ch07微型計(jì)算機(jī)的中斷系統(tǒng)

第七章微型計(jì)算機(jī)的中斷系統(tǒng)

7.1中斷系統(tǒng)的基本概念7.1.1中斷的基本概念所謂中斷，是指CPU執(zhí)行程序時(shí)，突然有某個(gè)外部或內(nèi)部事件發(fā)生，請(qǐng)求CPU處理，CPU暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理該事件的服務(wù)程序，服務(wù)完畢后，CPU返回原來(lái)程序被中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行。這個(gè)過(guò)程稱為中斷。

中斷服務(wù)程序1中斷服務(wù)程序2非預(yù)料事件1非預(yù)料事件

2CPU執(zhí)行流程斷點(diǎn)斷點(diǎn)1、基本概念中斷源：引起中斷發(fā)生的內(nèi)部或外部事件中斷類(lèi)型號(hào)：每個(gè)中斷源唯一的一個(gè)編號(hào)斷點(diǎn)：該程序中即將執(zhí)行，由于中斷沒(méi)有被執(zhí)行的那條指令的地址稱為中斷斷點(diǎn)，簡(jiǎn)稱斷點(diǎn)。包括段地址和偏移地址。中斷服務(wù)程序：處理中斷事件的程序段2、中斷系統(tǒng)的功能中斷系統(tǒng)是指實(shí)現(xiàn)中斷功能的軟、硬件的集合。具有以下功能：能實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)及中斷返回。能實(shí)現(xiàn)中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)。能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。3、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能并行處理能力實(shí)現(xiàn)CPU和多個(gè)外設(shè)同時(shí)工作，提高CPU效率。實(shí)時(shí)處理能力計(jì)算機(jī)應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制時(shí)，對(duì)外部事件及時(shí)響應(yīng)故障處理能力及時(shí)處理故障，不影響其他程序的運(yùn)行。多任務(wù)運(yùn)行在操作系統(tǒng)的調(diào)度下，運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，任務(wù)間交替運(yùn)行(1)中斷請(qǐng)求:中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)(2)中斷判優(yōu):對(duì)申請(qǐng)中斷的中斷源進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判別的過(guò)程稱為中斷判優(yōu)。(3)中斷響應(yīng):從請(qǐng)求有效到轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序入口地址這一段時(shí)間。實(shí)現(xiàn)程序的切換。(4)中斷服務(wù)（處理）:中斷程序的主體。(5)中斷返回:使原來(lái)在中斷響應(yīng)過(guò)程中的斷點(diǎn)地址和標(biāo)志寄存器中的內(nèi)容，依次從堆棧中彈出，以便繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。4、中斷過(guò)程（1）中斷請(qǐng)求可由內(nèi)部標(biāo)志或指令引起；也可由外部電路引起（2）中斷判優(yōu)有多個(gè)中斷源同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU應(yīng)按照中斷源的輕重緩急按次序響應(yīng)中斷。先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高的請(qǐng)求，后響應(yīng)優(yōu)先級(jí)低的請(qǐng)求。軟件查詢優(yōu)先權(quán)排隊(duì)法執(zhí)行程序按照順序逐位查詢中斷請(qǐng)求寄存器的狀態(tài)，查詢的順序決定了優(yōu)先級(jí)的高低硬件優(yōu)先權(quán)判別法菊花鏈法——將每個(gè)接口串連起來(lái)，離CPU近的優(yōu)先級(jí)高“向量”優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路——由專(zhuān)用的中斷控制器管理優(yōu)先級(jí)（3）中斷響應(yīng)從CPU接收到中斷請(qǐng)求，到轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序之間的過(guò)程就是中斷響應(yīng)。CPU實(shí)現(xiàn)從當(dāng)前正在執(zhí)行的程序到中斷服務(wù)程序的切換由硬件完成關(guān)中斷、保存斷點(diǎn)、取中斷服務(wù)程序入口地址等一系列中斷響應(yīng)操作。（4）中斷服務(wù)（處理）1．保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)

保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)質(zhì)：將重要信息壓入堆棧。2．開(kāi)中斷

目的：開(kāi)放所有可屏蔽中斷，以允許高級(jí)中斷嵌套3．執(zhí)行中斷服務(wù)程序

中斷服務(wù)程序主體-中斷的目的。4．關(guān)中斷

目的：關(guān)中斷以確?？煽坑行У鼗謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)。5．恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)質(zhì)：將原來(lái)壓入堆棧中的內(nèi)容彈出來(lái)。7.28086CPU中斷系統(tǒng)指令中斷INTn異常中斷包括：失效異常陷井異常中止異常內(nèi)部異常中斷微處理器中斷邏輯INTRNMIIRQ0IRQ1IRQ2：IRQ15不可屏蔽中斷可屏蔽中斷外部中斷控制器外部硬件中斷7.2.18086中斷的分類(lèi)1、外部中斷不可屏蔽中斷(NMI):中斷類(lèi)型號(hào)為2號(hào)含義：不能用軟件來(lái)控制是否允許中斷的一種外部中斷。常見(jiàn)NMI中斷有：（1）電源掉電（2）存儲(chǔ)器檢驗(yàn)出錯(cuò)（3）總線奇偶錯(cuò)等?？善帘沃袛?INTR):含義：可用軟件控制是否允許中斷的外部中斷。即STI使IF=1，允許中斷；CLI使IF=0，禁止中斷。常見(jiàn)INTR中斷有：

所有外部設(shè)備中斷如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、打印機(jī)、顯示器、聲卡、CD-ROM等。2、內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷是由于8086內(nèi)部執(zhí)行程序出現(xiàn)異常引起的程序中斷利用內(nèi)部中斷，微處理器為用戶提供了發(fā)現(xiàn)、調(diào)試并解決程序執(zhí)行時(shí)異常情況的有效途徑例如，ROM-BIOS和DOS系統(tǒng)利用內(nèi)部中斷為程序員提供了各種功能調(diào)用內(nèi)部中斷的中斷類(lèi)型號(hào)已定⑴除法錯(cuò)中斷在執(zhí)行除法指令時(shí)，若除數(shù)為0或商超過(guò)了寄存器所能表達(dá)的范圍，則產(chǎn)生一個(gè)向量號(hào)為0的內(nèi)部中斷，稱為除法錯(cuò)中斷例如：movbl,0idivbl ；除數(shù)BL＝0，產(chǎn)生除法錯(cuò)中斷movax,200hmovbl,1divbl ；商＝200H，不能用AL表達(dá) ；產(chǎn)生除法錯(cuò)中斷⑵指令中斷在執(zhí)行中斷調(diào)用指令I(lǐng)NTn時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)向量號(hào)為n（0~255）的內(nèi)部中斷，稱為指令中斷其中向量號(hào)為3的指令中斷比較特別（生成一個(gè)字節(jié)的指令代碼：11001100），常用于程序調(diào)試，被稱為斷點(diǎn)中斷例如：DEBUG.EXE調(diào)試程序的運(yùn)行命令G設(shè)置的斷點(diǎn)，就是利用INT3指令實(shí)現(xiàn)的⑶溢出中斷在執(zhí)行溢出中斷指令I(lǐng)NTO時(shí)，若溢出標(biāo)志OF為1，則產(chǎn)生一個(gè)向量號(hào)為4的內(nèi)部中斷，被稱為溢出中斷例如：movax,2000haddax,7000h ；2000H＋7000H＝9000H，溢出：OF＝1into ；因?yàn)镺F＝1，所以產(chǎn)生溢出中斷⑷單步中斷若單步中斷TF為1，則在每條指令執(zhí)行結(jié)束后產(chǎn)生一個(gè)向量號(hào)為1的內(nèi)部中斷，稱為單步中斷例如：DEBUG.EXE調(diào)試程序的單步命令T就利用單步中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的單步調(diào)試3、中斷優(yōu)先級(jí)高至低順序依次為：內(nèi)部中斷（除單步中斷）>NMI中斷>INTR中斷>單步中斷。除單步中斷外，任何內(nèi)部中斷的優(yōu)先級(jí)都高于外部中斷。7.2.2中斷向量表含義：

中斷服務(wù)程序的入口地址（CS:IP）組成及格式：

共4個(gè)字節(jié)，段地址及偏移地址。高地址段地址高字節(jié)段地址低字節(jié)低地址偏移地址高字節(jié)偏移地址低字節(jié)段地址偏移地址返回1、中斷向量2、中斷向量表含義：

存放256個(gè)中斷向量的內(nèi)存區(qū)域。即存放中斷服務(wù)程序入口地址的內(nèi)存區(qū)域稱為中斷向量表。中斷向量表大小：1KB中斷向量表地址范圍：00000H~003FFH。中斷向量地址中斷類(lèi)型號(hào)n與其對(duì)應(yīng)的中斷向量存放起始地址之間的關(guān)系是： 起始地址=4×n；末地址=4×n+3 即中斷向量在4×n～4×n+3指示的內(nèi)存單元中。示例實(shí)方式下的中斷服務(wù)程序入口地址求法（例子）【例】假設(shè)在實(shí)地址方式下，內(nèi)存00140H到00147H中存放的數(shù)據(jù)如右圖所示，求51H號(hào)中斷的中斷服務(wù)程序入口地址。

解：（1）求中斷向量存放的首地址和末地址

由中斷類(lèi)型號(hào)51H可知中斷向量存放的 首地址＝51H×4=144H（左移兩位方法） 末地址＝51H×4+3=147H（2）從首末地址對(duì)應(yīng)的4個(gè)單元找出中斷向量，即00144H到00147H中內(nèi)容就是51H號(hào)中斷的中斷向量對(duì)照中斷向量組成及格式可知段地址=4540H，偏移地址=3430H，所以中斷服務(wù)程序入口地址為段地址×16+偏移地址=45400H+3430H=48830H求解中斷向量組成及格式返回3、中斷向量的設(shè)置方法（1）DOS功能調(diào)用（21H）保存中斷向量AH=35HAL=中斷類(lèi)型號(hào)INT21H返回時(shí)送ES:BX=中斷向量 MOVAL,NMOVAH,35HINT21H;取原中斷向量

PUSHESPUSHBX保存原中斷向量DOS功能調(diào)用（21H）設(shè)置中斷向量

AH=25HAL=中斷類(lèi)型號(hào)DS:DX=中斷向量INT21H

MOVAX,SEGINTRPROC MOVDS,AX MOVDX,OFFSETINTRPROC MOVAL,N MOVAH,25H INT21H3、中斷向量的設(shè)置方法（1）通過(guò)傳送類(lèi)指令直接設(shè)置中斷向量MOVAX,0MOVES,AXMOVBX,N*4MOVAX,OFFSETINTRPROCMOVES:[BX],AX;偏移地址(N*4)MOVAX,SEGINTRPROCMOVES:[BX+2],AX;段地址(N*4+2)……INTRPROC:

……IRET3、中斷向量的設(shè)置方法（2）7.2.38086對(duì)中斷的響應(yīng)CPU響應(yīng)中斷必須滿足如下條件：（1）CPU接收到中斷請(qǐng)求；（2）沒(méi)有DMA請(qǐng)求；（3）當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束，（4）如果是INTR中斷請(qǐng)求，CPU還必須開(kāi)中斷，即中斷標(biāo)志IF=1。響應(yīng)條件滿足后，進(jìn)入中斷響應(yīng)周期，中斷響應(yīng)操作由硬件自動(dòng)完成。8086CPU對(duì)不同類(lèi)型的中斷響應(yīng)過(guò)程稍有不同，主要是獲取中斷類(lèi)型號(hào)的過(guò)程不同?？善帘沃袛嗟捻憫?yīng)過(guò)程(1)處理器接到中斷申請(qǐng)，處理完當(dāng)前指令即進(jìn)入響應(yīng)周期。(2)第二階段即中斷響應(yīng)周期，在其間CPU向外部中斷控制器發(fā)送兩個(gè)響應(yīng)脈沖信號(hào)INTA。 第一個(gè)響應(yīng)脈沖通知中斷控制器，已經(jīng)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，讓中斷控制器提供中斷類(lèi)型號(hào)。第二個(gè)響應(yīng)脈沖，CPU取走中斷類(lèi)型號(hào)。(3)將標(biāo)志寄存器中的內(nèi)容壓入堆棧保護(hù)，然后清IF和TF標(biāo)志，以禁止INTR引腳以及陷井和單步中斷。(4)將斷點(diǎn)地址壓入堆棧（CS:EIP或CS:IP）。 斷點(diǎn)地址：指中斷時(shí)CPU待執(zhí)行的下一條指令對(duì)應(yīng)的邏輯地址。

順序：先壓入斷點(diǎn)地址CS，后壓入偏移地址EIP（或IP）。(5)CPU得到中斷類(lèi)型號(hào)碼n后，通過(guò)中斷類(lèi)型號(hào)與中斷服務(wù)程序入口地址的關(guān)系找出該類(lèi)型對(duì)應(yīng)的段基地址和偏移地址，從而轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序入口地址。完成中斷響應(yīng)任務(wù)。7.3中斷控制器8259A一、8259A主要功能：（1）8位可編程中斷控制器，又稱優(yōu)先級(jí)控制器（2）處理8級(jí)向量?jī)?yōu)先級(jí)中斷（3）可提供中斷類(lèi)型號(hào)（4）8259A芯片級(jí)聯(lián)組成強(qiáng)大的中斷管理系統(tǒng)（多至64級(jí)外部中斷）。（5）優(yōu)先級(jí)方式可編程（6）多級(jí)中斷管理7.3.18259A的引腳信號(hào)與CPU相連的引腳D7～D0為8位雙向的數(shù)據(jù)線A0：端口選擇信號(hào)CS：片選信號(hào)RD和WR：讀/寫(xiě)控制信號(hào)INTA：中斷響應(yīng)輸入信號(hào)INT：中斷請(qǐng)求輸出信號(hào)與中斷源相連的引腳IRi：8個(gè)中斷源中斷請(qǐng)求端級(jí)聯(lián)擴(kuò)展引腳CAS0～CAS2級(jí)聯(lián)信號(hào)SP/EN：從片/緩沖允許控制(1)非緩沖時(shí)為輸入：SP：1=主片，0=從片(2)緩沖時(shí)為輸出：EN：1＝CPU寫(xiě)，0＝CPU讀7.3.28259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中斷請(qǐng)求寄存器IRR功能：記錄外部中斷源的中斷申請(qǐng)的狀態(tài)。狀態(tài)：1＝對(duì)應(yīng)引腳有中斷請(qǐng)求且還未被響應(yīng) 0＝對(duì)應(yīng)引腳無(wú)中斷請(qǐng)求或有但已經(jīng)被響應(yīng)D7D6D5D4D3D2D1D0IRR7IRR6IRR5IRR4IRR3IRR2IRR1IRR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0寄存器位引腳中斷優(yōu)先權(quán)分辨器PR優(yōu)先權(quán)分辨器PR用來(lái)確定存放在IRR中 各個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)對(duì)應(yīng)中斷源的優(yōu)先級(jí)。 并總是選出當(dāng)前最高優(yōu)先中斷源的中斷申請(qǐng)通知控制邏輯，以便控制邏輯發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)INT給CPU。中斷服務(wù)寄存器ISR功能：記錄外部中斷源的中斷申請(qǐng)被服務(wù)的狀態(tài)。狀態(tài)：1＝對(duì)應(yīng)引腳的中斷請(qǐng)求已被響應(yīng)（服務(wù)）且服務(wù)還沒(méi)有結(jié)束。 0＝對(duì)應(yīng)引腳的中斷請(qǐng)求未被響應(yīng)。D7D6D5D4D3D2D1D0ISR7ISR6ISR5ISR4ISR3ISR2ISR1ISR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0寄存器位引腳中斷屏蔽寄存器IMR功能: 設(shè)置外部中斷源的中斷屏蔽狀態(tài)。狀態(tài): 1＝對(duì)應(yīng)引腳的中斷被屏蔽。 0＝對(duì)應(yīng)引腳的中斷未被屏蔽。注意: 只有IMRi相應(yīng)位為0且IF=1，CPU才有可能響應(yīng)可屏蔽中斷。D7D6D5D4D3D2D1D0IMR7IMR6IMR5IMR4IMR3IMR2IMR1IMR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0寄存器位引腳數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)三態(tài)、雙向的8位緩沖器，是8259A與CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。數(shù)據(jù)總線緩沖器的主要功能有：(1)通過(guò)數(shù)據(jù)總線緩沖器，CPU向8259A內(nèi)部發(fā)送

命令。(2)CPU接收8259A狀態(tài)信息。(3)在中斷響應(yīng)周期，CPU從中獲得中斷類(lèi)型號(hào)。讀/寫(xiě)邏輯接收CPU送來(lái)的讀/寫(xiě)控制信號(hào)、片選信 號(hào)以及地址選擇信號(hào)，對(duì)內(nèi)部各個(gè)寄存器 進(jìn)行讀寫(xiě)操作。級(jí)聯(lián)緩沖/比較器級(jí)聯(lián)緩沖/比較器在級(jí)聯(lián)方式的主從結(jié)構(gòu) 中（兩個(gè)以上的8259A組成的系統(tǒng)），用 來(lái)存放和比較系統(tǒng)中各8259A的從設(shè)備標(biāo) 志(ID)?？刂七壿嬁刂七壿嬍强刂?259A內(nèi)部各個(gè)部件的主要邏輯電路。主要功能包括：(1)根據(jù)CPU對(duì)8259A編程設(shè)定的工作方式來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部控制信號(hào)。(2)如果中斷請(qǐng)求寄存器IRR有未被屏蔽的位，則控制邏輯對(duì)應(yīng)于當(dāng)時(shí)最高優(yōu)先的中斷源，向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)INT。(3)接收CPU送來(lái)的中斷響應(yīng)信號(hào)，并允許中斷服務(wù)寄存器ISR的相應(yīng)位(ISRi)置位。(4)控制發(fā)出相應(yīng)的中斷類(lèi)型號(hào)，以供CPU讀取。①

中斷申請(qǐng)寄存器IRR鎖存外部的中斷申請(qǐng)。若IR0~IR7引腳上有中斷申請(qǐng)，則將IRR相應(yīng)位置1IORIOW總線數(shù)據(jù)線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類(lèi)型號(hào)

ICW3

主從片關(guān)系

ICW4方式控制00000000

ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

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00000000

10010100INTR118259A工作過(guò)程②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D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類(lèi)型號(hào)

ICW3

主從片關(guān)系

ICW4方式控制00000000

ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

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10000001

10010100INTR③

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CPU正在響應(yīng)此級(jí)中斷，即正在執(zhí)行此中斷源的中斷子程；ISR中的某位為0，表示CPU沒(méi)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IORIOW總線數(shù)據(jù)線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類(lèi)型號(hào)

ICW3

主從片關(guān)系

ICW4方式控制001

00000

ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

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10000001

10010100INTR④優(yōu)先級(jí)裁決器PR據(jù)新進(jìn)入的中斷申請(qǐng)和ISR的內(nèi)容,決定是否發(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(guò)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D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類(lèi)型號(hào)

ICW3

主從片關(guān)系

ICW4方式控制001

00000

ISR當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

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10000001

10010100INTR(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(lèi)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)此中斷申請(qǐng)信號(hào),

即中斷申請(qǐng)被IF屏蔽。如果IF標(biāo)志為1,則處理完當(dāng)前的指令后,進(jìn)入中斷響應(yīng)周期：通過(guò)

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(lèi)型號(hào)，進(jìn)入中斷響應(yīng)的過(guò)程。8259A的中斷響應(yīng)周期程CAS0～CAS2D0～D7SP/ENIR0～I(xiàn)R7CPU響應(yīng)周期8259A工作波形INT第一個(gè)周期T1T2T3T4ALECLK

第二個(gè)周期T1T2T3T4第一個(gè)前保持為高電平

INTALOCK關(guān)于8259A思考題1.什么情況下IRR=FFH?2.什么情況下ISR=FFH?3.IMR=FFH，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)怎樣？4.IRR=0AH,ISR=0AH是否可能？參考答案：1.八個(gè)中斷源都有請(qǐng)求，但均未被CPU響應(yīng)。2.從最低到最高級(jí)優(yōu)先級(jí)依次進(jìn)入中斷服務(wù)程序，但都沒(méi)有結(jié)束中斷處理。（8級(jí)中斷嵌套）3.系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)（所有硬件中斷被禁止）。4.有可能，ISR=0AH表示IR1和IR3對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求已被響應(yīng)，但還沒(méi)有結(jié)束，此時(shí)IR1和IR3又都重新有申請(qǐng)，但還未被響應(yīng)。7.3.3工作方式優(yōu)先級(jí)的方式屏蔽中斷源的方式結(jié)束中斷處理的方式連接系統(tǒng)總線的方式中斷請(qǐng)求信號(hào)方式優(yōu)先級(jí)的方式（4種）全嵌套方式特殊全嵌套方式優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)方式優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式全嵌套方式僅允許高一級(jí)中斷進(jìn)入嵌套。從高到低優(yōu)先級(jí)依次為IR0>IR1>IR2>IR3>IR4>IR5>IR6>IR7。特殊全嵌套方式允許高一級(jí)，也允許同級(jí)中斷進(jìn)入嵌套。從高到低優(yōu)先級(jí)依次為IR0>IR1>IR2>IR3>IR4>IR5>IR6>IR7。用于級(jí)聯(lián)方式的主片優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)方式在這種方式下，中斷源的優(yōu)先級(jí)是變化的，當(dāng)一個(gè)設(shè)備得到中斷服務(wù)以后，它的優(yōu)先級(jí)自動(dòng)降為最低優(yōu)先。在初始狀態(tài)下的優(yōu)先級(jí)為IR0>IR1>...>IR7;IR0得到服務(wù)后下一次優(yōu)先級(jí)為IR1>IR2>....>IR6>IR7>IR0，依次類(lèi)推。優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式與優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)方式只有一點(diǎn)區(qū)別：

初始最優(yōu)者可由程序設(shè)定，可任意指定一個(gè)初始最高優(yōu)先級(jí)，以后再循環(huán)優(yōu)先。屏蔽中斷源的方式普通屏蔽方式：設(shè)置8259A內(nèi)部中斷屏蔽寄存器IMR的相應(yīng)位為1（通過(guò)OCW1），即可屏蔽對(duì)應(yīng)中斷源的中斷申請(qǐng)。特殊屏蔽方式：先寫(xiě)入特殊屏蔽命令字OCW3，然后再寫(xiě)屏蔽命令字OCW1。使當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器ISR的相應(yīng)位自動(dòng)復(fù)位。這就只屏蔽了當(dāng)前正在處理的這級(jí)中斷。=屏蔽該中斷并清中斷服務(wù)位。結(jié)束中斷處理的方式自動(dòng)結(jié)束方式：系統(tǒng)一旦進(jìn)入中斷服務(wù)程序，8259A就自動(dòng)將當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器相應(yīng)位清0。（在第二個(gè)中斷響應(yīng)脈沖）非自動(dòng)結(jié)束方式：在中斷服務(wù)程序結(jié)束，返回主程序之前發(fā)一條中斷結(jié)束命令，使8259A的當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)的中斷對(duì)應(yīng)的ISR復(fù)位。連接系統(tǒng)總線的方式緩沖方式：

一般在多片8259A級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中，8259A通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)器與系統(tǒng)總線相連，而不是8259A直接與系統(tǒng)總線相連，這就是緩沖方式。非緩沖方式：

當(dāng)系統(tǒng)只有一片8259A或少量幾片8259A時(shí)，一般將它直接與數(shù)據(jù)總線相連。這就是所謂的非緩沖方式。中斷請(qǐng)求信號(hào)方式邊沿觸發(fā)方式：

在邊沿觸發(fā)方式下，8259A將中斷請(qǐng)求輸入端出現(xiàn)的上升沿作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，且該信號(hào)可以一直保持為高電平。為了防止干擾，其高電平也應(yīng)有一定的寬度。電平觸發(fā)方式：

8259A把中斷請(qǐng)求輸入端出現(xiàn)的高電平作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。但應(yīng)注意的是，當(dāng)中斷請(qǐng)求被響應(yīng)后，輸入端必須立即撤消高電平，以免引起再一次中斷。7.3.58259A的初始化命令字和初始化編程在8259A內(nèi)部有兩組命令寄存器，一組是在8259A初始化時(shí)設(shè)定的，叫初始化命令字ICW，另一組在8259A初始化后使用時(shí)寫(xiě)入，叫操作命令字OCW。8259A有4個(gè)初始化命令寄存器ICW1~ICW4。8259A開(kāi)始工作前必須寫(xiě)入初始命令字，使它按預(yù)定的工作方式工作。

芯片初始化命令字ICW1A7A6A51LTIMADISNGLIC4X86不用特征位0=不用ICW41=要ICW4X86不用0=邊沿觸發(fā)1=電平觸發(fā)0=多片1=單片寫(xiě)入A0=0的端口返回中斷類(lèi)型初始化命令字ICW2T7~T3決定中斷類(lèi)型號(hào)（D2~D0任意）8個(gè)中斷源具有連續(xù)的中斷類(lèi)型號(hào)寫(xiě)入A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D0T7T6T5T4T3×××返回主/從片初始化命令字ICW3

——主片ICW3IRi=1,指示8259的引腳IRi處接一從片寫(xiě)入A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0返回主/從片初始化命令字ICW3

——從片ICW3ID2,ID1,ID0編碼決定從片的INT接主片寫(xiě)入A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D000000ID2ID1ID0返回編碼決定IRi返回控制初始化命令字ICW4各位含義：μPM：CPU類(lèi)型，0=8080/8085，1=80X86。AEOI：自動(dòng)結(jié)束中斷方式，AEOI=1有效。M/S：主／從片選擇，1=主片，0=從片。BUF：緩沖方式。BUF=1工作在緩沖方式。SFNM：特殊全嵌套方式。SFNM=1，特殊全嵌套方式。寫(xiě)入A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D0000SFNMBUFM/SAEOIμPM返回8259A的

初始化編程對(duì)8259A進(jìn)行初始化編程就是向8259A寫(xiě)入兩到四個(gè)初始化命令字。流程如圖。初始化編程任務(wù)：1.設(shè)定中斷請(qǐng)求信號(hào)的有效形式。2.設(shè)定8259A是單片還是多片級(jí)聯(lián)方式。3.設(shè)置中斷類(lèi)型號(hào)。4.設(shè)置優(yōu)先排隊(duì)規(guī)則。5.設(shè)定中斷結(jié)束時(shí)的操作原則。返回8259A初始化編程實(shí)例（1）【例7-1】IBM-PC微機(jī)中，8259A的端口地址分別為20H和21H，工作方式如下：?jiǎn)纹绞?，?qǐng)求信號(hào)采用邊沿觸發(fā)方式，優(yōu)先級(jí)采用完全嵌套方式，非自動(dòng)結(jié)束中斷，與系統(tǒng)采用非緩沖方式連接。中斷類(lèi)型號(hào)為08H～0FH。則8259A的初始化程序段如下：MOV AL,00010011B;ICW1：邊沿觸發(fā),單片系統(tǒng),需要ICW4OUT 20H,ALMOV AL,00001000B ;ICW2：類(lèi)型號(hào)從08H開(kāi)始OUT 21H,ALMOV AL,00000001B ;ICW4：完全嵌套方式,非緩沖,非自動(dòng)結(jié)束OUT 21H,AL8259A初始化編程實(shí)例（2）【例7-2】IBMPC/AT機(jī)中使用兩片8259A管理中斷，硬件連線如圖7?13所示。主片的要求是：●

主片的IR2接從片的INT端?！裰髌袛嘈盘?hào)為邊沿觸發(fā)方式?！窦?jí)聯(lián)但無(wú)緩沖?！衿鹗贾袛囝?lèi)型號(hào)為08H(IR0)?！裾５闹袛嘟Y(jié)束，選擇特殊的全嵌套方式。● 級(jí)聯(lián)方式要ICW3和ICW4。從片的要求是：●從片的INT接主片的IR2?！駨钠鹗贾袛囝?lèi)型號(hào)為70H?！窦?jí)聯(lián)方式要ICW3和ICW4。返回返回主片8259A初始化MOVAL,00010001B ;ICW1:邊沿,ICW4,ICW3OUT20H,AL ;寫(xiě)入ICW1(A0=0地址端口）MOVAL,00001000B ;ICW2:IR0中斷類(lèi)型號(hào)為08HOUT21H,AL ;寫(xiě)入ICW2(A0=1地址端口）MOVAL,00000100B ;ICW3:主片IR2接從片INTOUT21H,AL ;寫(xiě)入ICW3(A0=1地址端口）MOVAL,00010001B ;ICW4:非緩沖,正常中斷結(jié)束 ;特殊全嵌套方式，主片OUT21H,AL

;寫(xiě)入ICW4(A0=1地址端口）返回從片8259A初始化MOVAL,00010001B ;ICW1:邊沿,ICW4,ICW3OUT0A0H,AL ;寫(xiě)入ICW1MOVAL,01110000B ;ICW2:IR0中斷類(lèi)型號(hào)為70HOUT0A1H,AL ;寫(xiě)入ICW2

MOVAL,00000010B ;ICW3:從片接主片的IR2OUT0A1H,AL ;寫(xiě)入ICW3MOVAL,00000001B ;ICW4:非緩沖,正常結(jié)束,

;非特殊全嵌套方式，從片OUT0A1H,AL ;寫(xiě)入ICW4返回7.3.68259A的操作命令字及應(yīng)用中斷屏蔽命令字OCW1控制中斷和優(yōu)先級(jí)循環(huán)的操作命令字OCW2屏蔽查詢狀態(tài)命令字OCW3返回中斷屏蔽命令字OCW1（IMR）

Mi=1表示對(duì)應(yīng)的IRi中斷源被屏蔽，Mi=0則取消屏蔽（i=0,1,2,3,4,5,6,7）。要求寫(xiě)入8259A的A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D0M7M6M5M4M3M2M1M0返回OCW1的應(yīng)用某系統(tǒng)中有3個(gè)中斷源，分別連接到8259A的IR0、IR2和IR3上。若系統(tǒng)中8259A的偶地址為80H，奇地址為81H。則屏蔽字為：MOVAL,11110010B ;為0的位允許中斷,為1的位中斷被屏蔽OUT81H,AL若系統(tǒng)中再增加一個(gè)IR1中斷請(qǐng)求IN AL,81HANDAL,11111101B ;只將OCW1中的D1位清“0”O(jiān)UT81H,AL當(dāng)IR1的所有中斷全部完成后IN AL,81HOR AL,00000010B ;只將OCW1中的D1位置“1”，OUT81H,AL控制中斷和優(yōu)先級(jí)循環(huán)的操作命令字OCW2

R：優(yōu)先級(jí)循環(huán)位，R=1為循環(huán)優(yōu)先。SL：指定IRi級(jí)別位。SL=1時(shí)L2~L0有效。EOI：中斷結(jié)束命令位，1=中斷結(jié)束L2～L0：編碼指定IRi注意：要求寫(xiě)入8259A的A0=0的端口D7D6D5D4D3D2D1D0RSLEOI00L2L1L0返回屏蔽查詢狀態(tài)命令字OCW3

各位含義： ESMM：特殊屏蔽允許,1有效。 SMM：特殊屏蔽位，1有效。 P：管理查詢方式。當(dāng)P=1時(shí)可用作查詢方式

RR：讀寄存器命令位，RR=1讀寄存器IRR和ISR，RR=0禁止讀這兩個(gè)寄存器的內(nèi)容。

RIS：寄存器選擇位，RR=1時(shí)且RIS=0讀IRR寄存器，RIS=1讀ISR寄存器的內(nèi)容。要求寫(xiě)入8259A的A0=0的端口D7D6D5D4D3D2D1D00ESMMSMM01PRRRIS返回8259的查詢方式除了在中斷方式外，8259A可工作在查詢方式。查詢方式工作如下：1）CLI關(guān)中斷2）寫(xiě)OCW3使P=1（命令字=0CH）進(jìn)入查詢方式3）讀取查詢狀態(tài)（A0=0端口）判斷I值： I=1有中斷，W2W1W0為當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)的編碼。I----W2W1W0D7D6D5D4D3D2D1D0返回操作命令編程實(shí)例MOVAL,11110000B;主片OCW1,屏蔽IR4,5,6,7OUT21H,AL ;寫(xiě)入主片的OCW1MOVAL,10000001B;從片OCW1:屏蔽IR0和IR7OUT0A1H,AL;寫(xiě)入從片的OCW1MOVAL,00100000B;OCW2:結(jié)束最高中斷,清ISR相應(yīng)

;位,即發(fā)普通中斷結(jié)束命令OUT0A0H,AL ;先向從片發(fā)中斷結(jié)束命令OUT20H,AL ;后向主片發(fā)中斷結(jié)束命令返回8259A狀態(tài)的讀取中斷屏蔽寄存器IMR的讀取

讀取IMR只需用一條IN指令 IN AL,21H ；讀主片IMR（A0=1端口）中斷請(qǐng)求寄存器IRR的讀取

MOVAL,0AH ；發(fā)讀取IRR的OCW3命令字 OUT20H,AL ;寫(xiě)入A=0的偶地址端口 IN AL,20H ;讀IRR內(nèi)容到AL中中斷服務(wù)寄存器ISR的讀取

MOVAL,0BH ;發(fā)讀取ISR的OCW3命令 OUT20H,AL ;命令字寫(xiě)入A0=0的端口 IN AL,20H ;讀ISR內(nèi)容到AL中返回7.4 中斷應(yīng)用舉例【例7-3】假設(shè)某應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)一組8位開(kāi)關(guān)的狀態(tài)控制8個(gè)發(fā)光二極管，某開(kāi)關(guān)閉合對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。要求8個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)全部設(shè)置完成后，才能點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管，當(dāng)開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)為0FFH時(shí)，程序結(jié)束。完成軟硬件設(shè)計(jì)。1、硬件電路設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)和發(fā)光二極管是最基本的輸入輸出設(shè)備，開(kāi)關(guān)可直接通過(guò)三態(tài)緩沖器74LS244與CPU的數(shù)據(jù)總線相連，發(fā)光二極管通過(guò)鎖存器74LS273與總線相連。要求8個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)全部設(shè)置完成后，才能點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的發(fā)光