微型計算機(jī)接口技術(shù)：第七章 微型計算機(jī)中斷系統(tǒng)

1、第七章 微型計算機(jī)中斷系統(tǒng)1 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院中斷的功能 中斷處理的過程 中斷優(yōu)先級和中斷嵌套 可編程中斷控制器8259A主要內(nèi)容重點(diǎn)難點(diǎn): 可編程中斷控制器8259A的應(yīng)用2 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院7-1 概述一、中斷的概念中斷中斷源中斷響應(yīng)：中斷請求發(fā)生是隨機(jī)的，CPU檢測到中斷請求，IF=1時，CPU相應(yīng)中斷，發(fā)INTA中斷響應(yīng)信號。然后轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完畢后返回原執(zhí)行程序的中斷處，繼續(xù)執(zhí)行，稱為中斷返回。 中斷向量表： CPU響應(yīng)中斷后，由中斷源提供地址信息，中斷服務(wù)程序的入口地址存放在內(nèi)存中專門開辟一個區(qū)域的中斷向量表。中斷優(yōu)先級：當(dāng)有多個中斷源請求中斷時,中斷系統(tǒng)需判別

2、其優(yōu)先級，CPU響應(yīng)優(yōu)先級高的中斷，掛起低的中斷，且可實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。中斷屏蔽：當(dāng) 中斷源申請中斷時，CPU可以通過軟件設(shè)置,使之不能響應(yīng),稱為中斷屏蔽 當(dāng)CPU正常執(zhí)行程序時,由于內(nèi)外部設(shè)備請求的原因,打斷CPU正在運(yùn)行程序而轉(zhuǎn)向執(zhí)行一段預(yù)先安排好的中斷服務(wù)程序,執(zhí)行完,再返回原來被中止的程序繼續(xù)執(zhí)行.這一過程稱為中斷. 引起中斷的事件3 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院二、中斷的分類：見圖7-1 內(nèi)部中斷 (軟件中斷)外部中斷來自CPU外部的中斷 (硬件中斷)CPU內(nèi)部指令I(lǐng)NT引起的中斷不可屏蔽中斷NMI可屏蔽中斷 INTRRAM奇偶校驗錯I/O通道的擴(kuò)展板出現(xiàn)奇偶校驗錯8087有中斷請求外設(shè)提出請

3、求,用戶可軟件屏蔽,CPU可不予響應(yīng).1、INT n2、運(yùn)算錯誤3、debug除法錯溢出單步中斷斷點(diǎn)中斷用戶不能用軟件來屏蔽7-1 概述4 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院可屏蔽中斷處理過程：中斷請求；中斷響應(yīng)；保護(hù)現(xiàn)場；轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)子程序；恢復(fù)現(xiàn)場和中斷返回。其流程圖7-2所示一、CPU響應(yīng)中斷過程 CPU響應(yīng)中斷的三個條件：外設(shè)提出中斷申請本中斷位未被屏蔽中斷允許 CPU響應(yīng)中斷后，對外設(shè)接口發(fā)出兩個中斷響應(yīng)信號INTA，外設(shè)收到第二個INTA后給CPU送中斷類型號。并轉(zhuǎn)入響應(yīng)中斷服務(wù)子程序。7-2 中斷處理過程5 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院響應(yīng)中斷后自動依次做以下工作：從數(shù)據(jù)總線上讀取中斷類型號，

4、將其存入內(nèi)部暫存器將標(biāo)志寄存器PSW的值入棧IF清零、單步標(biāo)志清0保護(hù)斷點(diǎn)，CS，IP入棧根據(jù)中斷類型號到中斷向量表中找到中斷向量，轉(zhuǎn)入響應(yīng)的中斷服務(wù)子程序中斷處理結(jié)束，從堆棧中彈出IP，CS，PSW，返回主程序非屏蔽中斷和軟件(內(nèi)部)中斷的響應(yīng)過程與外部中斷類似，只是中斷類型碼是自動生成的， CPU在獲取了類型碼后的處理過程是一樣的。圖7-3給出中斷響應(yīng)過程。7-2 中斷處理過程6 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院二、中斷向量表 尋找中斷源可以有查詢中斷和矢量中斷兩種方法。查詢中斷：中斷響應(yīng)后啟動中斷查詢程序，依次查詢設(shè)備中斷觸發(fā)器，轉(zhuǎn)向此設(shè)備預(yù)先設(shè)置的中斷服務(wù)程序入口地址。矢量中斷：將每個設(shè)備的中斷

5、服務(wù)程序的入口地址依次放在中斷向量表中，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷，控制邏輯根據(jù)外設(shè)提供的中斷類型號查找中斷向量表，然后將中斷的服務(wù)程序的入口地址送到段寄存器和指令指針寄存器，CPU轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序。7-2 中斷處理過程7 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院1、中斷向量表：又稱中斷服務(wù)程序入口地址表。 在8086系統(tǒng)中，采用的是向量中斷。系統(tǒng)規(guī)定在內(nèi)存的最低端前1K字節(jié)(00000H003FFH)存放一張中斷向量表，用于存放各個中斷源的中斷處理子程序的入口地址(稱中斷向量)。 每個向量占4個字節(jié)，1K字節(jié)空間可存放256個中斷向量。 ( N=0255/00HFFH )存放規(guī)則：高2個字節(jié)存放中斷入口地址的段地址C

6、S中斷向量在表中的地址 = 類型號(n)4 低2個字節(jié)存放中斷入口地址的段內(nèi)偏移量IPCS(H)CS(L)IP(H)IP(L)4n4n+14n+24n+37-2 中斷處理過程8 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院STIPUSH DSIRET:例：某中斷的中斷類型號為68H，中斷服務(wù)程序入口地址 的段地址為A000H,偏移量為2050H. INT 68HMOV AX，0向量地址的計算68H*4=1A0H2050HIPA000HCSA000H：2050H67H中斷向量69H中斷向量50H20H00HA0H1A0H1A1H1A2H1A3H7-2 中斷處理過程9 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院8086/8088的中斷向量

7、表10 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院2、中斷入口地址的設(shè)置用DOS功能來設(shè)置設(shè)置中斷向量取中斷向量預(yù)置：AL=中斷類型號 DS：DX=中斷服務(wù)程序入口地址 AH=25H執(zhí)行：INT 21H預(yù)置：AL=中斷類型號 AH=35H執(zhí)行：INT 21H 返回：ES：BX=中斷服務(wù)程序入口地址7-2 中斷處理過程11 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院用指令來設(shè)置MOV AX，0MOV ES，AXMOV DI，N*4MOV AX，OFFSET INTRADCLDSTOSWMOV AX，CSSTOSWSTI:INTRAD：PUSH AX STI : IRETMOV AX，0MOV ES，AXMOV BX，N*4MOV AX

8、，OFFSET INTRADMOV ES：WORD PTRBX，AXMOV AX，SEG INTRADMOV ES：WORD PTRBX+2，AXSTI:方法一方法二7-2 中斷處理過程12 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院N=68H 用DOS功能來設(shè)置MOV AX，SEG INTRAD ;段地址 DSMOV DS，AXMOV DX，OFFSET INTRADMOV AL，68HMOV AH，25HINT 21H : :例：若已知中斷服務(wù)程序的入口地址為3000H：1800H，N=90HMOV AX，3000H ;段地址 DSMOV DS，AXMOV DX，1800HMOV AL，90HMOV AH，2

9、5HINT 21H :13 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院三、中斷服務(wù)子程序 見書上的例子四、中斷響應(yīng)時序 CPU對可屏蔽中斷請求的響應(yīng)過程要執(zhí)行兩個連續(xù)的中斷響應(yīng)INTA總線周期，每個周期包括4個時鐘周期T1-T4，第一個周期，CPU通知外設(shè)準(zhǔn)備響應(yīng)中斷，外設(shè)應(yīng)準(zhǔn)備好中斷類型號，第二個周期，CPU接收外設(shè)借口發(fā)來的中斷類型號。 見書上7-6時序圖7-2 中斷處理過程14 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)當(dāng)有多個中斷源請求中斷時,中斷系統(tǒng)需判別其優(yōu)先級，CPU響應(yīng)優(yōu)先級高的中斷，掛起低的中斷，且可實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。見圖7-7多中斷源流程圖一、中斷優(yōu)先級 PC機(jī)中規(guī)定的優(yōu)先級次序為7-3 中斷優(yōu)先級和中斷嵌套除法

10、錯INTO指令I(lǐng)NT n指令NMIINTR單步執(zhí)行優(yōu)先級高低15 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院可屏蔽中斷的優(yōu)先級設(shè)定的方法軟件查詢中斷優(yōu)先級- 查詢的次序硬件查詢優(yōu)先方式-菊花鏈法 采用硬件查詢優(yōu)先的方式，它是在每個外設(shè)的對應(yīng)接口上連接一個邏輯電路構(gòu)成一個鏈，控制了中斷響應(yīng)信號的通路。圖7-8當(dāng)多個外設(shè)同時申請中斷時，最接近CPU的接口優(yōu)先得到中斷響應(yīng)。矢量中斷優(yōu)先級 采用中斷優(yōu)先級控制器設(shè)置優(yōu)先級，見圖7-9，外設(shè)可以有8個中斷源，送入中斷寄存器，中斷屏蔽寄存器可設(shè)置屏蔽中斷請求，優(yōu)先級管理邏輯判別出最高優(yōu)先級，將其中斷級轉(zhuǎn)換成3位碼，送入中斷類型寄存器和當(dāng)前服務(wù)寄存器，向CPU發(fā)中斷請求進(jìn)行中斷

11、處理，結(jié)束后將服務(wù)寄存器對應(yīng)為清0，級別較低的中斷請求得到響應(yīng)。7-3 中斷優(yōu)先級和中斷嵌套16 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院矢量中斷優(yōu)先級17 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院二、中斷嵌套 中斷嵌套的深度沒有限制，按的優(yōu)先級次序依次響應(yīng)，見圖7-10主程序必須有開中斷指令；中斷服務(wù)程序必須有STI開中斷指令 中斷結(jié)束前要有EOI中斷結(jié)束命令，用來清除中斷服務(wù)寄存器的對應(yīng)位。中斷返回IRET，返回出棧PSW，CS，IP一個正在執(zhí)行的中斷處理程序，能夠被優(yōu)先級高于它的中斷源中斷。若過早進(jìn)行EOI，低級中斷也可中斷。7-3 中斷優(yōu)先級和中斷嵌套18 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院.EOI.STI.主程序STI.IR2處理

12、程序STI.IR1處理程序IR3處理程序IR2中斷清除IR4中斷請求STI.EOIIRET開中斷IR3中斷清除IR1中斷請求IR2,IR4中斷請求IR3中斷請求IRETIR1中斷清除.EOIIRETIR4中斷清除.EOIIRETIR4處理程序.例.外部中斷請求IR0IR7，固定優(yōu)先級IR0最高，IR7最低。.19 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院7-4 可編程中斷控制器8259A8259A引腳和功能內(nèi)部結(jié)構(gòu)8259A的中斷管理方式8259A的編程方法8259A的中斷級聯(lián)主要內(nèi)容20 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院一、功能和引腳 8259A是8086/8088系列的可編程中斷控制器有如下功能： （1）一片Inte

13、l 8259可管理8個中斷請求，并把當(dāng)前優(yōu)先級最高的中斷請求送到CPU的INTR端. （2）允許9片8259級聯(lián)，構(gòu)成64級可屏蔽的中斷系統(tǒng)。 （3）每一級中斷可由程序單獨(dú)屏蔽或允許 （4）當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時，為CPU提供中斷類型碼. （5）可以通過編程選擇多種不同工作方式 8259A為28腳雙列直插式芯片，其引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見圖7-117-4 可編程中斷控制器8259A21 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院Intel 8259A芯片引腳一、功能和引腳Intel8259的引腳： D7D0 411 三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)線，直接或通過總線驅(qū)動器與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連IR0IR7 1825 輸入 外設(shè)的中斷請求信號

14、輸入端，中斷請求信號可以是電平觸發(fā)或邊沿觸發(fā)，中斷級聯(lián)時，連接8259A從片INT端。CS 輸入 片選信號，通過譯碼電路與高位地址總線相連 WR 輸入 寫信號 RD 輸入 讀信號22 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院CAS0CAS2 12、13、15 雙向級聯(lián)信號線，主8259A作為輸出線，從8259A為輸入線。與SP/EN配合實(shí)現(xiàn)8259級聯(lián) SP/EN 16 編程/雙向使能緩沖， 作為輸入使用時若8259A為主片SP=1，若是從片SP=0； 作為輸出使用時，啟動8259到CPU之間的數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器。 SP/EN作為輸入或輸出，決定8259A是否采用緩沖方式，若采用則作為輸出；非緩沖方式則為輸入。IN

15、T 17 輸出 8259A中斷申請，對CPU 提出中斷申請。該腳連到CPU的 INTR引腳。INTA 26 輸入 CPU發(fā)給8259的中斷響應(yīng)信號：二個中斷響應(yīng)脈沖，第一個INTA用來 通知8259A,中斷申請已被響應(yīng)，第二個INTA作為特殊操作信號，讀取8259A提供的中斷類型號. A0 27 輸入 A0地址線(端口選擇信號)：這個腳與CS、WR和RD聯(lián)合使用。以使CPU實(shí)現(xiàn)時8259A進(jìn)行讀寫操作。GND 14 輸入 地Vcc 28 輸入 +5V電源 一、功能和引腳23 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制電路級聯(lián)緩沖器/比較器控制電路中斷屏蔽寄存器(IMR)中斷服務(wù)寄存器(IS

16、R)優(yōu)先級判別器中斷請求寄存器(IRR)D7D0CAS0CAS1CAS2SP/ENRDWRA0CSINTA INTIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7二、8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖24 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院1、數(shù)據(jù)總線緩沖器三態(tài)雙向的8位緩沖器用來把8259A接至系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上去。CPU編程控制字和狀態(tài)信息，都是通過數(shù)據(jù)總線緩沖器傳送。2、讀寫控制電路接收CPU送來的讀寫命令，WR、RD，片選信號CS及端口選擇信號A0 CS：片選信號。低電平有效時，啟動8259A工作。 A0：提供8259A訪問兩個不同的端口地址。 WR：寫信號。用來通知8259A從數(shù)據(jù)總線上接收數(shù)

17、據(jù)。 即CPU往8259A發(fā)送命令字。 RD：讀信號。用來通知8259A將某個內(nèi)部寄存器的內(nèi)容 送到數(shù)據(jù)總線上。見表7-28259的讀寫功能二、8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)25 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院3、級聯(lián)緩沖器/比較器 8259A與系統(tǒng)總線相連有兩種方式， 緩沖方式：在多片8259A級聯(lián)的系統(tǒng)中，8259A通過總線驅(qū) 動器和數(shù)據(jù)總線相連。 非緩沖方式：可以將8259A直接和數(shù)據(jù)總線相連4、中斷請求寄存器（IRR）是一個8位寄存器，存放外部輸入的中斷請求信號IR7IR0。當(dāng)IR端有中斷請求時，IRR相應(yīng)位置1，當(dāng)中斷請求被相應(yīng)時，IRR的相應(yīng)位復(fù)位二、8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)26 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院5、

18、中斷屏蔽寄存器（IMR）是8位寄存器表示要屏蔽中斷線上的哪些位。IMR對IRR起屏蔽作用。1=屏蔽,0=允許。屏蔽優(yōu)先級較高的輸入不影響優(yōu)先級較低的中斷請求線。6、優(yōu)先級判別器（PR）該邏輯部件確定IRR中置1的各位的優(yōu)先級。優(yōu)先級最高的被選出來，并用INTA脈沖選通送入ISR的對應(yīng)位。當(dāng)多重中斷時，允許優(yōu)先級高的中斷打斷優(yōu)先級低的中斷。7、中斷服務(wù)寄存器（ISR）保存正在處理的中斷請求信號，某個IR輸入線上的中斷請求信號被響應(yīng)后，CPU發(fā)第一個INTA時，ISR響應(yīng)為置1，直到中斷結(jié)束，發(fā)EOI命令相應(yīng)位清零。允許ISR多位置1。二、8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)27 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院8、控制電路

19、是8259A的內(nèi)部控制器，根據(jù)中斷請求寄存器IRR的置位情況和中斷屏蔽寄存器的設(shè)置情況，通過優(yōu)先級判別器PR判斷優(yōu)先級，向8259A內(nèi)部及其他部件發(fā)出中斷控制信號。向CPU發(fā)出中斷請求信號INT和接收CPU的中斷響應(yīng)信號INTA，ISR置1，IRR請0，第二個INTA控制8259發(fā)出中斷類型號，若ICW4的中斷結(jié)束位為1，ISR相應(yīng)位清0二、8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)28 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院8259A有多種工作方式，可通過編程方法來設(shè)置。1、8259A的編程結(jié)構(gòu) 如圖7-12，8259A通過初始化時寫入初始化命令字和操作命令字來設(shè)置 初始化命令字寫入ICW1ICW4，初始化命令字一經(jīng)寫入在系統(tǒng)工作

20、過程中就不再改變 操作命令字寫入OCW1OCW3，用于對中斷處理過程進(jìn)行控制，系統(tǒng)工作過程中操作命令可以重新設(shè)置。 優(yōu)先級管理方式可采用多種方式，固定方式，循環(huán)方式，還可采用中段嵌套等 三、8259A的中斷管理方式29 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院CPU8086或8088地址總線當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器優(yōu)先級裁決器中斷屏蔽寄存器地址譯碼中斷請求寄存器如為8086則連接總線的A1；如為8088則連接總線的A0ICW2 （類型 ） 任選請求級別ICW3 （主/從）OCW1OCW2OCW3CAS0CAS1CAS2IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7INTAWRRDA0CSD7D0SP/ENICW1

21、(芯片控制）8259A的編程結(jié)構(gòu)ICW4 （方式）INTAD7AD0INTR30 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院2、優(yōu)先級設(shè)置方式：完全嵌套方式；特殊全嵌套方式；優(yōu)先級自動循環(huán)方式；優(yōu)先級特殊循環(huán)方式 完全嵌套方式：未設(shè)置時，自動進(jìn)入此方式 可用初始化命令字ICW4中的SFNM=0設(shè)置此方式 。 中斷優(yōu)先級順序：固定IR0(高)IR7(低) 中斷服務(wù)寄存器ISR中的對應(yīng)位置1,且保持到中斷服務(wù)程序在返回前發(fā)中斷結(jié)束命令為止。 在ISR位置位期間，禁止同級和低級中斷請求，允許較高一級的中斷請求。即中斷嵌套。 支持兩種中斷結(jié)束方式，普通EOI結(jié)束和自動AEOI結(jié)束方式三、8259A的中斷管理方式31 北京

22、工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 特殊全嵌套工作方式： 與完全嵌套方式基本相同。只是在特殊全嵌套方式下，當(dāng)處理某一級中斷時，如果有同級的中斷請求，也會給予響應(yīng)。從而實(shí)現(xiàn)一種對同級中斷請求的特殊嵌套。 特殊全嵌套方式一般用于8259A級聯(lián)的系統(tǒng)中，是專門為多片8259A系統(tǒng)提供的用來確認(rèn)從片內(nèi)部優(yōu)先級的工作方式。級聯(lián)時將主片設(shè)置為特殊全嵌套方式,從片設(shè)置為其它方式。 可用初始化命令字ICW4中的SFNM=1，設(shè)置此方式 。 同時 ICW4中的AEOI位置0，設(shè)成非自動結(jié)束方式，通常用特殊EOI結(jié)束方式三、8259A的中斷管理方式32 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 優(yōu)先級自動循環(huán)方式： 此方式優(yōu)先級別可以改變。初始化

23、時初始優(yōu)先級次序規(guī)定為：IR0最高、IR7最低，一個設(shè)備服務(wù)完畢，其優(yōu)先級自動排列到最后。 例如IR3進(jìn)行中斷處理，IR3處理完后，優(yōu)先級順序為IR4，IR5，IR6，IR7，IR0，IR2，IR3 可用操作命令字OCW2中的R、SL=10就可設(shè)置成此方式 。 根據(jù)結(jié)束方式不同，有兩種自動循環(huán)方式：普通EOI結(jié)束方式和自動EOI結(jié)束方式三、8259A的中斷管理方式33 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 優(yōu)先級特殊循環(huán)方式： 此方式和優(yōu)先級自動循環(huán)方式類似，優(yōu)先級別可以改變，不同之處為初始化時初始優(yōu)先級可由程序規(guī)定，例如規(guī)定為：IR1最低那么IR1最高。 可用操作命令字OCW2中的R、SL=11就可設(shè)置成

24、此方式 。結(jié)束方式不同通常用特殊EOI結(jié)束方式。三、8259A的中斷管理方式34 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院3、中斷結(jié)束方式： 中斷結(jié)束方式實(shí)際上就是對中斷服務(wù)寄存器ISR中對應(yīng)位的處理。當(dāng)ISRi=1，表示正對相應(yīng)外設(shè)進(jìn)行處理；當(dāng)中斷結(jié)束時，必須使ISRi=0，什么時候使ISR對應(yīng)位置“0”，就產(chǎn)生了不同的中斷方式。包括普通EOI方式；特殊EOI方式；自動AEOI方式。 普通EOI方式：在中斷返回IRET前，發(fā)EOI結(jié)束命令字后，ISRi被清0。適用于：完全嵌套方式。 設(shè)置OCW2：R、SL、EOI=001 mov al,20h out 20h,al三、8259A的中斷管理方式35 北京工業(yè)大學(xué)

25、計算機(jī)學(xué)院 特殊SEOI方式 中斷服務(wù)寄存器無法確定哪一級中斷為最后響應(yīng)和處理的，這時采用SEOI方式向CPU發(fā)SEOI命令字，命令字中包含當(dāng)前要清除的中斷級別，同時傳遞給8259清ISRi為0適用于：非完全嵌套方式。設(shè)置OCW2：R、SL、EOI=111，L0L2三位指明中斷結(jié)束的對應(yīng)位。 自動AEOI方式 在CPU進(jìn)入中斷響應(yīng)周期,發(fā)第二個INTA脈沖后, 系統(tǒng)自動完成響應(yīng)的ISRi位清0。初始化時設(shè)置ICW4中AEOI=1問題：容易產(chǎn)生低級中斷打斷高級中斷，產(chǎn)生嵌套。 級聯(lián)方式下，采用非自動結(jié)束方式，中斷結(jié)束時要發(fā)兩次結(jié)束命令，一次是給主片的一次是給從片的。三、8259A的中斷管理方式3

26、6 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院4、循環(huán)優(yōu)先級的循環(huán)方法 循環(huán)優(yōu)先級方式中與中斷結(jié)束有關(guān)有三種循環(huán)方式：普通EOI循環(huán)方式；特殊EOI循環(huán)方式；自動EOI循環(huán)方式 普通EOI循環(huán)方式 在主程序或中斷服務(wù)程序中設(shè)置操作命令字，當(dāng)任何一級中斷處理后，發(fā)送普通EOI命令，8259A將ISR寄存器的最高優(yōu)先級IRi置1位清0，并賦給它最低優(yōu)先級，將IRi+1賦給最高優(yōu)先級。 例子見表7-3普通EOI命令設(shè)置OCW2：R、SL、EOI=101，L0L2不起作用。 三、8259A的中斷管理方式37 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院特殊EOI循環(huán)方式 和普通EOI循環(huán)方式類似，但需編程指定最低優(yōu)先級，中斷結(jié)束前回送特殊EO

27、I結(jié)束命令，8259A收到此命令后，指定最低優(yōu)先級，并重新排列優(yōu)先級級別。 例子見表7-4特殊EOI命令設(shè)置OCW2：R、SL、EOI=111，L0L2指定一個最低優(yōu)先級。 自動EOI循環(huán)方式 任何一級中斷被響應(yīng)后，CPU進(jìn)入中斷響應(yīng)周期,發(fā)第二個INTA信號的后沿自動將ISRi位清0，并立即改變中斷的優(yōu)先級別，改變方式與普通EOI方式相同。 特殊EOI命令設(shè)置OCW2：R、SL、EOI=100，三、8259A的中斷管理方式38 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院5、中斷源屏蔽方式 中斷優(yōu)先級管理也可以對中斷請求單獨(dú)屏蔽，通過對中斷屏蔽寄存器的操作可以實(shí)現(xiàn)對某幾位的屏蔽 普通EOI屏蔽方式 8259A的每

28、個中斷請求都可通過對應(yīng)中斷屏蔽寄存器的屏蔽位的設(shè)置被屏蔽，從而使這個中斷請求不能從8259A送到CPU。設(shè)置通過OCW1來實(shí)現(xiàn)。 例子7-12 特殊EOI屏蔽方式 屏蔽本級中斷,而允許優(yōu)先級比它高或低的中斷進(jìn)入。三、8259A的中斷管理方式39 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 在中斷服務(wù)程序執(zhí)行期間，在軟件的控制下，動態(tài)地改變系統(tǒng)的優(yōu)先級結(jié)構(gòu)，讓級別低的中斷源也能得到服務(wù)。特殊屏蔽方式由OCW3設(shè)定：ESMM=1，SMM=1：設(shè)定特殊屏蔽方式，設(shè)OCW1中IMRi=1 .這樣IR0-IRi-1允許,IRi+1-IR7允許.ESMM=1，SMM=0：退出特殊屏蔽方式;設(shè)OCW1中 IMRi=0三、825

29、9A的中斷管理方式40 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院6、中斷請求引入方式 中斷請求引入有三種方式，邊沿觸發(fā)方式；電平觸發(fā)方式；中斷查詢方式。 邊沿觸發(fā)方式： 指中斷請求以正跳變(上升沿)觸發(fā)，觸發(fā)后可一直保持高電平 ICW1中設(shè)定：LTIM=0 電平觸發(fā)方式： 中斷請求以高電平觸發(fā)。 一旦響應(yīng)，應(yīng)該及時 撤除高電平，以免引起二次中斷。 ICW1中設(shè)定：LTIM=1三、8259A的中斷管理方式41 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 中斷查詢方式： 可以采用上述兩種觸發(fā)方式，但不使用INT信號向CPU發(fā)中斷請求，CPU內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器復(fù)位，禁止外部對CPU的中斷請求，CPU使用軟件查詢來確定中斷源，實(shí)現(xiàn)對外設(shè)

30、的中斷服務(wù)。 CPU通過操作命令字OCW3的設(shè)置來發(fā)出查詢命令， P=1，就發(fā)出查詢命令。 因為中斷請求后，中斷服務(wù)寄存器相應(yīng)位置1，所以可通過讀取中斷服務(wù)寄存器的狀態(tài)，來確定中斷源 查詢程序的過程：中斷查詢方式一般用在多于64級中斷的場合，或者在一個中斷服務(wù)程序中幾個模塊分別為幾個中斷設(shè)備服務(wù)的情況下。三、8259A的中斷管理方式42 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院CPU所執(zhí)行的查詢程序應(yīng)包括如下過程：1、系統(tǒng)關(guān)中斷2、用OUT命令向8259（偶地址端口）送OCW3命令字3、若外設(shè)已發(fā)送過中斷請求，在ISR中使對應(yīng)位 置“1”，且立即組成查詢字4、CPU用IN指令從端口（偶地址）讀取8259A查詢字

31、OCW3命令字構(gòu)成的查詢命令格式為：X 0 0 0 1 1 0 0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0IR = 1 有中斷請求 0 無中斷請求優(yōu)先級最高的IR位IR - W2 W1 W0D7 D6 - D2 D1 D043 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院8259A的編程有兩類命令字：初始化命令字和操作命令字。 初始化命令字（ICW）：在正常操作開始之前，必須將系統(tǒng)中每個8259A預(yù)置成一個狀態(tài)，且在整個工作過程中保持不變。 操作命令字（OCW）：用于控制8259A以各種中斷方式進(jìn)行工作的命令字?？蓪χ袛嗵幚磉^程作動態(tài)控制。經(jīng)過初始化后，任何時候都可以向8259A重復(fù)設(shè)置OCW。四、8259A

32、的編程方法44 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 8259A初始化命令字 完成的功能1、設(shè)定中斷請求信號觸發(fā)形式，高電平或上升沿2、設(shè)定8259的工作方式，單片或級聯(lián)3、設(shè)定中斷類型號基址，即IR0對應(yīng)的中斷類型號4、設(shè)定優(yōu)先級設(shè)置方式5、設(shè)定中斷處理結(jié)束時的結(jié)束操作方式 8259共預(yù)置4個命令字：ICW1、ICW2、ICW3、ICW4。初始化命令字必須順序填寫。 8259A有兩個端口地址，偶地址和奇地址四、8259A的編程方法45 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院ICW1的格式：芯片控制初始化命令字 | | | 1 | LTIM | ADI | SNGL |IC4 0級聯(lián)1 單片 8086/8088系統(tǒng)不用80

33、86/8088系統(tǒng)不用0 中斷請求為邊沿觸發(fā)方式1 中斷請求為電平觸發(fā)方式 ICW1的標(biāo)識位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D08259A的初始化命令字區(qū)別OCW2和OCW3控制字的設(shè)置0A0例7-13. 系統(tǒng)中8259A為單片方式,上升沿觸發(fā),要求設(shè)置ICW4.則 ICW1=13H1：需要設(shè)置ICW4 0：不需要設(shè)置46 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院ICW2的格式：設(shè)置中斷類型號初始化命令字 中斷類型碼的高5位保存在ICW2的高5位中；低3位由被響應(yīng)的中斷源(IR0IR7)的編碼產(chǎn)生,系統(tǒng)自動插入。8259A的初始化命令字1A00 0 0T7 T6 T5 T4 T3D7 D6 D5 D4

34、 D3 D2 D1 D0中斷類型的高5位由用戶設(shè)定(中斷類型號基址)例. 中斷類型號 n=6AH 則, D7-D3=01101 由用戶設(shè)定, D2-D0=010 自動插入,對應(yīng)IR2中斷響應(yīng)，例7-1447 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院IDi 作為一個標(biāo)識碼，指示該從片連在主片的 哪一個IRi 引腳上。ICW3的 格式：（作為從片）ICW3的格式：（作為主片）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 IR7 | IR6 | IR5 | IR4 | IR3 | IR2 | IR1 | IR0 IRi 如果某一引腳連有從片，則對應(yīng)位為； 如果未連從片，則對應(yīng)位為0 0 0 0 0D7 D6 D5

35、D4 D3 D2 D1 D0ID2ID1ID01A01A0例. ID2ID1ID0=010,表示從片接在主片的IR2端48 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 在多片8259A級聯(lián)情況下，主片與從片的CAS0-CAS2相連，主片為輸出，從片為輸入。當(dāng)CPU發(fā)第一個中斷響應(yīng)信號INTA時，主片通過CAS0-CAS2發(fā)一個編碼ID2-ID0，從片的CAS0-CAS2收到編碼后與ICW3中的ID2-ID0相比較，如果相等則在第二個INTA信號到來后，將自己的中斷類型號送到數(shù)據(jù)總線上例. 兩片級聯(lián)主片 ICW3=40H從片 ICW3=06H例如7-15 某8259A主片的IR3，IR7端連接兩個從8259A，編寫

36、初始化命令四、8259A的編程方法 主片SP/EN IR6 從片 SP/EN INT+5V地49 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院ICW4的格式： （方式控制字） ICW1的IC4=1時要求設(shè)置ICW4，8086系統(tǒng)必須預(yù)置ICW41 工作在8086/8088系統(tǒng)0 8080/8085系統(tǒng)1 設(shè)置中斷自動結(jié)束方式當(dāng)BUF=1時：（BUF=0無效）ICW4的標(biāo)識位0 表示本片為從片1 表示本片為主片0 非緩沖方式1 緩沖方式，引腳SP/EN作為輸出1 為特殊全嵌套方式0 非特殊全嵌套方式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 | 0 | 0 | SFNM | BUF | M/S | AEOI |

37、 PM1A050 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 表7-5 BUF、M/S、SP/EN之間關(guān)系 例7-16 設(shè)置IBM PC機(jī)的ICW4命令字 圖7-13 初始化命令字設(shè)置次序 例7-17為BIOS中8259A初始化程序 8259A經(jīng)初始化命令字ICW預(yù)置后進(jìn)入初始化狀態(tài)，可接收來自IRi端的中斷請求，自動進(jìn)入操作命令狀態(tài)，接收CPU寫入8259A的操作命令字OCW。四、8259A的編程方法51 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院用ICW1設(shè)置是否級連請求信號格式后面是否用ICW4用ICW2設(shè)置中斷類型碼級連方式主片嗎？是是是否否否設(shè)ICW3，高五位為0，設(shè)ICW3，各位對應(yīng)IR0IR7的連接情況需要用ICW4嗎

38、？用ICW4設(shè)置是否為特殊全嵌套方式是否為緩沖方式是否為自動結(jié)束中斷方式是否為8086/8088系統(tǒng)結(jié)束8259A的初始化流程低三位為標(biāo)識 碼 對ICW的寫入由系統(tǒng)的初始化程序完成。寫入時，必須連續(xù)地寫入各個ICW，首先對偶地址寫入ICW1，然后對奇地址寫入其它的初始化字。52 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 對8259A設(shè)置初始化命令字的例子,請分析MOV AL，13HOUT 80H，ALMOV AL，18HOUT 81H，ALMOV AL，0DHOUT 81H，AL單8259A、邊沿觸發(fā)、中斷類型碼基值為18H,要ICW4；一般優(yōu)先級方式、非自動結(jié)束中斷方式。端口地址為80H,81H.8259A的

39、編程方法53 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院8259A的操作命令字 操作命令字決定:中斷屏蔽、中斷優(yōu)先次序、中斷結(jié)束方式等。設(shè)置時，次序沒有嚴(yán)格要求，但端口地址有嚴(yán)格規(guī)定，OCW1必須寫入奇地址端口(A0=1) ，OCW2、OCW3必須寫入偶地址端口(A0=0) 。四、8259A的編程方法54 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院OCW1的格式：中斷屏蔽操作命令字1 屏蔽該位中斷請求0 允許該位中斷請求D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 M7 | M6 | M5 | M4 | M3 | M2 | M1 | M0 M i =1A0直接對應(yīng)IMR中斷屏蔽寄存器的各位OCW1=IMR例7-18 設(shè)某中斷系統(tǒng)要

40、求屏蔽IR3，IR5四、8259A的編程方法55 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院OCW2的格式：優(yōu)先權(quán)循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式，見表7-6OCW2的標(biāo)識位指出IR的級別(000-111)0 0 0 自動EOI循環(huán)方式(復(fù)位)0 0 1 普通EOI方式0 1 0 無操作0 1 1 特殊EOI方式.清除2L0所指的ISR位級別碼1 0 0 自動EOI循環(huán)方式(置位)使優(yōu)先級自動循環(huán)1 0 1 普通EOI循環(huán)方式.結(jié)束中斷并使優(yōu)先級循環(huán)左移一位1 1 0 置位優(yōu)先級命令，最低優(yōu)先級由L2L0規(guī)定1 1 1 特殊EOI循環(huán)方式，指定L2L0規(guī)定的碼為最低D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 R | S

41、L | EOI | 0 | 0 | L2 | L1 | L0 0A056 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院OCW3的格式：特殊屏蔽方式和查詢方式操作字0 讀IRR寄存器的值1 讀ISR寄存器的值0 不讀1 讀或的內(nèi)容OCW3的標(biāo)識位查詢方式位：0 置RR位 = 11 使8259A進(jìn)入中斷查詢方式， 并將查詢字送到CPUD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 | ESMM | SMM | 0 | 1 | P | RR | RIS 0A00 無效非特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式四、8259A的編程方法57 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院可用OCW3命令設(shè)定，讀取IRR、ISR和IMR的狀態(tài)。CPU先送操作命令

42、OCW3（P=1）給8259A，再讀8259的偶地址，得到查詢字格式為 W2-W0為當(dāng)前級別最高的中斷請求，見例題7-19P=0、RR=1、RIS=0可讀取IRRP=0、RR=1、RIS=1可讀取 ISRA0=1 可讀取IMR操作控制字OCW0-OCW3的設(shè)置，在初始化命令字之后，用戶可根據(jù)需要在程序的任何位置去設(shè)置。命令字和操作字的設(shè)置系統(tǒng)不會混淆D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 IR | X | X | X | X | W2 | W1 | W0 0A0四、8259A的編程方法58 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 編程舉例例1：試為8086系統(tǒng)編寫一段封鎖8259A中的IR3、IR4和

43、IR6中斷請求的程序。8259A的偶地址為1208H。MOV AL，58HMOV DX，120AHOUT DX，AL59 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院例2：試為8086系統(tǒng)編寫一段使8259A的優(yōu)先級順序為 IR4、IR5、IR6、IR7、IR0、IR1、IR2、IR3 的程序。8259A的偶地址為1038H。MOV AL，0C3HMOV DX，1038HOUT DX，AL 編程舉例60 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院例3：試為8086系統(tǒng)編寫一段清除8259A中ISR第三位IR3的程序。8259A的偶地址為1228H。MOV AL，63H 或 0E3HMOV DX，1228HOUT DX，AL 編程舉例6

44、1 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院例4：試為8086系統(tǒng)編寫一段程序，將IRR、ISR和IMR的內(nèi)容傳送到內(nèi)存2060H開始的單元中去。8259A的偶地址為0500H。程序：MOV DX，0500HMOV AL，0AH；讀IRROUT DX，ALIN AL，DXMOV 2060H，ALMOV AL，0BH；讀ISROUT DX，ALIN AL，DXMOV 2061H，ALMOV DX，0502HIN AL，DX；讀IMRMOV 2062H，AL 編程舉例分析：OCW3：0 0 0 0 1 0 1 00 0 0 0 1 0 1 162 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院例5： 假設(shè)8259A的IR4上有中斷請求，但此時8086CPU內(nèi)部的IF=0，試設(shè)法使8086CPU能知道8259A的IR4上有中斷請求。8259A的偶地址為1208H。MOV AL，0CH；設(shè)查詢字，令P=1MOV DX，1208HOUT DX，ALIN AL，DX；讀查詢字；判斷、處理 編程舉例分析：OCW3：0 0 0 0 1 1 0 063 北京工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院例6：假定8088CPU正在為IR3中斷請求服務(wù)，現(xiàn)在要使8259A能開放IR4、IR5、IR6、IR7的中斷請求，試編寫能實(shí)現(xiàn)這一要求的程序段。8259A的偶地址為20H。MOV AL，68H；發(fā)特殊屏蔽命令MOV DX，20HOU