微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)4

1實(shí)驗(yàn)四、軟中斷、硬中斷程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)軟中斷、可屏蔽硬中斷程序的編寫(xiě)和調(diào)試，掌握IBM-PC機(jī)的軟中斷、可屏蔽硬中斷程序的編寫(xiě)和調(diào)試，掌握IBMPC系列微機(jī)的中斷系統(tǒng)及中斷程序設(shè)計(jì)方法。2

二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1．編寫(xiě)一個(gè)類(lèi)型為60H的中斷程序，其功能發(fā)出一陣鈴響， 在主程序中用中斷INT60H調(diào)用該中斷程序。2.可屏蔽硬中斷程序設(shè)計(jì)

(1)改寫(xiě)鍵盤(pán)硬中斷子程 每按下一個(gè)鍵，在屏幕上將該鍵對(duì)應(yīng)的掃描碼 以二進(jìn)制形式顯示出來(lái)。

(2)利用鍵盤(pán)控制定時(shí)顯示功能

每隔1秒鐘顯示字符串’CanIhelpyou?’， 當(dāng)按下一個(gè)鍵時(shí)，則停止定時(shí)顯示功能， 再按下一鍵時(shí)，恢復(fù)定時(shí)顯示功能。33.(選作）

用TPC-1型微機(jī)實(shí)驗(yàn)箱上單脈沖電路產(chǎn)生的正脈沖信號(hào)做中斷源，

依次檢測(cè)PC總線上的中斷申請(qǐng)插孔IRQ2~IRQ7， 確定哪些未被微機(jī)系統(tǒng)占用。4三、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明關(guān)于任務(wù)1 (1)進(jìn)行軟中斷程序設(shè)計(jì)最好使用DOS系統(tǒng)保留給用戶(hù)應(yīng)用的中斷類(lèi)型，否則處理不當(dāng)，會(huì)引起意想不到的后果。

(2)用INT60H即可調(diào)用60H中斷子程

60H屬于系統(tǒng)保留給用戶(hù)的軟中斷類(lèi)型號(hào)， 只要在中斷向量表0:460H單元中存放用戶(hù)編寫(xiě)的60H中斷程序入口地址，用INT60H即可調(diào)用60H中斷子程。

52.關(guān)于任務(wù)2(1)

鍵盤(pán)中斷類(lèi)型號(hào)為09H，編寫(xiě)鍵盤(pán)硬中斷程序要點(diǎn)是:（1） 鍵盤(pán)接口按下鍵和釋放鍵都向8259A發(fā)出中斷申請(qǐng) 若滿(mǎn)足響應(yīng)條件：

對(duì)鍵盤(pán)上的一個(gè)按鍵操作(包括按下鍵和釋放鍵)，

CPU將執(zhí)行兩次鍵盤(pán)中斷(按下鍵一次，釋放鍵一次)。（2） CPU響應(yīng)鍵盤(pán)中斷時(shí)

可從60H端口讀取按下鍵的掃描碼， 可據(jù)掃描碼的最高位確定是按下鍵操作還是釋放鍵操作，

最高位為1(掃描碼為斷碼)，則說(shuō)明是釋放鍵引起的中斷； 最高位為0(掃描碼為通碼)，則說(shuō)明是按下鍵引起的中斷。6（3） 若在IBMPC和XT上 在讀取掃描碼后，應(yīng)置鍵盤(pán)應(yīng)答信號(hào)，鍵盤(pán)接口才能 為接收下一個(gè)鍵做好準(zhǔn)備。置鍵盤(pán)應(yīng)答位的方法是： 先將61H端口的最高位置1， 再將61H的最高位置0。 原理可參看鍵盤(pán)接口有關(guān)資料。 若在AT及以上微機(jī)做實(shí)驗(yàn)， 在讀取掃描碼后，可不用鍵盤(pán)應(yīng)答信號(hào)。7在PC和XT機(jī)上，鍵盤(pán)中斷處理程序中置鍵盤(pán)應(yīng)答和判斷通碼、斷碼的過(guò)程：

PUSH AX ；保存寄存器值(保存現(xiàn)場(chǎng)) IN AL，60H ；讀掃描碼

MOV AH，AL ；保存在AH中

IN AL，61H ；置鍵盤(pán)應(yīng)答

OR AL，80H OUT 61h，AL ；使61H口最高位為1 AND AL，7FH OUT 61H，AL ；使61H口最高位為0 TEST AH，80H ；檢查是按下鍵還是釋放鍵，即是通碼嗎? JNZ release ；不是通碼則轉(zhuǎn)去作釋放鍵處理

…… ；按下鍵處理release： ；釋放鍵處理

…… MOV AL，20H ；發(fā)中斷結(jié)束

OUT 20H，AL POP AX ；恢復(fù)寄存器值(恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)) IRET ；中斷返回8在AT及以上微機(jī)，去掉鍵盤(pán)應(yīng)答部分，鍵盤(pán)中斷處理程序可簡(jiǎn)化為：

PUSH AX ；保存寄存器值(保存現(xiàn)場(chǎng)) IN AL，60H ；讀掃描碼

TEST AL，80H；檢查是按下鍵還是釋放鍵，即是通碼嗎? JNZ release ；不是通碼則轉(zhuǎn)去作釋放鍵處理

…… ；按下鍵處理

release： ；釋放鍵處理 …… MOV AL，20H ；發(fā)中斷結(jié)束

OUT 20H，AL POP AX ；恢復(fù)寄存器值(恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)) IRET ；中斷返回9（4） 在鍵盤(pán)中斷處理程序的最后應(yīng)發(fā)中斷結(jié)束命令， 否則將屏蔽鍵盤(pán)中斷。103. 關(guān)于任務(wù)2(2)

要用到定時(shí)和鍵盤(pán)兩個(gè)中斷源。 可在任務(wù)2(1)的基礎(chǔ)上完成,

在鍵盤(pán)中斷子程中，設(shè)置一個(gè)標(biāo)志變量flag， 用以區(qū)分是奇數(shù)次按鍵還是偶數(shù)次按鍵。

對(duì)奇數(shù)次按鍵，可重置8259A的屏蔽字，屏蔽定時(shí)器中斷，使CPU不再響應(yīng)定時(shí)中斷，從而停止了定時(shí)顯示功能；

對(duì)偶數(shù)次按鍵，則清除對(duì)定時(shí)中斷的屏蔽，以恢復(fù)定時(shí)顯示的功能。11關(guān)于任務(wù)3(選做)

計(jì)算機(jī)上實(shí)際配置的外設(shè)不同，8259A的IR2~IR7的占用情況也就會(huì)不同。 利用PC總線上的中斷申請(qǐng)插孔IRQ2~IRQ7，自編程序進(jìn)行檢測(cè)。

(1)IRQ2~IRQ7對(duì)應(yīng)的中斷類(lèi)型號(hào)為0A~0FH。

(2)在中斷子程中，顯示字符串’InterruptisOK!’。

對(duì)可用的中斷申請(qǐng)插孔，運(yùn)行的結(jié)果是能夠正常顯示該字符串;

對(duì)于發(fā)生沖突的不可用中斷申請(qǐng)插孔，運(yùn)行的結(jié)果是不能夠正常顯示該字符串，甚至出現(xiàn)死機(jī)等異常情況。12有關(guān)8259A（1）IBMPC系列微機(jī)的可屏蔽中斷系統(tǒng)由主板上的8259A控制。（2）8259A是一個(gè)可編程中斷控制器

IBMPC和XT機(jī)使用1片8259A，可管理8個(gè)中斷申請(qǐng)，

IBMPC/AT及以上微機(jī)使用2片8259A級(jí)連，可管理15個(gè)中斷申請(qǐng)。主8259A的端口地址為20H和21H。（3）BIOS對(duì)主8259A的設(shè)置如下：邊沿觸發(fā)方式，當(dāng)輸入端IR0~IR7出現(xiàn)上升沿信號(hào)時(shí)，發(fā)出中斷申請(qǐng)信號(hào)。中斷向量初值為08H，IR0~IR7對(duì)應(yīng)的中斷類(lèi)型號(hào)為08H~0FH。固定優(yōu)先級(jí)，IR0優(yōu)先級(jí)最高，IR7優(yōu)先級(jí)最低。一般屏蔽方式，用中斷屏蔽寄存器IMR控制各級(jí)中斷的允許或屏蔽。一般全嵌套方式，中斷服務(wù)結(jié)束時(shí)，需發(fā)中斷結(jié)束命令EOI，清除ISR中的記錄，否則屏蔽同級(jí)或低級(jí)的中斷。13（4）每片8259A有8個(gè)中斷申請(qǐng)輸入端IR0~IR7

主8259A的連接情況如下：

IR0與主板上的8253計(jì)數(shù)器0相連，該計(jì)數(shù)器輸出頻率為18.2hz的方波。

IR1與鍵盤(pán)接口發(fā)出的中斷申請(qǐng)相連。

IR2~IR7分配給其它外設(shè)，或未使用。在PC總線上可由插孔IRQ2~IRQ7引入中斷申請(qǐng)信號(hào)。14（5）有關(guān)8259A的編程：

設(shè)置中斷屏蔽字

中斷屏蔽寄存器的端口地址為21H。 通過(guò)改變中斷屏蔽寄存器各位的值實(shí)現(xiàn)：

某位為0，允許該級(jí)中斷申請(qǐng)進(jìn)入； 某位為1，禁止該級(jí)中斷申請(qǐng)進(jìn)入。例：新增允許IR2的中斷申請(qǐng)

IN AL，21H ；讀入原IMR的內(nèi)容

AND AL，11111011B ；新增允許IR2的中斷申請(qǐng)

OUT 21H，AL ；寫(xiě)入中斷屏蔽寄存器IMR例：屏蔽IR7的中斷申請(qǐng)

IN AL，21H ；讀入原IMR的內(nèi)容

OR AL，10000000B ；屏蔽IR7的中斷申請(qǐng)

OUT 21H，AL ；寫(xiě)入中斷屏蔽寄存器IMR15（6） 發(fā)中斷結(jié)束命令EOI

通過(guò)往8259A的偶地址寫(xiě)入20H實(shí)現(xiàn)，

8259A的偶地址為20H，指令如下：

MOV AL，20H OUT 20H，AL16（7）可屏蔽硬中斷程序的編寫(xiě)方法

保存原中斷向量可用DOS的35H功能調(diào)用。設(shè)置新中斷向量和恢復(fù)原中斷向量可用DOS的25H功能調(diào)用。 中斷向量的類(lèi)型號(hào)由中斷源與8259A的連接關(guān)系確定。 主程完成與中斷有關(guān)的設(shè)置工作后， 即可進(jìn)行其它工作的處理，通常此處可用一雙重循環(huán)延時(shí)程序段，或用計(jì)數(shù)中斷子程被執(zhí)行次數(shù)，或用判斷是否有按鍵動(dòng)作等代替。在結(jié)束主程，返回DOS之前，應(yīng)據(jù)中斷源的不同情況做處理：或恢復(fù)原中斷向量，或通過(guò)設(shè)置8259A的中斷屏蔽字屏蔽對(duì)此級(jí)中斷源 的反應(yīng)。 中斷子程中，處理中斷源請(qǐng)求的任務(wù)，在中斷返回前，應(yīng)發(fā)中斷結(jié)束命令EOI。圖1和圖2分別是可屏蔽硬中斷的主程序和中斷子程序流程圖。17開(kāi)始CLI關(guān)中斷

保存原中斷向量

設(shè)置新中斷向量

設(shè)置8259A的中斷屏蔽字

中斷子程有關(guān)量的初始化STI開(kāi)中斷

主程其它工作處理

(可用雙重循環(huán)延時(shí)代替)

恢復(fù)原中斷向量返回DOS

圖1主程序流程圖開(kāi)始

保存現(xiàn)場(chǎng)

完成中斷源申請(qǐng)的任務(wù)

發(fā)中斷結(jié)束命令EOI

恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)

IRET中斷返回圖2中斷子程流程圖18三、實(shí)驗(yàn)箱上相關(guān)電路

參看附3，了解TPC-1型微機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，掌握實(shí)驗(yàn)箱上IBMPC/XT總線、單脈沖電路和8MHz脈沖電路。圖3-1TPC-1型實(shí)驗(yàn)箱實(shí)物1、TPC-1型實(shí)驗(yàn)箱實(shí)物1960芯扁平電纜插槽

電源開(kāi)關(guān)J6PC總線插槽1PC總線插槽2PC總線插孔排

DAC0832U18U16U42CSAOUTU11RAM6116A9A10A8A7A6A5A4A3A2A1A0U39DMAU14U20U43U13U15U381J41J31J2JSDRQADC0809IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7EOC500kHzCS8253CLK1CLK2CLK3CSOUT1OUT2OUT3GATE1GATE2GATE3U37U1074LS138U44U27U28U32U26ABQ3Q2Q1Q0Q7Q6Q5Q474LS393Q11Q10Q9Q8Q15Q14Q13Q1274LS393200-207208-20F210-217218-21F220-227228-22F230-237238-23FPB3PB4PB5PB6PB73PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7WGO48CXM159DYP26AESR37BFPB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0CS8251ARxRDYTxCRxCCSTxRDYTxE14881489RTSDTRGNDRxDTxDU45L2L1L3L4L5L6L7L8L9L10L11L12K2K1K3K4K5K6K7K8K9K10K11K12GND+5v+12v-5v-12v8MHz

可調(diào)電阻12個(gè)邏輯電平開(kāi)關(guān)12個(gè)發(fā)光二極管RESU33CSU9U1U2U3U6U4U7U40U41U29U30U31U34

面包板8255A圖3-2TPC-1型實(shí)驗(yàn)箱面板布置圖2、實(shí)驗(yàn)箱面板布置圖203、PC總線信號(hào)實(shí)驗(yàn)箱上有兩個(gè)PC總線擴(kuò)展插槽和一個(gè)PC總線信號(hào)引出插孔排。

B1A1B10A10B20A20B30A30圖3-3-PC總線信號(hào)引腳I/OCH