微機原理與接口技術(shù)(樓順天第二版)第八章習(xí)題解答

1、微機原理與接口技術(shù)（樓順天第二版）習(xí)題解答第8章中斷系統(tǒng)與可編程中斷控制器8259A8.1答：（1）非屏蔽，可屏蔽；（2）IF=1，完成當(dāng)前總線操作，執(zhí)行完當(dāng)前指令；（3）電平觸發(fā)，邊沿觸發(fā)；（4）7,22；（5）IN3，12CH。8.2 答：（1）A；（2）C；（3）C；（4）A；（5）A；（6）D；（7）B；（8）B；（9）C。8.3 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(dāng)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)

2、外部不可屏蔽中斷。3) 內(nèi)部中斷其中，內(nèi)部中斷又分5種，分別為：除法錯中斷，單步中斷，斷點中斷，溢出中斷以及INT N軟件中斷。8.4 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。8.5 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

3、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。8.6 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

4、中斷向量。這1024個地址單元成為中斷向量表。因此，中斷類型號為1FH的中斷向量，在中斷向量表中的存儲位置為1FH×4=07CH。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8.6所示。圖8.6 中斷類型號為1FH的中斷向量在中斷向量表中的存放位置8.7 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(dāng)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×n和4×n+1兩個單元的1

5、6位數(shù)作為中斷服務(wù)程序入口的偏移地址置入IP，把地址為4×n+2和4×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CS。4) 轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。8.8 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(dāng)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(dāng)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)程序。8.9 答

6、：IRR：中斷請求寄存器，用來鎖存外部設(shè)備送來的中斷請求信號。當(dāng)外部中斷請求線有中斷請求時，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)的外部中斷請求線被屏蔽，不能向微處理器發(fā)出INT信號。ISR：用于記錄當(dāng)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。8.10 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

7、初始化編程次序如圖8.10所示。圖8.10 對中斷控制器8259A的初始化編程次序8.11 答：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。8.12 答：在全嵌套方式下，中斷優(yōu)先級的級別是固定的，即優(yōu)先級最高，逐級次之，最低。如果對8259A進行初始化后沒有設(shè)置其他優(yōu)先級別，那么8259A就按全嵌套方式工作。8.13 答：（1）設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求；中斷處理次序為：D3D4，示意圖如圖8.13（a）所示。圖8.13（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（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

8、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： D3D2D3D4，示意圖如圖8.13（b）所示。圖8.13（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：D1D3D2D3D5，示意圖如圖8.13（c）所示。圖8.13（c）中斷處理程序的次序示意圖8.14 答：ICW1、OCW2和OCW3共用一個端口地址，但在命令字中通過命令字的兩位取值不同來區(qū)分，ICW2、ICW3、ICW4和OCW1根據(jù)命令字的先后次序區(qū)分。 8.15 答：IMR為8259內(nèi)決定是否屏蔽接入8259的中斷請求的，IF是8086C

9、PU內(nèi)部決定是否可以響應(yīng)外部非屏蔽中斷的標志位。在中斷系統(tǒng)中IMR決定外部中斷請求能否被8259轉(zhuǎn)發(fā)給CPU，IF決定CPU能否響應(yīng)INTR引腳的中斷請求。8.16 答：在二片以上的8259芯片級聯(lián)的情況。主片的ICW3的每一位確定哪一個INi引腳接從片，從片的ICW3的低三位的組合確定從片的INT接主片的哪一個INi。8.17 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(dāng)幾個中斷請求信號同時出現(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.。當(dāng)8259A正在

10、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。8259A有5種中斷優(yōu)先級管理方式。（1）完全嵌套方式：按固定優(yōu)先級高低來管理中斷，若8259A初始化時未對優(yōu)先級管理方式編程，則8259A自動進入該方式；（2）自動循環(huán)方式：中斷源的優(yōu)先級將隨中斷響應(yīng)過程的結(jié)束而隨時跟著改變的中斷優(yōu)先級管理方式?？捎脙煞N方式使8259A進入自動循環(huán)方式：一是在中斷服務(wù)程序末尾發(fā)一條普通EOI循環(huán)命令；二是在主程序或中斷服務(wù)程序中，發(fā)置位/復(fù)位自動EOI命令；（3）特殊循環(huán)方式：通過在主程序或中斷服務(wù)程序中發(fā)“特殊循環(huán)方式”操

11、作命令來指定某個中斷源的優(yōu)先級為最低級，其余中斷源的優(yōu)先級隨之循環(huán)變化；（4）特殊屏蔽方式：可在中斷服務(wù)程序中用中斷屏蔽命令來屏蔽當(dāng)前正在服務(wù)的中斷級別時，同時是中斷服務(wù)寄存器中對應(yīng)當(dāng)前中斷級的為自動清0，從而屏蔽了當(dāng)前正在處理的本級中斷；（5）查詢排序方式：用軟件查詢方法來響應(yīng)與8259A相連的8級中斷請求，CPU先用操作命令字發(fā)查詢命令給8259A，再用輸入指令讀取IRR寄存器的狀態(tài)，以識別當(dāng)前有無中斷請求及最高級別的中斷請求。8.18 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

12、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。8.19 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（AEOI）。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，但這種方式只能用在系統(tǒng)中只有一個8259A，且多

13、個中斷不會嵌套的情況。（2） 非自動中斷結(jié)束方式（EOI）。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。8.20 答：必須發(fā)送中斷結(jié)束命令，即向操作控制字的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

14、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。 8.21 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STI。需要進行中斷

15、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。8.22 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)?？刂七壿嫿邮罩袛嗾埱螅?259A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?，向CPU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，在收到第一個信

16、號后， 8259A主片把當(dāng)前申請中斷的8259A從片的ID代碼010，通過CAS0CAS2送到相應(yīng)的8259A從片。相應(yīng)地8259A從片在收到第二個信號時，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N×4和N×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。8.23 答：設(shè)8258A主片的端口地址為20H(A0=0)和 21H(A1=1)，第一個8259A從片的端口地址為50

17、H(A0=0)和 51H(A1=1)，第二個8259A從片的端口地址為0A0H(A0=0)和 0A1H(A1=1)，初始化程序如下：主片：MOV AL，00010001B；：邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT 20H，AL MOV AL，00010000B；：中斷類型號10H17H OUT 21H，AL MOV AL，01010000B；：和連有從片 OUT 21H，AL MOV AL，00010001B；：特殊全嵌套，非緩沖，非自動中斷結(jié)束 OUT 21H，AL從片1：MOV AL，00010001B；：邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT 50H，ALMOV AL，00100000B；：中斷類型號20H27HOUT 5

18、1H，ALMOV AL，00000100B；：INT引腳連主片OUT 51H，ALMOV AL，00000001B；：完全嵌套，非緩沖，非自動中斷結(jié)束OUT 51H，AL從片二：MOV AL，00010001B；：邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT 0A0H，ALMOV AL，00110000B；：中斷類型號30H37HOUT 0A1H，ALMOV AL，00000110B；：INT引腳連主片OUT 0A1H，ALMOV AL，00000001B；：完全嵌套，非緩沖，非自動中斷結(jié)束OUT 0A1H，AL8.24 答：MOV AL， 13HOUT 50H， AL ;初始化，設(shè)置為邊沿觸發(fā)，單片工作MOV AL

19、， 08HOUT 51H， AL ; ；中斷類型號的高5位為00001B，即中斷類型號為08H0FHMOV AL， 0BHOUT 51H， AL ; 初始化，一般全嵌套緩沖方式，中斷非自動結(jié)束8.25 答：8259A可通過設(shè)置操作控制字發(fā)送中斷結(jié)束命令（EOI命令），來清除ISR的指定位。的值為23H，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,AL8.26 答：1）設(shè)計必要的中斷源，確定它們提出的中斷請求的方式。2）編寫初始化程序。根據(jù)急迫程度的不同，規(guī)定好中斷源的優(yōu)先級別，以確定當(dāng)幾個中斷源同時請求時，處理機能有一個先后響應(yīng)次序。3）當(dāng)處理機響

20、應(yīng)中斷后，需要把被中斷程序的現(xiàn)場、斷點保護起來，以便中斷處理結(jié)束后能返回原程序。4）中斷服務(wù)程序設(shè)計。5）恢復(fù)現(xiàn)場，返回原程序。8.27 答：執(zhí)行INT 8之后，（SP）=00FAH，（SS）=0300H，（IP）=0040H，（PSW）=0040H。由于INT8為雙字節(jié)指令，所以棧頂?shù)娜齻€字從上到下分別是 00A2H，0900H，0240H。8.28 答：可以。但這樣做存在問題。IRET指令執(zhí)行時將出棧IP，CS和PSW的值，而RETF指令只出棧IP，CS的值，因而若中斷服務(wù)程序中改變了標志位，用RETF指令返回在主程序中將無法恢復(fù)標志位的值。尤其是在中斷服務(wù)程序中關(guān)中斷后（IF=0），用RETF指令將無法重新開中斷，從而導(dǎo)致中斷服務(wù)結(jié)束后CPU不能再響應(yīng)其他可屏蔽中斷。8.29 答：根據(jù)題目，主片的ICW1為00010001B，邊沿觸發(fā)、級聯(lián)、寫ICW4，主片的ICW2為20H，ICW3為