輸入輸出與中斷技術(shù)ppt課件實(shí)用教案

1、v 接口概念：v 輸入/輸出(I/O)接口是主機(jī)與外部設(shè)備（簡(jiǎn)稱外設(shè)）之間所設(shè)置(shzh)的邏輯控制部件，通過它實(shí)現(xiàn)主機(jī)與I/O設(shè)備之間的信息交換。輸入輸出接口(ji ku)概述 思考問題： 微型(wixng)計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間為什么需要接口?第1頁/共111頁第一頁，共111頁。一般情況下，存儲(chǔ)器可以與總線直接相連，而外部設(shè)備卻需要通過接口與CPU的總線相連，原因是由存儲(chǔ)器和外設(shè)的特點(diǎn)決定：存儲(chǔ)器：功能單一(dny) 傳輸方式單一(dny)（一次一個(gè)字或一個(gè)字節(jié)）操作方式單一(dny)（讀和寫） 制造工藝與CPU相似，速度與CPU相匹配輸入輸出接口(ji ku)概述 微型(wixng)計(jì)算機(jī)

2、和外設(shè)之間為什么需要接口?第2頁/共111頁第二頁，共111頁。接口：解決以上差異,協(xié)調(diào)、匹配外設(shè)與主機(jī)(zhj)正常工作的邏輯部件及相應(yīng)控制軟件。外設(shè)：種類繁多 (機(jī)械、機(jī)電、電子(dinz)信號(hào)種類不一 (A,D,開關(guān)量)信號(hào)格式不同 (串行,并行)同一個(gè)時(shí)刻CPU通常只和一個(gè)外設(shè)交換信息工作速度不同，且范圍寬。如硬盤和打印機(jī)工作時(shí)序不匹配，無法和CPU時(shí)序取得統(tǒng)一輸入輸出接口(ji ku)概述 微型計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間為什么需要接口?第3頁/共111頁第三頁，共111頁。v接口電路的任務(wù)：v對(duì)數(shù)據(jù)提供緩沖（時(shí)間和電氣性能上）：設(shè)置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯；v信息格式相容性變換(binhun)：如

3、串并行的轉(zhuǎn)換；電平轉(zhuǎn)換、數(shù)?；蚰?shù)轉(zhuǎn)換等；v協(xié)調(diào)時(shí)序差異：提供“準(zhǔn)備好”“空”“滿”等狀態(tài)信號(hào)v提供地址譯碼或設(shè)備選擇信號(hào)：v提供中斷和DMA控制邏輯及管理：輸入輸出接口輸入輸出接口(ji ku)概述概述 第4頁/共111頁第四頁，共111頁。I/O端口的尋址方式CPU要操作接口，首先要能識(shí)別這個(gè)接口。解決方法：通過地址識(shí)別。（1）存儲(chǔ)器映像尋址方式 若把系統(tǒng)中的每一個(gè)I/O端口都看作一個(gè)存儲(chǔ)單元，并與存儲(chǔ)單元一樣統(tǒng)一編址，這樣訪問(fngwn)存儲(chǔ)器的所有指令均可用來訪問(fngwn)I/O端口，不用設(shè)置專門的I/O指令。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化了指令集，對(duì)I/O設(shè)備的訪問(fngwn)更加靈活方便，I/

4、O地址空間可大可小缺點(diǎn)：占用內(nèi)存空間，訪問(fngwn)速度慢。輸入輸出接口輸入輸出接口(ji ku)概述概述 第5頁/共111頁第五頁，共111頁。I/O端口的尋址方式（2）I/O單獨(dú)編址方式 對(duì)系統(tǒng)中的輸入輸出端口地址單獨(dú)編址，構(gòu)成一個(gè)I/O空間，他們不占用存儲(chǔ)空間，而是用專門的IN和OUT指令來訪問這種具有獨(dú)立(dl)地址空間的端口。優(yōu)點(diǎn)：將輸入輸出指令和訪問存儲(chǔ)器的指令明顯區(qū)分開，使程序清晰，可讀性好；I/O指令長(zhǎng)度短，執(zhí)行速度快，不占用內(nèi)存空間；I/O地址譯碼電路簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：指令系統(tǒng)中需專門的指令，且這些指令的功能沒有訪問存儲(chǔ)器指令強(qiáng)；CPU需提供區(qū)分存儲(chǔ)器讀/寫和I/O讀寫的控制信

5、號(hào)。輸入輸出接口輸入輸出接口(ji ku)概述概述 第6頁/共111頁第六頁，共111頁。CPU和I/O設(shè)備之間的接口(ji ku)信息1、數(shù)據(jù)信息數(shù)字量信息：離散的二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)，最小單位為“位(b)”，8位為一個(gè)字節(jié)(B)。模擬量信息：用模擬電壓或模擬電流幅值大小表示(biosh)的物理量。開關(guān)量：只有兩個(gè)狀態(tài)，“開”和“關(guān)”，用一位二進(jìn)制數(shù)即可表示(biosh)。輸入輸出接口(ji ku)概述 第7頁/共111頁第七頁，共111頁。2、狀態(tài)信息 反映當(dāng)前外設(shè)所處的工作狀態(tài)，實(shí)際中通過狀態(tài)端口信息表現(xiàn)。例如：輸入時(shí)：“準(zhǔn)備好”（Ready） 輸出(shch)時(shí)：“空”（Empty）、“忙”

6、(Busy)3、控制信息 由CPU發(fā)出的用來控制外設(shè)工作的信號(hào)。例如：控制輸入/輸出(shch)裝置的啟動(dòng)或停止、讀或?qū)?問題提出：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息是不同性質(zhì)的信息，被分別傳送，如何實(shí)現(xiàn)？CPU和I/O設(shè)備(shbi)之間的接口信息輸入輸出接口(ji ku)概述 第8頁/共111頁第八頁，共111頁。 問題解決：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息使用不同的端口地址。 問題結(jié)論：都通過數(shù)據(jù)總線傳送，但放在接口的不同寄存器 (I/O端口)中，其中：輸入(shr)輸出的數(shù)據(jù)信息放在數(shù)據(jù)緩沖器輸入(shr)的狀態(tài)信息放在狀態(tài)寄存器輸出的控制信息放在控制寄存器CPU和I/O設(shè)備(shbi)之間的接

7、口信息輸入輸出接口(ji ku)概述 第9頁/共111頁第九頁，共111頁。接口數(shù)據(jù)輸入寄存器數(shù)據(jù)輸出寄存器控制輸出寄存器狀態(tài)輸入寄存器CPU和I/O設(shè)備之間的接口(ji ku)信息外部輸入或輸出設(shè)備CPUDBABCB外設(shè)通過(tnggu)接口與CPU之間的連接數(shù)據(jù)(shj)控制狀態(tài)ABCBDB輸入輸出接口概述 第10頁/共111頁第十頁，共111頁。訪問接口的過程描述：CPU先將地址信息發(fā)送到地址總線，將確定的控制信息發(fā)送到控制總線(打開相應(yīng)端口);CPU傳輸數(shù)據(jù)信息到數(shù)據(jù)總線上等待相應(yīng)端口接收，或者CPU等待接口把指定端口的內(nèi)容送到數(shù)據(jù)總線上(收發(fā)數(shù)據(jù))。注意：地址是端口(寄存器)的地址，

8、而不是(b shi)接口部件的地址，一個(gè)接口部件包含多個(gè)端口，即多個(gè)地址。CPU和I/O設(shè)備之間的接口(ji ku)信息輸入輸出接口(ji ku)概述 第11頁/共111頁第十一頁，共111頁。幾點(diǎn)說明(shumng): I/O端口即I/O接口的寄存器，接口中的每個(gè)寄存器都有一個(gè)端口地址，每個(gè)I/O接口都有一組寄存器。vCPU與外設(shè)的信息交流就是(jish)CPU與接口寄存器(端口)的交流。v數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出寄存器可以使用同一地址；控制輸出和狀態(tài)輸入寄存器可以使用同一地址。CPU和I/O設(shè)備(shbi)之間的接口信息輸入輸出接口概述 第12頁/共111頁第十二頁，共111頁。v程序方式(fn

9、gsh)v無條件傳送方式(fngsh)v查詢傳送方式(fngsh)v中斷傳送方式(fngsh)v直接存儲(chǔ)器存取(DMA) 控制方式(fngsh)CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送(chun sn)方式 第13頁/共111頁第十三頁，共111頁。定義： 在數(shù)據(jù)傳送過程中，輸入或輸出數(shù)據(jù)一方不查詢、判斷對(duì)方的狀態(tài)，進(jìn)行無條件的數(shù)據(jù)傳送。 CPU能夠確信外設(shè)準(zhǔn)備就緒，就不用查詢外設(shè)的狀態(tài)而可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。驅(qū)動(dòng)指示燈、繼電器、啟動(dòng)電機(jī)等 例如：CPU要輸出一個(gè)數(shù)據(jù)到顯示器顯示，由于(yuy)顯示器是可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)而隨時(shí)改變顯示內(nèi)容的設(shè)備，因而CPU就可以直接向其發(fā)送數(shù)據(jù)，而無需查詢。無條件傳送(chu

10、n sn)方式CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第14頁/共111頁第十四頁，共111頁。無條件傳送(chun sn)方式三態(tài)緩沖器輸入設(shè)備地址(dzh)譯碼器&數(shù)據(jù)(shj)來自外設(shè)數(shù)據(jù)總線地址總線IO/MRDCPU無條件傳送的輸入方式CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第15頁/共111頁第十五頁，共111頁。無條件傳送(chun sn)方式鎖存器輸出設(shè)備地址(dzh)譯碼器&數(shù)據(jù)(shj)到外設(shè)數(shù)據(jù)總線地址總線IO/MWRCPUCE無條件傳送的輸出方式CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第16頁/共111頁第十六頁，共111頁。 定義： CPU執(zhí)行程序不斷讀取并測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)，如果外設(shè)處

11、于準(zhǔn)備(zhnbi)好（輸入）或空閑（輸出）狀態(tài)，則執(zhí)行輸入或輸出指令，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，否則等待。查詢(chxn)傳送方式CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第17頁/共111頁第十七頁，共111頁。 完成(wn chng)一次數(shù)據(jù)傳送的過程： 1) CPU從狀態(tài)端口讀取外設(shè)的狀態(tài)字; 2) CPU檢測(cè)狀態(tài)字對(duì)應(yīng)位是否滿足“就緒”條件; 3) 如不滿足，則重復(fù)執(zhí)行1）2）過程，直到條件 滿足; 4) 如果條件滿足，表明外設(shè)就緒，則傳送數(shù)據(jù)， 同時(shí)I/O的狀態(tài)復(fù)位。查詢(chxn)傳送方式CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第18頁/共111頁第十八頁，共111頁。實(shí)現(xiàn)流程： 在與外設(shè)

12、進(jìn)行傳送(chun sn)數(shù)據(jù)前，CPU先查詢外設(shè)狀態(tài)，當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好后，才執(zhí)行I/O指令，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送(chun sn)特點(diǎn)：1. CPU通過不斷查詢外設(shè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的速度匹配2. CPU的工作效率低NY從狀態(tài)端口讀入狀態(tài)信息從數(shù)據(jù)端口傳送一個(gè)數(shù)據(jù)外設(shè)準(zhǔn)備好否？CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送(chun sn)方式方式 第19頁/共111頁第十九頁，共111頁。 兩種查詢傳送方式： 1. 查詢式輸入(shr) 2. 查詢式輸出查詢傳送(chun sn)方式查詢式輸入方式描述 查詢式輸入是程序控制下的查詢式輸入方式，在傳送前，CPU必須去查詢一下外設(shè)的狀態(tài)(zhungti)，當(dāng)

13、外設(shè)準(zhǔn)備好了才傳送；若未準(zhǔn)備好，CPU則等待。CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第20頁/共111頁第二十頁，共111頁。鎖存器鎖存器三態(tài)緩沖器(8位)輸入設(shè)備地址譯碼器&數(shù)據(jù)(shj)選通信(tng xn)號(hào)DBABIO/MRDCPU三態(tài)緩沖器(1位)&準(zhǔn)備就緒觸發(fā)器DQR+5VDiREADY(狀態(tài)(zhungti)信息)查詢式輸入接口電路三態(tài)緩沖器(8位)三態(tài)緩沖器(1位)CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第21頁/共111頁第二十一頁，共111頁。三態(tài)緩沖器(8位)三態(tài)緩沖器(8位)鎖存器鎖存器輸入設(shè)備地址譯碼器&數(shù)據(jù)(shj)選通信(tng xn)號(hào)DBABIO/MRDCPU三態(tài)緩沖器(1

14、位)&準(zhǔn)備就緒觸發(fā)器DQR+5VDiREADY(狀態(tài)(zhungti)信息)查詢式輸入接口電路CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第22頁/共111頁第二十二頁，共111頁。1. 輸入設(shè)備準(zhǔn)備好后，發(fā)選通信號(hào)(xnho);2. 數(shù)據(jù)進(jìn)入鎖存器鎖存，并使D觸發(fā)器置1，從而使三態(tài)緩沖器輸出狀態(tài)信號(hào)(xnho);3. CPU從狀態(tài)端口讀入狀態(tài)字;4. CPU檢測(cè)狀態(tài)位，如果條件滿足;5. CPU從數(shù)據(jù)端口讀入數(shù)據(jù);6. 清狀態(tài)字。查詢(chxn)式輸入的過程：CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送(chun sn)方式 第23頁/共111頁第二十三頁，共111頁。D7D08位數(shù)據(jù)(shj)端口(8位) (輸入)D7

15、狀態(tài)(zhungti)端口(1位) (輸入)查詢式輸入(shr)時(shí)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息：“READY”(1位)數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第24頁/共111頁第二十四頁，共111頁。LOOP1: IN AL,STATUS_PORT ;讀入狀態(tài)值 TESTAL,80H ;READY=1？ JZLOOP1 ;未準(zhǔn)備好?循環(huán) INAL,DATA_PORT ;是,輸入(shr)數(shù)據(jù)查詢式輸入(shr)的查詢程序：討論：分析查詢程序，熟悉匯編語言(hu bin y yn)在接口電路中的應(yīng)用。CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第25頁/共111頁第二十五頁，共111頁。例1 查詢方式輸入假設(shè)

16、 外設(shè)的狀態(tài)端口為21C H， 其中D4=1時(shí)，表示外設(shè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 外設(shè)的數(shù)據(jù)端口為218 H。 實(shí)現(xiàn)從外設(shè)讀入50H個(gè)字節(jié)到內(nèi)存緩沖區(qū)buffer中。21CH端口狀態(tài)端口218H端口數(shù)據(jù)端口地址譯碼數(shù)據(jù)緩沖控制電路輸入外備CPU地址線數(shù)據(jù)線控制線CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送(chun sn)方式 第26頁/共111頁第二十六頁，共111頁。從21CH狀態(tài)端口讀入外設(shè)狀態(tài)信息從218H數(shù)據(jù)端口讀入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)YND4=1, 外設(shè)準(zhǔn)備好否？N50H個(gè)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束？Y編程從外設(shè)讀入50H個(gè)字節(jié)到內(nèi)存緩沖區(qū)buffer中CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第27頁/共111頁第二十七頁，共111

17、頁。 、 MOV AX, SEG buffer ;取緩沖區(qū)首地址 MOV DS, AX LEA DI, buffer MOV CX, 50H ;傳送個(gè)數(shù) next: MOV DX, 21CH ask： IN AL, DX ;從狀態(tài)端口讀入狀態(tài)信息 TEST AL, 0001 0000B ;檢測(cè)D4位 JZ ask ;D4=0,繼續(xù)查詢MOV DX, 218H IN AL, DX ;從數(shù)據(jù)端口讀入數(shù)據(jù)MOV DI, AL ;送緩沖區(qū) INC DI ;修改緩沖區(qū)指針 LOOP next ;傳送下一個(gè)、查詢方式輸入程序段:CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第28頁/共111頁第二十八頁，共1

18、11頁。輸出設(shè)備地址譯碼器&數(shù)據(jù)(shj)選通信(tng xn)號(hào)DBABIO/MRDCPU狀態(tài)(zhungti)緩沖器(1位)&忙觸發(fā)器DQR+5V數(shù)據(jù)鎖存器查詢式輸出接口電路WRACKBUSY狀態(tài)忙置1CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第29頁/共111頁第二十九頁，共111頁。1. 通過M/IO,WR信號(hào)將數(shù)據(jù)寫入鎖存器，并同時(shí)將狀態(tài)觸發(fā)器置1，進(jìn)而使?fàn)顟B(tài)位BUSY置1，防止(fngzh)CPU再次傳送數(shù)據(jù)；2. 外設(shè)讀取數(shù)據(jù)；3. 外設(shè)向接口發(fā)ACK信號(hào)，將狀態(tài)位BUSY清零。查詢(chxn)式輸出的過程：CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第30頁/共111頁第三十頁，共111頁

19、。D7D08位數(shù)據(jù)(shj)端口(8位) (輸出)D7狀態(tài)(zhungti)端口(1位) (輸出)查詢式輸出時(shí)的數(shù)據(jù)(shj)和狀態(tài)信息：“READY”(1位)數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第31頁/共111頁第三十一頁，共111頁。LOOP2:INAL,STATUS_PORT ;讀狀態(tài)信息TESTAL,80H ;檢查(jinch)BUSY位JNZLOOP2;BUSY=0?MOVAL,STORE ;為零,取數(shù)據(jù)OUTDATA_PORT,AL ;數(shù)據(jù)端口輸出查詢(chxn)式輸出的查詢(chxn)程序：?jiǎn)栴}：結(jié)合匯編語言(hu bin y yn)，分析程序是如何實(shí)現(xiàn)查詢輸出功能

20、的？CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第32頁/共111頁第三十二頁，共111頁。例2 查詢方式輸出假設(shè) 外設(shè)的狀態(tài)端口為21C H， 其中D0 = 0時(shí)，表示外設(shè)準(zhǔn)備好 外設(shè)的數(shù)據(jù)端口為219 H。 編程將緩沖區(qū)buffer的80H個(gè)字節(jié)輸出到外設(shè)。21CH端口狀態(tài)端口219H端口數(shù)據(jù)端口地址譯碼數(shù)據(jù)緩沖控制電路輸出外設(shè)CPU地址線數(shù)據(jù)線控制線CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送(chun sn)方式 第33頁/共111頁第三十三頁，共111頁。從21CH狀態(tài)端口讀入外設(shè)狀態(tài)信息將一字節(jié)數(shù)據(jù)送至219H數(shù)據(jù)端口YND0=0, 外設(shè)準(zhǔn)備好否？N80H個(gè)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束？Y編程將緩沖區(qū)buffer的80H個(gè)字節(jié)

21、輸出到外設(shè)CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第34頁/共111頁第三十四頁，共111頁。、 MOV AX, SEG buffer ;取緩沖區(qū)首地址 MOV DS, AX LEA SI, buffer MOV CX, 80H ;傳送個(gè)數(shù) next: MOV DX, 21CH ask： IN AL, DX ;從狀態(tài)端口讀入狀態(tài)信息 TEST AL, 0000 0001B ;檢測(cè)D0位 JNZ ask ;D00,繼續(xù)查詢 MOV AL, SI ;從緩沖區(qū)取數(shù) MOV DX, 219H OUT DX, AL ;從數(shù)據(jù)端口輸出數(shù)據(jù) INC SI ;修改緩沖區(qū)指針 LOOP next ;輸出下一個(gè)

22、 、查詢方式輸出程序段： CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第35頁/共111頁第三十五頁，共111頁。工作原理： 當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)或可以接收數(shù)據(jù)時(shí)，就通過接口向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，CPU在執(zhí)行完當(dāng)前(dngqin)的一條指令后，檢測(cè)是否有中斷信號(hào)，如果有中斷信號(hào)，則CPU轉(zhuǎn)向執(zhí)行中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完畢后CPU返回原來的程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷(zhngdun)方式CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第36頁/共111頁第三十六頁，共111頁。三態(tài)緩沖器輸入設(shè)備地址(dzh)譯碼器1數(shù)據(jù)(shj)RDYDBABIO/MRDCPU&中斷請(qǐng)求觸發(fā)器數(shù)據(jù)(shj)鎖存器+5V中斷傳送方式

23、輸入接口電路QDINT狀態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)鎖存器三態(tài)緩沖器1&CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第37頁/共111頁第三十七頁，共111頁。中斷(zhngdun)方式1. 輸入設(shè)備準(zhǔn)備就緒，發(fā)出就緒狀態(tài)信號(hào)，數(shù)據(jù)暫存在鎖存器中，同時(shí)中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置“1”，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)；2. CPU響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，從數(shù)據(jù)端口輸入數(shù)據(jù)，同時(shí)將中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置“0”，撤銷(chxio)中斷請(qǐng)求；3. CPU返回被中斷的程序。中斷傳送方式(fngsh)的過程：CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第38頁/共111頁第三十八頁，共111頁。中斷服務(wù)程序發(fā)申請(qǐng)中斷服務(wù)程序發(fā)申請(qǐng)中斷方式下CPU執(zhí)行程序流程外設(shè)C

24、PU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送(chun sn)方式 第39頁/共111頁第三十九頁，共111頁。 中斷傳送方式的特點(diǎn)：CPU和外設(shè)大部分時(shí)間處在并行工作狀態(tài)(zhungti), 只在CPU響應(yīng)外設(shè)的中斷申請(qǐng)后，進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送的過程2. 中斷傳送方式提高了CPU的效率CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送(chun sn)方式 第40頁/共111頁第四十頁，共111頁。三、查詢傳送(chun sn)方式VS中斷傳送(chun sn)方式查詢(chxn)方式中斷(zhngdun)方式 CPU不主動(dòng)查詢外設(shè)，只執(zhí)行自己的程序，當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好需要傳送數(shù)據(jù)時(shí)，提出申請(qǐng)，若CPU準(zhǔn)于請(qǐng)求，放下正在執(zhí)行的程序，去傳送外設(shè)的數(shù)據(jù)

25、。CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第41頁/共111頁第四十一頁，共111頁。DMA傳送方式(fngsh)的提出 直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制(kngzh)方式 DMA(Direct Memory Access)直接存儲(chǔ)器存取控制方式下，I/O設(shè)備(shbi)是和存儲(chǔ)器直接交換信息，不需要CPU介入，外設(shè)與存儲(chǔ)器間的數(shù)據(jù)傳輸是在硬件的作用下完成的。優(yōu)點(diǎn)：傳輸速度大幅提高。CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第42頁/共111頁第四十二頁，共111頁。 DMA方式下，外設(shè)利用專門的接口電路直接和存貯器進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳送，而不經(jīng)過(jnggu)CPU。數(shù)據(jù)的傳輸速度基本上決定于外設(shè)和存儲(chǔ)器的速度。直接存

26、儲(chǔ)器存取(DMA)控制(kngzh)方式主存I/O設(shè)備CPU改進(jìn)主存I/O設(shè)備總線 使用直接(zhji)存儲(chǔ)器傳送方式(DMA)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)塊操作。CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 第43頁/共111頁第四十三頁，共111頁。 實(shí)現(xiàn)方法： 1. 由專用接口芯片DMA控制器(稱DMAC) 控制傳送過程，2. 當(dāng)外設(shè)需傳送數(shù)據(jù)時(shí)，通過DMAC向CPU發(fā)出總線請(qǐng)求；3. CPU發(fā)出總線響應(yīng)信號(hào)，釋放總線；4. DMAC接管總線，控制外設(shè)、內(nèi)存之間直接數(shù)據(jù)傳送.DMA傳送方式的特點(diǎn) 1. 外設(shè)和內(nèi)存之間，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，不通過CPU, 傳送效率高。 適用于在內(nèi)存與高速外設(shè)、 或兩個(gè)(lin )高速外設(shè)之

27、間進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳送。 2. 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，硬件開銷較大。CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送(chun sn)方式 第44頁/共111頁第四十四頁，共111頁。DMA 傳送方式過程CPUDMAC內(nèi)存外設(shè)總線響應(yīng)總線請(qǐng)求CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)(shj)傳送方式 第45頁/共111頁第四十五頁，共111頁。 什么是中斷 中斷源 中斷分類 中斷類型號(hào) 中斷優(yōu)先權(quán) 中斷服務(wù)程序 斷點(diǎn)和中斷現(xiàn)場(chǎng) 8086/8088 CPU響應(yīng)中斷的過程 8086/8088 CPU如何(rh)獲取中斷類型號(hào)中斷中斷(zhngdun)系統(tǒng)系統(tǒng)第46頁/共111頁第四十六頁，共111頁。什么什么(shn me)(shn me)是中斷

28、是中斷 在CPU正常運(yùn)行程序時(shí)，由于內(nèi)部(nib)或外部某個(gè)非預(yù)料事件的發(fā)生，使CPU暫停正在運(yùn)行的程序，而轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理引起中斷事件的程序，然后再返回被中斷了的程序，繼續(xù)執(zhí)行。這個(gè)過程就是中斷。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第47頁/共111頁第四十七頁，共111頁。中斷中斷(zhngdun)(zhngdun)源源 引起中斷的因素很多，將發(fā)出中斷申請(qǐng)(shnqng)的外設(shè)或內(nèi)部原因,稱為中斷源。例如：CPU指令執(zhí)行產(chǎn)生的異常（如被零除）、停電等故障等。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第48頁/共111頁第四十八頁，共111頁。中斷中斷(zhngdun)(zhngdun)的分類的分類按中斷(zhngdun

29、)源的不同，中斷(zhngdun)分為內(nèi)部中斷(zhngdun)和外部中斷(zhngdun)。內(nèi)中斷（軟中斷）指CPU執(zhí)行某些(mu xi)特殊操作或由INT指令引起的中斷 被零除操作或OF=1時(shí)執(zhí)行INTO指令引起 使用DEBUG中的單步或斷點(diǎn)設(shè)置操作引起 執(zhí)行INT n 指令引起中斷系統(tǒng)第49頁/共111頁第四十九頁，共111頁。指外部芯片通過CPU的INTR引腳或NMI引腳發(fā)出(fch)中斷申請(qǐng)引起的中斷。當(dāng)INTR上有高電平信號(hào)當(dāng)NMI上有上升沿信號(hào)外中斷(zhngdun)（硬中斷(zhngdun)）8088GNDA14A13A12A11A10A9A8AD7AD6AD5AD4AD3AD

30、2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCCA15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6(HIGH)(SSO)MN/MXRDRQ/GT0(HOLD)RQ/GT1(HLDA)LOCK(WR)S2(IO/M)S1(DT/R)S0(DEN)QS0(ALE)QS1(INTA)TESTREADYRESET中斷(zhngdun)系統(tǒng)第50頁/共111頁第五十頁，共111頁。 可屏蔽(pngb)中斷 由INTR引腳引起的中斷，稱可屏蔽(pngb)中斷。 CPU是否響應(yīng)INTR引腳上的中斷請(qǐng)求取決于IF標(biāo)志： IF=1，CPU響應(yīng)INTR引腳上的中斷請(qǐng)求 IF=0，CPU不響應(yīng)INTR引腳上的中斷

31、請(qǐng)求（即當(dāng)IF=0時(shí)，將INTR引腳上的中斷申請(qǐng)屏蔽(pngb)。 ） 非屏蔽中斷 由NMI引腳引起的中斷，稱非屏蔽中斷。 當(dāng)NMI引腳上產(chǎn)生上升沿信號(hào)(xnho)，CPU必響應(yīng)此中斷請(qǐng)求，即NMI引腳上的中斷請(qǐng)求不受IF標(biāo)志的控制， IF不能屏蔽NMI引腳上的中斷請(qǐng)求。 如電源掉電、存貯器讀寫出錯(cuò)、總線奇偶錯(cuò)中斷(zhngdun)系統(tǒng)第51頁/共111頁第五十一頁，共111頁。NMI(17號(hào)引腳)中 斷 邏 輯非屏蔽中斷請(qǐng)求INT 2硬件(外部)中斷軟件(內(nèi)部)中斷可屏蔽中斷請(qǐng)求中斷類型號(hào)32255INTR(18號(hào)引腳)中斷指令I(lǐng)NT nN32255溢出中斷INTOINT 4斷點(diǎn)中斷INT

32、3單步中斷(TF1)INT 1除法錯(cuò)誤INT 0中斷(zhngdun)系統(tǒng)第52頁/共111頁第五十二頁，共111頁。中斷中斷(zhngdun)優(yōu)先權(quán)優(yōu)先權(quán) 給每個(gè)中斷源指定一個(gè)優(yōu)先權(quán)，稱為中斷優(yōu)先權(quán)。當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU按照中斷優(yōu)先權(quán)的高低順序(shnx),依次響應(yīng)。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第53頁/共111頁第五十三頁，共111頁。中斷中斷(zhngdun)服務(wù)程序服務(wù)程序 處理中斷源，完成(wn chng)其所要求功能的程序，稱中斷服務(wù)程序（中斷例行程序、中斷子程）。CPU執(zhí)行流程中斷服務(wù)程序1中斷服務(wù)程序2非預(yù)料事件2非預(yù)料事件1中斷(zhngdun)系統(tǒng)第54頁/

33、共111頁第五十四頁，共111頁。斷點(diǎn)和中斷斷點(diǎn)和中斷(zhngdun)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng) 斷點(diǎn):是指CPU執(zhí)行的現(xiàn)行程序被中斷時(shí)的下一條指令的地址,又稱斷點(diǎn)地址。 中斷現(xiàn)場(chǎng):是指CPU轉(zhuǎn)去(zhun q)執(zhí)行中斷服務(wù)程序前的運(yùn)行狀態(tài)，包括CPU內(nèi)部各寄存器、斷點(diǎn)地址等。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第55頁/共111頁第五十五頁，共111頁。1000:150H 、 、MOV AX, 0ADD AX, DXMOV DI , AX、CPU在執(zhí)行此指令時(shí)，某中斷源發(fā)申請(qǐng)中斷;CPU在執(zhí)行完該指令后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷子程序，此時(shí)CPU的狀態(tài)(zhungti)稱為中斷現(xiàn)場(chǎng)。地址(dzh)1000:150H為斷點(diǎn)斷點(diǎn)(d

34、un din)概念:中斷系統(tǒng)第56頁/共111頁第五十六頁，共111頁。1000:150H 、 、MOV AH, 01INT 21HCMP AL, 0Dh、用指令調(diào)用(dioyng)中斷程序軟件(run jin)中斷用指令調(diào)用中斷程序中斷(zhngdun)系統(tǒng)第57頁/共111頁第五十七頁，共111頁。中斷(zhngdun)的好處1、CPU分時(shí)操作（與多個(gè)外設(shè)并行工作）2、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理3、故障處理溫度壓力斷電CPU處理外設(shè)外設(shè)外設(shè)CPU如何(rh)實(shí)現(xiàn)中斷？中斷(zhngdun)系統(tǒng)第58頁/共111頁第五十八頁，共111頁。中斷系統(tǒng)(xtng)的功能（1）響應(yīng)中斷及返回（2）能實(shí)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊(duì)

35、（3）能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求RETIRETI主程序中斷(zhngdun)系統(tǒng)第59頁/共111頁第五十九頁，共111頁。CPU響應(yīng)中斷的條件（1）有中斷請(qǐng)求（2）中斷請(qǐng)求沒有被屏蔽（3）中斷是開放的或者是允許(ynx)的（4）在現(xiàn)行指令結(jié)束后才響應(yīng)中斷中斷(zhngdun)系統(tǒng)第60頁/共111頁第六十頁，共111頁。中斷中斷(zhngdun)系統(tǒng)系統(tǒng)中斷響應(yīng)及中斷期間應(yīng)做的工作（1）關(guān)中斷（硬件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)）（2）保留斷點(diǎn)（硬件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)）（3）保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)（軟件完成）（4）給出中斷，入口轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序（硬件自動(dòng)完成）（5）恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)（6）開中斷與返回

36、（由RETI指令實(shí)現(xiàn)） 第61頁/共111頁第六十一頁，共111頁。非預(yù)料事件是指事件發(fā)生的時(shí)間無法預(yù)知，即中斷源何時(shí)(h sh)產(chǎn)生中斷不確定，是隨機(jī)的。但事件的性質(zhì)及處理方法則是已知的，確定的，即中斷服務(wù)程序是事先編寫好的，只是何時(shí)(h sh)執(zhí)行未知。中斷源產(chǎn)生(chnshng)中斷的隨機(jī)性，使中斷服務(wù)程序的執(zhí)行也具有隨機(jī)性，即何時(shí)執(zhí)行中斷服務(wù)程序不是在程序中安排好的。中斷(zhngdun)系統(tǒng)中斷和子程序調(diào)用的區(qū)別第62頁/共111頁第六十二頁，共111頁。RETI與RET的異同點(diǎn)相同：均執(zhí)行(zhxng)恢復(fù)斷點(diǎn)操作，即從堆棧中彈出斷點(diǎn)給PC。不同：RETI將清“0”響應(yīng)時(shí)所置的優(yōu)先

37、級(jí)觸發(fā)器，RET沒有該功能。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第63頁/共111頁第六十三頁，共111頁。當(dāng)中斷源產(chǎn)生中斷申請(qǐng)后，不論是內(nèi)中斷、非屏蔽中斷，還是(hi shi)可屏蔽中斷，只要滿足響應(yīng)條件，在執(zhí)行完當(dāng)前指令后，CPU內(nèi)部硬件會(huì)自動(dòng)完成下列響應(yīng)中斷的過程： 取中斷類型號(hào)N 當(dāng)前PSW的內(nèi)容入棧 清IF、TF標(biāo)志為0 當(dāng)前CS的內(nèi)容入棧 當(dāng)前IP的內(nèi)容入棧 取內(nèi)存單元( 0 : N 4 )字內(nèi)容送IP 取中斷子程 取內(nèi)存單元( 0 : N 4 + 2 )字內(nèi)容送CS 入口地址 此時(shí)CS:IP指向中斷程序的入口，開始執(zhí)行中斷程序。保存現(xiàn)場(chǎng)中斷中斷(zhngdun)系統(tǒng)系統(tǒng)中斷響應(yīng)(xingy

38、ng)過程 中斷源提出申請(qǐng) CPU決定是否響應(yīng)(xingyng) 若響應(yīng)(xingyng)轉(zhuǎn)去中斷處理 完成后返回原中斷處。第64頁/共111頁第六十四頁，共111頁。當(dāng)前指令(zhlng)執(zhí)行完的含義v CPU正在執(zhí)行一條指令，執(zhí)行完本條指令，響應(yīng)中斷；v 對(duì)于帶重復(fù)(chngf)前綴的串指令（如REP MOVSB），執(zhí)行一次重復(fù)(chngf)和串指令即可響應(yīng)中斷；v 對(duì)MOV和POP指令，處理對(duì)象為段寄存器，以及STI和IRET指令執(zhí)行完本條指令后，再執(zhí)行一條指令才響應(yīng)中斷。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第65頁/共111頁第六十五頁，共111頁。中斷系統(tǒng)第66頁/共111頁第六十六頁，共11

39、1頁。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第67頁/共111頁第六十七頁，共111頁。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第68頁/共111頁第六十八頁，共111頁。中斷系統(tǒng)第69頁/共111頁第六十九頁，共111頁。 .中斷系統(tǒng)第70頁/共111頁第七十頁，共111頁。中斷系統(tǒng)第71頁/共111頁第七十一頁，共111頁。內(nèi) 存中斷向量表0:0 3FFH1000:150h3000:0200h0: N40: N4+20: 0000、 0200h 3000h、 MOV AX, 0 ADD AX, DX MOV DI, AX、 MOV BX,CX、 IRET、類型(lixng)N中斷子程 某中斷源發(fā)申請(qǐng)(shnqng)

40、中斷，申請(qǐng)(shnqng)執(zhí)行類型號(hào)為N的中斷子程響應(yīng)中斷前 SS:SP 響應(yīng)中斷后SS:SP 堆棧執(zhí)行IRET后 (IP) (CS)(PSW)01501000(PSW)SS:SP (IP)=0200h(CS)=3000h0：3FFH0：0中斷(zhngdun)系統(tǒng)第72頁/共111頁第七十二頁，共111頁。從中斷(zhngdun)子程返回?cái)帱c(diǎn)處，靠的是執(zhí)行中斷(zhngdun)子程最后的指令I(lǐng)RET，從堆棧中取出斷點(diǎn)地址給CS:IP，繼續(xù)執(zhí)行被中斷(zhngdun)的程序。故中斷(zhngdun)子程最后應(yīng)安排 IRET 指令。1000:150h3000:200h0: N40: N4+20:

41、 0000、 0200h 3000h、 MOV AX, 0 ADD AX, DX MOV DI, AX、 MOV BX,CX、 IRET、響應(yīng)中斷前 SS:SP 響應(yīng)中斷后SS:SP 堆棧執(zhí)行IRET后 (IP) (CS)(PSW)01501000(PSW)SS:SP (IP)=0200h(CS)=3000h中斷(zhngdun)系統(tǒng)第73頁/共111頁第七十三頁，共111頁。中斷(zhngdun)系統(tǒng)第74頁/共111頁第七十四頁，共111頁。8086/8088 CPU如何如何(rh)獲取中斷類型號(hào)獲取中斷類型號(hào) 由前面介紹知，當(dāng)中斷源產(chǎn)生中斷請(qǐng)求后，不論是內(nèi)中斷、非屏蔽中斷，還是可屏蔽中斷

42、，只要滿足響應(yīng)條件，在執(zhí)行完當(dāng)前指令(zhlng)后，CPU內(nèi)部硬件會(huì)自動(dòng)完成響應(yīng)中斷的過程,共七個(gè)步驟，而第一步就是獲取中斷類型號(hào)。不同的中斷源，8088CPU獲取中斷類型(lixng)號(hào)的方法不同。中斷系統(tǒng)第75頁/共111頁第七十五頁，共111頁。CPU 執(zhí)行除零或 OF 為 1 執(zhí)行 INTO 指令 除零 固定類型號(hào) 00H OF 為 1 執(zhí)行 INTO 指令 固定類型號(hào) 04H使用 DEBUG 下的單步和斷點(diǎn)操作 單步 固定類型號(hào) 01H 斷點(diǎn) 固定類型號(hào) 03H內(nèi)中斷執(zhí)行中斷調(diào)用指令I(lǐng)NT N 由指令中給出 指令中指定類型號(hào)N非屏蔽中斷 引腳 NMI 上有中斷申請(qǐng)信號(hào) （上升沿信號(hào)

43、） 非屏蔽中斷 固定類型號(hào) 02H外中斷可屏蔽中斷 （參看中斷響應(yīng)時(shí)序圖） 當(dāng) IF=1, 引腳 INTR 上有中斷申請(qǐng)信號(hào) (高電平信號(hào) ) CPU 按中斷響應(yīng)周期時(shí)序，從數(shù)據(jù)總線上獲取中斷類型號(hào) 可屏蔽中斷 外部接口送上類型號(hào)中斷(zhngdun)系統(tǒng)第76頁/共111頁第七十六頁，共111頁。中斷系統(tǒng)第77頁/共111頁第七十七頁，共111頁。FLAGS 入棧NNN完成當(dāng)前(dngqin)指令有內(nèi)部(nib)中斷(zhngdun)嗎？從指令中或內(nèi)部獲得中斷類型號(hào)從外部得到中斷類型號(hào)TEMP=1?令TEMPTF調(diào)中斷處理程序YYY有NMI中斷嗎？有INTR中斷嗎？TF1？執(zhí)行下一條指令NN

44、NNY中斷類型號(hào)2YIF1？中斷類型號(hào)1清IF、TFCS、IP入棧返回?cái)帱c(diǎn)FLAGS出棧IP、CS出棧中斷服務(wù)有NMI?(1)(1)(1)(1)(2)(3)(4)(5)YY8086/8088的中斷處理過程 中斷系統(tǒng)第78頁/共111頁第七十八頁，共111頁?？删幊讨袛嗫删幊讨袛?zhngdun)控制器控制器8259A 8259A的引腳、編程結(jié)構(gòu)和工作過程(guchng) 8259A的編程 8259A在IBM PC/XT系統(tǒng)中的應(yīng)用 8259A在 Pentium機(jī)中的應(yīng)用第79頁/共111頁第七十九頁，共111頁。中斷申請(qǐng)管理接口INT中斷申請(qǐng)接口1網(wǎng)絡(luò)接口2硬盤接口3軟盤接口4打印機(jī)8088C

45、PUINTRIF可編程中斷可編程中斷(zhngdun)控制器控制器8259A第80頁/共111頁第八十頁，共111頁。1. 向CPU的引腳INTR發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào)當(dāng)有多個(gè)外設(shè)同時(shí)(tngsh)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，能按照一定的優(yōu)先級(jí)順序，向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，使CPU能優(yōu)先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的外部設(shè)備的中斷申請(qǐng)。2. 送中斷類型號(hào) 在CPU中斷響應(yīng)周期，針對(duì)不同外設(shè)的中斷請(qǐng)求， 向CPU傳送不同的中斷類型號(hào)，使CPU執(zhí)行相應(yīng)的中斷子程。中斷(zhngdun)申請(qǐng)管理接口的主要功能:在IBM PC機(jī)由8259A可編程中斷(zhngdun)控制器(PIC)來完成?？删幊讨袛嗫刂破骺删幊讨袛嗫刂破?259A第8

46、1頁/共111頁第八十一頁，共111頁。8259A的引腳 雙列直插式芯片，28個(gè)引腳方 波鍵 盤保 留串 口2 硬 盤軟 盤打印機(jī)IOW18.2HzA0CS8259A總線A0數(shù) 據(jù) 線 IORRDWR片選譯碼IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A5A9D0D7D0D7VccSP/ENCA0CA1CA2GND+ 5V203FH用于多片8259A級(jí)連情況INTAINT INTA INTR串 口1 定時(shí)器可編程中斷可編程中斷(zhngdun)控制器控制器8259A第82頁/共111頁第八十二頁，共111頁。編程結(jié)構(gòu)(jigu)SP/ENCA0CA1CA2IORIOW總線D0D7數(shù) 據(jù) 線

47、D0D7INTAINTRA0片選譯碼A5A9CSA0RD INTAWRINT 1 I3 I4ICW1 芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào) ICW3 主從片連接關(guān)系 ICW4 方式控制0111A01 0 0 1 0 1 0 0OCW1 中斷屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 優(yōu)先級(jí)設(shè)置、發(fā)EOI 0 1 OCW3特殊屏蔽,查詢方式設(shè)置處理部分控制部分000 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器PR優(yōu)先級(jí)裁決器VCCGND100A0IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7IRR中斷申請(qǐng)寄存器000 0 0 0 0 0 可編程中斷可編程中斷(zhngdun)控制器控制器8259A第83

48、頁/共111頁第八十三頁，共111頁。4個(gè)初始化命令寄存器 ICW1、ICW2 ICW3、ICW4 3個(gè)操作命令寄存器 OCW1（IMR） OCW2、OCW3當(dāng)前中斷(zhngdun)服務(wù)寄存器 ISR中斷(zhngdun)申請(qǐng)寄存器 IRR 8259A內(nèi)部(nib)有9個(gè) 可讀寫的寄存器8259A的編程結(jié)構(gòu)(jigu) 1 I3I4ICW1 芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào) ICW3 主從片關(guān)系 ICW4 方式控制處理部分控制部分000 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器PR優(yōu)先級(jí)裁決器IRR中斷申請(qǐng)寄存器000 0 0 0 0 0 中斷屏蔽寄存器 IMROCW2 1 0010 10

49、0 00 0 1 OCW3OCW18259A中斷控制器可編程中斷控制器8259A第84頁/共111頁第八十四頁，共111頁。(1) 初始化命令字(ICW1- ICW4) 決定8259A的工作方式 通常是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)在初始程序設(shè)置， 一旦設(shè)定，一般在系統(tǒng)工作過程不再改變。(2) 操作命令字(OCW1,OCW2,OCW3) 在應(yīng)用程序中設(shè)定，動(dòng)態(tài)地控制CPU處理中斷的過程(3) ISR和IRR存放(cnfng)當(dāng)前8259A的狀態(tài) 通過讀取 ISR 和 IRR 的內(nèi)容，可了解當(dāng)前8259A工作情況可編程中斷(zhngdun)控制器8259A第85頁/共111頁第八十五頁，共111頁。v分兩步

50、:v(1)處理外設(shè)中斷申請(qǐng)，決定是否向CPU發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào)。v(2)若發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào)，且CPU響應(yīng)，則在CPU中斷響應(yīng)周期送出中斷類型號(hào)。8259A 的工作過程可編程中斷(zhngdun)控制器8259A第86頁/共111頁第八十六頁，共111頁。(1) 處理(chl)外設(shè)中斷申請(qǐng)，決定是否向CPU發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào) 中斷屏蔽寄存器 IMR 決定 IRR 中的中斷申請(qǐng) 是否進(jìn)入優(yōu)先級(jí)裁決(ciju)器 PR。IMR對(duì)應(yīng)位為 0，允許中斷申請(qǐng)進(jìn)入優(yōu)先級(jí)裁決(ciju)器， 為 1，不允許進(jìn)入，中斷申請(qǐng)被IMR屏蔽。 中斷申請(qǐng)寄存器IRR 鎖存外部(wib)的中斷申請(qǐng)。若 IR0IR7 引腳上有中斷申

51、請(qǐng)，則將 IRR 相應(yīng)位置1可編程中斷控制器8259A第87頁/共111頁第八十七頁，共111頁。(1) 處理外設(shè)中斷(zhngdun)申請(qǐng)，決定是否向CPU發(fā)中斷(zhngdun)申請(qǐng)信號(hào) 當(dāng)前(dngqin)中斷服務(wù)寄存器 ISR 記錄CPU正在響應(yīng)的中斷。 ISR中的某位為1，表示CPU正在響應(yīng)此級(jí)中斷， ISR中的某位為0，表示CPU沒有或已響應(yīng)完此級(jí)中斷， 優(yōu)先級(jí)裁決器PR 據(jù)新進(jìn)入的中斷申請(qǐng)(shnqng)和 ISR的內(nèi)容, 決定是否發(fā)中斷申請(qǐng)(shnqng)信號(hào)。 如果進(jìn)入的中斷申請(qǐng)(shnqng)比 ISR 中記錄的中斷優(yōu)先級(jí)高，則通過 8259A 的 INT 引腳向 CPU發(fā)

52、出中斷請(qǐng)求信號(hào)； 如果進(jìn)入的中斷申請(qǐng)(shnqng)不比 ISR 中記錄的中斷優(yōu)先級(jí)高，同級(jí)或低級(jí)，則不向 CPU 發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)。可編程中斷控制器8259A第88頁/共111頁第八十八頁，共111頁。 中斷(zhngdun)申請(qǐng)寄存器IRR 鎖存外部的中斷(zhngdun)申請(qǐng)。 若 IR0IR7 引腳上有中斷(zhngdun)申請(qǐng)，則將 IRR 相應(yīng)位置1IORIOW總線數(shù) 據(jù) 線D0D7INTAA0片選譯碼A5A9CSA0RD INTAWRINTD0D7 ICW1 芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào) ICW3 主從片關(guān)系 ICW4 方式控制000 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器

53、IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1 中斷屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 優(yōu)先級(jí)、發(fā)EOI OCW3 特殊屏蔽設(shè)置PR優(yōu)先級(jí)裁決器IRR中斷申請(qǐng)寄存器000 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0INTR11可編程中斷(zhngdun)控制器8259A第89頁/共111頁第八十九頁，共111頁。 中斷屏蔽寄存器 IMR 決定 IRR 中的中斷申請(qǐng)是否(sh fu)進(jìn)入優(yōu)先級(jí)裁決器PR。 IMR對(duì)應(yīng)位為0，允許中斷申請(qǐng)進(jìn)入優(yōu)先級(jí)裁決器，為1，不允許進(jìn)入，中斷申請(qǐng)被IMR屏蔽。IORIOW總線數(shù) 據(jù) 線D0D7INTAA0片選譯碼A5A9CSA0RD INTA

54、WRINTD0D7 ICW1 芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào) ICW3 主從片關(guān)系 ICW4 方式控制000 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1 中斷屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 優(yōu)先級(jí)、發(fā)EOI OCW3 特殊屏蔽設(shè)置PR優(yōu)先級(jí)裁決器IRR中斷申請(qǐng)寄存器100 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0INTR可編程中斷(zhngdun)控制器8259A第90頁/共111頁第九十頁，共111頁。 當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器 ISR 記錄CPU正在響應(yīng)的中斷。ISR中的某位為1，表示(biosh)CPU正在響應(yīng)此級(jí)中斷，

55、即正在執(zhí)行此中斷源的中斷子程序；ISR中的某位為 0，表示(biosh)CPU沒有或已響應(yīng)完此級(jí)中斷，即不在執(zhí)行此中斷源的中斷子程序IORIOW總線數(shù) 據(jù) 線D0D7INTAA0片選譯碼A5A9CSA0RD INTAWRINTD0D7 ICW1 芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào) ICW3 主從片關(guān)系 ICW4 方式控制001 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1 中斷屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 優(yōu)先級(jí)、發(fā)EOI OCW3 特殊屏蔽設(shè)置PR優(yōu)先級(jí)裁決器IRR中斷申請(qǐng)寄存器100 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0

56、 0INTR可編程中斷(zhngdun)控制器8259A第91頁/共111頁第九十一頁，共111頁。 優(yōu)先級(jí)裁決器據(jù)新的中斷申請(qǐng)和ISR的內(nèi)容, 決定(judng)是否發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào)。如果進(jìn)入的中斷申請(qǐng)比ISR中記錄的中斷優(yōu)先級(jí)高，則通過 8259A 的 INT 引腳向 CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)；如果進(jìn)入的中斷申請(qǐng)不比ISR中記錄的中斷優(yōu)先級(jí)高，同級(jí)或低級(jí)，則不向 CPU 發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)。IORIOW總線數(shù) 據(jù) 線D0D7INTAA0片選譯碼A5A9CSA0RD INTAWRINTD0D7 ICW1 芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào) ICW3 主從片關(guān)系 ICW4 方式控制001 0 0 0 0

57、0 ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1 中斷屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 優(yōu)先級(jí)、發(fā)EOI OCW3 特殊屏蔽設(shè)置PR優(yōu)先級(jí)裁決器IRR中斷申請(qǐng)寄存器100 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0INTR可編程中斷(zhngdun)控制器8259A第92頁/共111頁第九十二頁，共111頁。(2) 若發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào)(xnho)，且CPU響應(yīng)，則在CPU中斷響應(yīng)周期送出中斷類型號(hào) CPU接收到 INTR上的中斷申請(qǐng)信號(hào)后： 如果 IF 標(biāo)志為0，則CPU不響應(yīng)(xingyng)此中斷申請(qǐng)信號(hào)，即中斷申請(qǐng)被IF屏蔽。 如果 IF 標(biāo)

58、志為1, 則處理完當(dāng)前的指令后, 進(jìn)入中斷響應(yīng)(xingyng)周期 通過 INTA 引腳發(fā)出兩個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)， 從數(shù)據(jù)總線上獲取中斷類型號(hào)， 進(jìn)入中斷響應(yīng)(xingyng)的過程?？删幊讨袛?zhngdun)控制器8259A第93頁/共111頁第九十三頁，共111頁。 將 ISR 中相應(yīng)位置1，表示 CPU 響應(yīng)此級(jí)中斷，執(zhí)行此中斷源的中斷子程。 把 IRR中對(duì)應(yīng)的位清0，清除(qngch)IRR中鎖存的中斷申請(qǐng)信號(hào)。8259A在接收到第一個(gè)INTA中斷(zhngdun)響應(yīng)信號(hào)后：001 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前(dngqin)中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6I

59、R7PR優(yōu)先級(jí)裁決器IRR中斷申請(qǐng)寄存器100 0 0 0 0 1 ICW1 芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào) ICW3 主從片關(guān)系 ICW4 方式控制OCW1 中斷屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 優(yōu)先級(jí)、發(fā)EOI OCW3 特殊屏蔽設(shè)置1 0 0 1 0 1 0 0IORIOW總線數(shù) 據(jù) 線D0D7INTAA0片選譯碼A5A9CSA0RDWR INTAINTD0D7INTR01可編程中斷控制器8259A第94頁/共111頁第九十四頁，共111頁。通過數(shù)據(jù)線，將被響應(yīng)申請(qǐng)的中斷(zhngdun)類型號(hào)送給CPU。類型號(hào)由ICW2提供，在初始化8259A時(shí)已設(shè)定好。 CPU獲得中斷(zhng

60、dun)類型號(hào)后，進(jìn)入CPU響應(yīng)中斷(zhngdun)的過程，執(zhí)行中斷(zhngdun)子程，處理中斷(zhngdun)源申請(qǐng)的功能。8259A在接收到第二個(gè)INTA中斷響應(yīng)(xingyng)信號(hào)后：001 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7PR優(yōu)先級(jí)裁決器IRR中斷申請(qǐng)寄存器100 0 0 0 0 1 ICW1 芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào) ICW3 主從片關(guān)系 ICW4 方式控制OCW1 中斷屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 優(yōu)先級(jí)、發(fā)EOI OCW3 特殊屏蔽設(shè)置1 0 0 1 0 1 0 0IORIOW總線數(shù) 據(jù) 線D0D