第15講 中斷和中斷控制器-1

1一、8086的中斷操作和中斷系統(tǒng)二、中斷傳送方式三、8259A中斷控制器中斷和中斷控制器2★

8086的中斷分類★中斷向量和中斷向量表★

硬件中斷的響應(yīng)和時序★

中斷處理子程序★

軟件中斷8086的中斷操作和中斷系統(tǒng)31.什么叫中斷?與子程序不同點

中斷是指CPU暫時中止它正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行請求中斷的那個外設(shè)的中斷服務(wù)程序，處理完畢后，又返回主程序的過程。子程序的調(diào)用是固定的，而中斷是隨機的。2.中斷系統(tǒng)為實現(xiàn)上述中斷功能而設(shè)置的各種硬件和軟件，統(tǒng)稱為中斷系統(tǒng)。8086/8088的中斷系統(tǒng)可以處理256種不同的中斷，每個中斷對應(yīng)一個類型碼，故256種中斷對應(yīng)的為0～255。4（1）8086的中斷分類8086/8088有兩類中斷:硬件中斷―由外設(shè)的請求引起,又叫外部中斷軟件中斷―由執(zhí)行指令所引起,又叫內(nèi)部中斷外部中斷

8088有兩條外部中斷請求線NMI(非屏蔽中斷)和INTR(可屏蔽中斷)。58086/8088的中斷源

圖中外設(shè)與8259A的連法是IBMPC/XT的連法,正常優(yōu)先權(quán)次序為,IR0最高,IR7最低。8086/8088的中斷源非屏蔽中斷請求中斷邏輯CPU8259AINT可編程中斷控制器(PIC)INTn指令I(lǐng)NTO指令除法錯誤單步TF=1104nNMIIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR708090A0B0C0D0E0F系統(tǒng)定時器鍵盤為用戶保留網(wǎng)絡(luò)通信保留硬盤軟盤并行打印機2INTR6內(nèi)部中斷 因是軟件中斷,屬于執(zhí)行指令引起的中斷,通常分為三類:⒈中斷指令I(lǐng)NT引起的中斷

CPU執(zhí)行完一條INTn指令后,會立即產(chǎn)生中斷,并且調(diào)用系統(tǒng)中相應(yīng)的中斷處理程序來完成中斷功能,中斷指令的操作數(shù)n指出中斷類型。

例DOS功能調(diào)用INT21H,具有很強的功能。7⒉處理運算過程中某些錯誤的中斷執(zhí)行程序時,為及時處理運算中某些錯誤,CPU以中斷方式中止正在運行的程序,提醒程序員改錯。①除法錯中斷，類型號為0。執(zhí)行除法指令時,若發(fā)現(xiàn)除數(shù)為零或商超過了有關(guān)寄存器所能表達的范圍,則立即產(chǎn)生除法錯中斷。②溢出中斷INTO，類型號為4。運算過程中當溢出標志OF=1時,執(zhí)行INTO指令,則產(chǎn)生溢出中斷,打印出一個錯誤信息,結(jié)束時不返回，而把控制權(quán)交給操作系統(tǒng)。若OF=0,則INTO不產(chǎn)生中斷,CPU執(zhí)行下一條指令。例：ADD AX,BXINTO ；測試加法的溢出8①單步中斷，類型號為1。當TF=1,每條指令執(zhí)行后，CPU會自動產(chǎn)生一個類型1的中斷。使用單步中斷可一條一條指令地跟蹤程序流程,觀察各個寄存器及存儲單元變化，幫助分析錯誤原因。②斷點中斷，中斷類型號為3。斷點可設(shè)置在程序的任何地方,它相當把一條INT3指令插入程序中。CPU每執(zhí)行到斷點處,INT3指令便產(chǎn)生一個中斷。⒊為調(diào)試程序而設(shè)置的中斷9

對這些中斷規(guī)定的優(yōu)先權(quán)從高到低次序為：內(nèi)中斷(指除法錯,INTO,INT指令)非屏蔽中斷可屏蔽中斷單步中斷10（2）中斷向量和中斷向量表1.中斷向量中斷處理子程序的入口地址，每個中斷類型對應(yīng)一個中斷向量，占用4個存儲字節(jié)。2.中斷向量表所有中斷向量排列起來，在內(nèi)存的00000～003FFH形成一張表，稱為中斷向量表。其中前2個字節(jié)存放中斷處理子程序入口地址的偏移量（IP），后兩個字節(jié)存放中斷處理子程序入口地址的段地址（CS），按照中斷類型號順序，從00000H開始有規(guī)則排列。IBMPC的中斷向量表}}}}}}}地址內(nèi)容類型0(IP)類型1(IP)類型2(IP)類型3(IP)類型4(IP)類型5(IP)類型0(CS)類型1(CS)類型2(CS)類型3(CS)類型4(CS)類型5(CS)類型N(CS)類型N(IP)…0000H0004H0008H000CH0010H0014H4*N類型0的中斷向量類型1的中斷向量類型2的中斷向量類型3的中斷向量類型4的中斷向量類型N的中斷向量(除法錯)(單步)(非屏蔽中斷)(斷點)(溢出中斷INTO)…03FFH中斷操作步驟}}F84DHF000HINT11HMOVAL,30H中斷向量地址=11H*4=0044H中斷向量表類型10H中斷向量類型12H中斷向量中斷處理程序0:0040H0:0043H0:0044H0:0045H0:0046H0:0047H4DHF8H00HF0HIPCSF000:F84DHSTIPUSHDSIRET…{IP、CS、FR出棧返回斷點，繼續(xù)執(zhí)行…13（3）硬件中斷的響應(yīng)和時序1.非屏蔽硬件中斷NMI中斷類型號為2不受IF影響CPU收到中斷請求后立即響應(yīng)，中斷優(yōu)先級很高用于處理系統(tǒng)重大故障，如掉電處理2.可屏蔽硬件中斷INTR受IF影響，為1時CPU響應(yīng)響應(yīng)過程和時序14可屏蔽中斷響應(yīng)過程CPU在INTR引腳接收到高電平中斷請求信號IF為1CPU執(zhí)行完當前指令CPU往INTA引腳發(fā)兩個負脈沖外設(shè)收到第二個負脈沖后往DB送中斷類型號CPU讀取中斷類型號，將其存入內(nèi)部暫存器將標志寄存器壓入堆棧IF和TF清零斷點保護（將CS和IP值壓入堆棧）15可屏蔽中斷響應(yīng)過程---續(xù)根據(jù)得到的中斷類型號，在中斷向量表找到中斷向量，根據(jù)中斷向量轉(zhuǎn)入中斷處理子程序中斷處理程序完成后，從堆棧中依次彈出IP、CS和標志寄存器的值，返回到斷點處。16178086的中斷響應(yīng)總線周期18（4）中斷處理子程序保護中斷現(xiàn)場設(shè)置中斷允許標志IF來開放中斷中斷處理的具體內(nèi)容恢復(fù)寄存器中斷返回指令19（5）軟件中斷①中斷類型碼由指令提供②不執(zhí)行中斷響應(yīng)總線周期③不受中斷允許標志IF的影響④執(zhí)行軟件中斷時，對外部硬件中斷請求的反映類似執(zhí)行普通程序時的反應(yīng)⑤軟件中斷沒有隨機性20

★中斷傳送方式的原理★中斷優(yōu)先級問題的解決中斷傳送方式中斷方式輸入的接口電路R中斷傳送方式的原理可屏蔽中斷的響應(yīng)和執(zhí)行（P190）中斷優(yōu)先級問題的解決24★

8259A的引腳信號★8259A的編程結(jié)構(gòu)和工作原理★

8259A的工作方式★

8259A的初始化命令字★

8259A的初始化流程

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8259A的操作命令字★

8259A使用舉例8259A中斷控制器258259A的引腳信號方波鍵盤保留串口2

硬盤軟盤打印機WR18.2HzA1CS8259A總線A0數(shù)據(jù)線RDRDWR片選譯碼IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A2~A7D0~D7D0~D7VccSP/ENCAS0CAS1CAS2GND+5V用于多片8259A級連情況INTAINTINTAINTR串口1

雙列直插式芯片，28個引腳8259A的編程結(jié)構(gòu)和工作原理8259A的編程結(jié)構(gòu)和工作原理下半部分的7個寄存器分為2組4個寄存器存放初始化命令字ICW1~ICW4，在計算機系統(tǒng)啟動時由初始化程序設(shè)置。一旦設(shè)置，在系統(tǒng)工作過程中不再改變。3個寄存器存放操作命令字OCW1-OCW3，由應(yīng)用程序設(shè)定，用作中斷過程的動態(tài)控制。8259A的編程結(jié)構(gòu)和工作原理上半部分為處理部件IRR：中斷請求寄存器，存儲外部來的中斷請求，與引腳IR7~IR0對應(yīng)。PR：中斷優(yōu)先級裁決器，將新進入的中斷請求與正在處理的比較，決定哪個優(yōu)先級更高。ISR：當前中斷服務(wù)寄存器：存放正在處理的中斷請求。8259A的編程結(jié)構(gòu)和工作原理響應(yīng)引腳的兩個負脈沖（第一個）使IRR的鎖存功能失效。第二個負脈沖才使其重新有效。使ISR對應(yīng)位置1，為PR以后的工作提供依據(jù)。使IRR對應(yīng)位清0。8259A的編程結(jié)構(gòu)和工作原理響應(yīng)引腳的兩個負脈沖（第二個）將中斷類型寄存器ICW2送數(shù)據(jù)總線。如ICW4的中斷自動結(jié)束位為1，則將當前ISR相應(yīng)位清0。8259A