)行后自動產(chǎn)生類型l l的中斷。的中斷。斷點中斷斷點中斷 INT3INT3指令是指令是1 1字節(jié)指令，可將這條指令字節(jié)指令，可將這條指令的目的代碼嵌入恣意條指令的操作碼處，從的目的代碼嵌入恣意條指令的操作碼處，從而實現(xiàn)斷點中斷。而實現(xiàn)

27、斷點中斷。 v外部中斷是由于外部中斷是由于8088外部提出中斷懇求引起的程序外部提出中斷懇求引起的程序中斷中斷v利用外部中斷，微機系統(tǒng)可以實時呼應(yīng)外部設(shè)備的利用外部中斷，微機系統(tǒng)可以實時呼應(yīng)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送懇求，可以及時處置外部不測或緊急事件數(shù)據(jù)傳送懇求，可以及時處置外部不測或緊急事件v外部中斷的緣由是處置器外部隨機產(chǎn)生的，所以是外部中斷的緣由是處置器外部隨機產(chǎn)生的，所以是真正的中斷真正的中斷Interruptv內(nèi)部中斷的緣由是處置器執(zhí)行程序出現(xiàn)異常，所以內(nèi)部中斷的緣由是處置器執(zhí)行程序出現(xiàn)異常，所以經(jīng)常被稱為異常經(jīng)常被稱為異常Exception補充闡明: 外部中斷9 95 8086CPU5

28、8086CPU的中斷管理的中斷管理一、一、8086CPU8086CPU的中斷處置順序的中斷處置順序 8086CPU8086CPU的中斷優(yōu)先權(quán)陳列從高到低為：的中斷優(yōu)先權(quán)陳列從高到低為：1 1、除法出錯中斷，溢出中斷，、除法出錯中斷，溢出中斷，INT nINT n；2 2、NMINMI；3 3、INTRINTR；4 4、單步中斷。、單步中斷。 二、二、8086CPU8086CPU的中斷效力入口地址表中斷向量的中斷效力入口地址表中斷向量表表 9.6 9.6 可編程中斷管理芯片可編程中斷管理芯片8259A8259An9.6.1 8259A構(gòu)造與功能構(gòu)造與功能D7D0INTAINT中斷懇求存放器中斷懇

29、求存放器中斷屏蔽存放器中斷屏蔽存放器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線緩沖器緩沖器IR0IR7讀讀/寫寫控制控制邏輯邏輯級聯(lián)級聯(lián)緩沖器緩沖器比較器比較器RDWRA0CSCAS0CSA1CAS2SP/EN優(yōu)先權(quán)判別電路優(yōu)先權(quán)判別電路中斷效力存放器中斷效力存放器控制邏輯控制邏輯中斷懇求存放器中斷懇求存放器IRRIRR保管保管8 8條外界中斷懇求信號條外界中斷懇求信號IR0IR0IR7IR7的懇求形狀的懇求形狀DiDi位為位為1 1表示表示IRiIRi引腳有中斷懇求；為引腳有中斷懇求；為0 0表示無懇求表示無懇求中斷效力存放器中斷效力存放器ISRISR保管正在被保管正在被8259A8259A效力著的中斷形狀效力著的中

30、斷形狀DiDi位為位為1 1表示表示IRiIRi中斷正在效力中；為中斷正在效力中；為0 0表示沒有被表示沒有被效力效力中斷屏蔽存放器中斷屏蔽存放器IMRIMR保管對中斷懇求信號保管對中斷懇求信號IRIR的屏蔽形狀的屏蔽形狀DiDi位為位為1 1表示表示IRiIRi中斷被屏蔽制止；為中斷被屏蔽制止；為0 0表示允表示允許許v引腳引腳v與與CPU相連相連v雙向數(shù)據(jù)線：雙向數(shù)據(jù)線：D0D7 ；v選通與讀寫控制信號線：選通與讀寫控制信號線：v A0 、 、 、v多功能設(shè)置信號線：多功能設(shè)置信號線：v與外部中斷源相連與外部中斷源相連vIR0IR7(電平觸發(fā)或邊沿觸發(fā)電平觸發(fā)或邊沿觸發(fā)v與其它與其它825

31、9A相連相連vCAS0CAS2v電源與地信號電源與地信號vVCC5V)、GNDWRRDCSSP/EN 在非緩沖任務(wù)方式時，輸入，決議主片還是從片；在緩沖任務(wù)方式時，輸出，由它翻開總線緩沖器。3. 中斷級連v一個系統(tǒng)中，8259A可以級連，有一個主8259A，假設(shè)干個最多8個從8259Av級連時，主8259A的三條級連線CAS0CAS2作為輸出線，連至每個從8259A的CAS0CAS2v每個從8259A的中斷懇求信號INT，連至主8259A的一個中斷懇求輸入端IRv主8259A的INT線連至CPU的中斷懇求輸入端vSP*/EN*在非緩沖方式下，規(guī)定該8259A是主片SP*1還是從片SP*0CAS

32、0 IR0CAS1 IR1CAS2 IR2 IR3INTA IR4 IR5INT IR6 IR7SP/EN CAS0INTA CAS1 CAS2INT IR0 IR1SP/EN IR7CAS0 IR0CAS1 IR1CAS2 IR2 IR3INTA IR4 IR5INT IR6 IR7SP/ENINTAINTR+5V8259級聯(lián)任務(wù)表示圖級聯(lián)任務(wù)表示圖9.6.2 中斷呼應(yīng)過程中斷呼應(yīng)過程CPU與與8259A的操作過程的操作過程a懇求中斷懇求中斷 外設(shè)外設(shè) 對應(yīng)對應(yīng)IR0 IR7為為“1，判優(yōu)后使，判優(yōu)后使INT為為“1 CPU的的INTR輸入輸入“1，懇求中斷。，懇求中斷。b呼應(yīng)中斷的條件呼應(yīng)

33、中斷的條件 CLI 使使 IF = 0，制止中斷。，制止中斷。 STI 使使 IF = 1，允許中斷。，允許中斷。c呼應(yīng)中斷呼應(yīng)中斷 CPU先做三個任務(wù)：先做三個任務(wù)： 1 將將FR進棧進棧 2 使使IF = 0，TF = 0 3 斷點的斷點的CS、IP進棧進棧9.6.2 中斷呼應(yīng)過程中斷呼應(yīng)過程CPU與與8259A的操作過程的操作過程d INTA脈沖周期脈沖周期 CPU呼應(yīng)中斷經(jīng)呼應(yīng)中斷經(jīng)INTA引腳發(fā)兩個引腳發(fā)兩個INTA脈沖脈沖 第一個第一個INTA脈沖，通知脈沖，通知8259A，CPU呼應(yīng)中斷，呼應(yīng)中斷，將將ISRi置置1。 第二個第二個INTA脈沖，脈沖，8259A送中斷類型號，送中

34、斷類型號，CPU將將n4找到中斷效力程序入口地址，執(zhí)行中斷程序。找到中斷效力程序入口地址，執(zhí)行中斷程序。e中斷效力程序中斷效力程序1開中斷開中斷STI2維護現(xiàn)場維護現(xiàn)場PUSH3處置部分處置部分4中斷終了中斷終了 EOI5恢復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場 POP6中斷前往中斷前往 IRET9.6.3 8259A的任務(wù)方式的任務(wù)方式a設(shè)置優(yōu)先級的方式設(shè)置優(yōu)先級的方式 b中斷終了的方式中斷終了的方式c中斷屏蔽方式中斷屏蔽方式d中斷觸發(fā)中斷觸發(fā)e 8259A的級聯(lián)的級聯(lián)9.6.3 8259A的任務(wù)方式普通全嵌套方式普通全嵌套方式特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式自動循環(huán)方式自動循環(huán)方式特殊循環(huán)方式特殊循環(huán)方式優(yōu)先權(quán)固定方

35、式優(yōu)先權(quán)固定方式優(yōu)先權(quán)循環(huán)方式優(yōu)先權(quán)循環(huán)方式設(shè)置優(yōu)先權(quán)方式設(shè)置優(yōu)先權(quán)方式普通中斷終了方式普通中斷終了方式特殊中斷終了方式特殊中斷終了方式自動中斷終了方式自動中斷終了方式非自動中斷終了方式非自動中斷終了方式終了中斷處置方式終了中斷處置方式屏蔽中斷源方式屏蔽中斷源方式普通屏蔽方式普通屏蔽方式特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式中斷觸發(fā)方式中斷觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式數(shù)據(jù)線銜接方式數(shù)據(jù)線銜接方式緩沖方式緩沖方式非緩沖方式非緩沖方式(1) 設(shè)置優(yōu)先權(quán)方式v普通全嵌套方式v8259A的中斷優(yōu)先權(quán)順序固定不變，從高到低依次為IR0、IR1、IR2、IR7v中斷懇求后，8259A對當(dāng)前懇

36、求中斷中優(yōu)先權(quán)最高的中斷IRi予以呼應(yīng)，將其中斷類型號送上數(shù)據(jù)總線，對應(yīng)ISR的Di位置位，至到中斷終了ISR的Di位復(fù)位v在ISR的Di位置位期間，制止再發(fā)生同級和低級優(yōu)先權(quán)的中斷，但允許高級優(yōu)先權(quán)中斷的嵌套v特殊全嵌套方式v優(yōu)先權(quán)自動循環(huán)方式v優(yōu)先權(quán)特殊循環(huán)方式(2) 終了中斷處置方式什么是什么是8259A的中斷終了？的中斷終了？8259A利用中斷效力存放器利用中斷效力存放器ISR判別：判別：某位為某位為1，表示正在進展中斷效力；，表示正在進展中斷效力；該位為該位為0，就是該中斷終了效力。，就是該中斷終了效力。這里闡明如何使這里闡明如何使ISR某位為某位為0，不反映不反映CPU的任務(wù)形狀。

37、的任務(wù)形狀。(2) 終了中斷處置方式v自動中斷終了方式自動中斷終了方式v普通中斷終了方式普通中斷終了方式v配合全嵌套優(yōu)先權(quán)方式運用配合全嵌套優(yōu)先權(quán)方式運用v當(dāng)當(dāng)CPU用輸出指令往用輸出指令往8259A發(fā)出普通中斷終了發(fā)出普通中斷終了EOI命令時，命令時，8259A就會把一切正在效力的中斷中優(yōu)先權(quán)最高的就會把一切正在效力的中斷中優(yōu)先權(quán)最高的ISR位位復(fù)位復(fù)位v特殊中斷終了方式特殊中斷終了方式v配合循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式運用配合循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式運用vCPU在程序中向在程序中向8259A發(fā)送一條特殊中斷終了命令，這發(fā)送一條特殊中斷終了命令，這個命令中指出了要去除哪個個命令中指出了要去除哪個ISR位位(3) 屏

38、蔽中斷源方式v普通屏蔽方式普通屏蔽方式v將將IMR的的Di位置位置1，那么對應(yīng)的中斷，那么對應(yīng)的中斷IRi被屏蔽，該中被屏蔽，該中斷懇求不能從斷懇求不能從8259A送到送到CPUv假設(shè)假設(shè)IMR的的Di位置位置0，那么允許，那么允許IRi中斷產(chǎn)生中斷產(chǎn)生v特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式v將將IMR的的Di位置位置1，對應(yīng)的中斷，對應(yīng)的中斷IRi被屏蔽的同時，使被屏蔽的同時，使ISR的的Di位置位置0(4) 中斷觸發(fā)方式v邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式v8259A將中斷懇求輸入端出現(xiàn)的將中斷懇求輸入端出現(xiàn)的上升沿作為中斷懇求信號上升沿作為中斷懇求信號v電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式v中斷懇求端出現(xiàn)的高電平是有效中

39、斷懇求端出現(xiàn)的高電平是有效的中斷懇求信號的中斷懇求信號5. 數(shù)據(jù)線銜接方式v緩沖方式緩沖方式v8259A的數(shù)據(jù)線需加緩沖器予以驅(qū)動的數(shù)據(jù)線需加緩沖器予以驅(qū)動v8259A把把SP*/EN*引腳作為輸出端，輸出允許信號，用引腳作為輸出端，輸出允許信號，用以鎖存或開啟緩沖器以鎖存或開啟緩沖器v非緩沖方式非緩沖方式vSP*/EN*引腳為輸入端引腳為輸入端v假設(shè)假設(shè)8259A級連，由其確定是主片或從片級連，由其確定是主片或從片 9.6.4 8259A的編程v初始化編程v8259A開場任務(wù)前，必需進展初始化編程v給8259A寫入初始化命令字ICWv中斷操作編程v在8259A任務(wù)期間v可以寫入操作命令字OC

40、W將選定的操作傳送給8259A，使之按新的要求任務(wù)v還可以讀取8259A的信息，以便了解他的任務(wù)形狀1. 初始化命令字ICWv初始化命令字ICW最多有4個v8259A在開場任務(wù)前必需寫入v必需按照ICW1ICW4順序?qū)懭雟ICW1和ICW2是必需送的vICW3和ICW4由任務(wù)方式?jīng)Q議D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ICW11LTIMSNGLIC4D7D6D5D4D3D2D1D0表示可以恣意表示可以恣意為為1為為0都可以建議為都可以建議為0 1只能為只能為1，作為標(biāo)志，作為標(biāo)志中斷觸發(fā)方式：中斷觸發(fā)方式：LTIM1，電平觸發(fā)方式，電平觸發(fā)方式LTIM0，邊沿觸發(fā)方式，邊沿觸發(fā)方式

41、規(guī)定單片或級連方式：規(guī)定單片或級連方式：SNGL1，單片方式，單片方式SNGL0，級連方式，級連方式能否寫入能否寫入ICW4IC41，要寫入，要寫入ICW4IC40，不寫入，不寫入ICW4，即，即ICW4規(guī)定的位全為規(guī)定的位全為0ICW2T7T6T5T4T3D7D6D5D4D3D2D1D0設(shè)置中斷向量號設(shè)置中斷向量號T7T3為中斷向量號的高為中斷向量號的高5位位低低3位由位由8259A自動確定：自動確定：IR0為為000、IR1為為001、IR7為為111ICW3S7S6S5S4S3S2/ID2S1/ID1S0/ID0D7D6D5D4D3D2D1D0級連命令字級連命令字主片主片8259A：Si

42、1對應(yīng)對應(yīng)IRi接有從片；否接有從片；否那么那么IRi沒有銜接從片沒有銜接從片從片從片8259A：ID0ID2編碼闡明從片編碼闡明從片INT引腳接到主片哪個引腳接到主片哪個IR引腳引腳ICW4000SFNMBUFM/SAEOIPMD7D6D5D4D3D2D1D0嵌套方式：嵌套方式：特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式SFNM1普通全嵌套方式普通全嵌套方式SFNM0數(shù)據(jù)線的緩沖方式：數(shù)據(jù)線的緩沖方式：緩沖方式緩沖方式BUF1非緩沖方式非緩沖方式BUF0 主片主片/從片選擇：從片選擇：主片主片M/S=1從片從片M/S=0中斷終了方式：中斷終了方式：自動中斷終了自動中斷終了AEOI1非自動中斷終了非自動中斷

43、終了AEOI0微處置器類型：微處置器類型：16位位80 x86PM18位位8080/8085PM02. 操作命令字OCWv8259A任務(wù)期間，可以隨時接受操作命令字OCWvOCW共有3個：OCW1OCW3v寫入時沒有順序要求，需求哪個OCW就寫入那個OCWD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0OCW1M7M6M5M4M3M2M1M0D7D6D5D4D3D2D1D0屏蔽命令字屏蔽命令字內(nèi)容寫入中斷屏蔽存放器內(nèi)容寫入中斷屏蔽存放器IMRDiMi對應(yīng)對應(yīng)IRi，為，為1制止制止IRi中斷；中斷；為為0允許允許IRi中斷。各位相互獨立。中斷。各位相互獨立。OCW2RSLEOI00L2L1L0D

44、7D6D5D4D3D2D1D0R、SL和和EOI配合運配合運用用產(chǎn)生中斷終了產(chǎn)生中斷終了EOI命命令和改動優(yōu)先權(quán)順序令和改動優(yōu)先權(quán)順序L2L0的的3位編碼位編碼指定指定IR引腳引腳 OCW30ESMMSMM01PRRRISD7D6D5D4D3D2D1D0ESMM、SMM設(shè)置中斷屏蔽方式設(shè)置中斷屏蔽方式P、RR和和RIS規(guī)定隨后讀取的規(guī)定隨后讀取的形狀字含義形狀字含義3. 讀取形狀字vCPU可讀出IRR、ISR、IMR和查詢字vA0為低，由OCW3中RR和RIS位設(shè)定讀取IRR或ISR，由OCW3中P位設(shè)定讀取查詢字v而A0引腳為高電平常讀取的都是IMRv查詢字反映8259A能否有中斷懇求D7

45、D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0查詢字IW2W1W0D7D6D5D4D3D2D1D0中斷位中斷位I位為位為1，有外設(shè)懇求中斷有外設(shè)懇求中斷W2W0的編碼的編碼當(dāng)前中斷懇求的當(dāng)前中斷懇求的最高優(yōu)先級最高優(yōu)先級4. 命令字和形狀字的區(qū)別方法 利用讀寫信號區(qū)別寫入的控制存放器和讀出的形狀存放器 利用地址信號區(qū)別不同I/O地址的存放器 由控制字中的標(biāo)志位闡明是哪個存放器 由芯片內(nèi)順序控制邏輯按一定順序識別不同的存放器 由前面的控制字決議后續(xù)操作的存放器接口電路中常用的方法接口電路中常用的方法初始化主片8259Amov al,11h ;寫入ICW1out 20h,aljmp intr1intr1:mov al,08h ;寫入ICW2out 21h,aljmp intr2intr2:mov al,04h ;寫入ICW3out 21h,aljmp intr3intr3:mov al,1h;寫入ICW4out 21h,al中斷控制器的初始化程序段初始化從片8259Amov