2011年微機(jī)原理與接口技術(shù)-課件3-8第4章中斷系統(tǒng)

第4章微型計(jì)算機(jī)的中斷系統(tǒng)4.1中斷原理4.28086CPU中斷系統(tǒng)4.3可編程中斷控制器8259A4.4中斷方式輸入輸出4.1中斷原理4.1.1中斷的基本概念1．中斷

由于某個(gè)事件的發(fā)生，CPU暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行處理該事件的一個(gè)程序。該程序執(zhí)行完成后，CPU接著執(zhí)行被暫停的程序。這個(gè)過(guò)程稱為中斷。2．中斷源引發(fā)中斷的事件稱為中斷源內(nèi)部中斷（在CPU內(nèi)部的中斷源）：程序異常（運(yùn)算溢出等），陷阱中斷（例如，單步運(yùn)行程序等），軟件中斷（執(zhí)行特殊指令）等。外部中斷（發(fā)生在CPU外部的中斷）：外部故障（電源故障，存儲(chǔ)器讀寫校驗(yàn)錯(cuò)）外部事件（定時(shí)時(shí)間到，外部特殊信號(hào)）IO事件（外部設(shè)備完成一次IO操作，請(qǐng)求數(shù)據(jù)傳輸）3．中斷類型

用若干位二進(jìn)制表示的中斷源的編號(hào)。4．中斷斷點(diǎn)

由于中斷的發(fā)生，某個(gè)程序被暫停執(zhí)行。 該程序中即將執(zhí)行，由于中斷沒有被執(zhí)行的那條指令的地址稱為中斷斷點(diǎn)，簡(jiǎn)稱斷點(diǎn)。5．中斷服務(wù)程序

處理中斷事件的程序段稱為中斷服務(wù)程序。

如：故障中斷服務(wù)程序，輸入輸出中斷服務(wù)程序。 不同類型的中斷需要不同的中斷服務(wù)程序。 中斷服務(wù)程序不同于一般的子程序：子程序由某個(gè)程序調(diào)用，它的調(diào)用是由程序設(shè)定的，

它的執(zhí)行時(shí)間是確定的。中斷服務(wù)程序由某個(gè)事件引發(fā)，它的執(zhí)行一般是隨

機(jī)的，不確定的。

6．中斷系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的中斷功能而配置的相關(guān)硬件、軟件的集合稱為中斷系統(tǒng)。4.1.2中斷工作方式的特點(diǎn)1.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。2.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。4．多道程序或多重任務(wù)的運(yùn)行

在操作系統(tǒng)的調(diào)度下，運(yùn)行多道程序或多重任務(wù)。4.1.3中斷管理1.對(duì)中斷全過(guò)程的控制中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU能決定是否響應(yīng)這一中斷。若允許響應(yīng)這個(gè)中斷請(qǐng)求，CPU在保護(hù)斷點(diǎn)后，將控制轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序去中斷處理完，CPU返回到斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。2.中斷源的識(shí)別

軟件識(shí)別：響應(yīng)中斷后，CPU進(jìn)入中斷處理程序。在這個(gè)程序里，CPU逐個(gè)查詢各中斷源的狀態(tài)，確

定是哪一個(gè)設(shè)備申請(qǐng)了中斷。硬件識(shí)別：響應(yīng)中斷后，CPU進(jìn)入一個(gè)“中斷響應(yīng)周期”。在這個(gè)周期里，申請(qǐng)中斷的設(shè)備向CPU發(fā)送它的中斷類型。3．中斷的優(yōu)先權(quán)

優(yōu)先權(quán)：有多個(gè)中斷源同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU

響應(yīng)中斷的優(yōu)先次序。（1）軟件查詢法（2）分類申請(qǐng)法（3）鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)——菊花鏈法（4）可編程中斷控制器——“向量”優(yōu)先權(quán)排隊(duì)圖4-1菊花鏈中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)電路4.中斷嵌套CPU在處理中斷過(guò)程中，如果出現(xiàn)了級(jí)別更高的中斷

請(qǐng)求，CPU停止執(zhí)行低級(jí)中斷的處理程序而去優(yōu)先處

理高級(jí)中斷。等高級(jí)中斷處理完畢后，再接著執(zhí)行低級(jí)的未處理完

的程序。這種中斷處理方式稱為多重（級(jí)）中斷或中斷嵌套。CPU在響應(yīng)中斷時(shí)已將IF清零，一定要在中斷處理程

序中加入開中斷指令，才有可能進(jìn)行中斷嵌套。中斷嵌套

4.1.4中斷過(guò)程1．中斷源請(qǐng)求中斷（1）外部中斷源

由外部硬件產(chǎn)生可屏蔽或不可屏蔽中斷的請(qǐng)求信號(hào)；（2）內(nèi)部中斷源

在程序運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了指令異常或其他情況。（3）中斷屏蔽

CPU用程序的方法允許某些中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求，而禁止某些中斷源請(qǐng)求中斷在外設(shè)的接口內(nèi)增設(shè)一個(gè)中斷屏蔽觸發(fā)器

Q=0時(shí)，中斷請(qǐng)求不能發(fā)往INTR；適當(dāng)?shù)卦O(shè)定中斷屏蔽觸發(fā)器的狀態(tài)，可以控制中斷

請(qǐng)求信號(hào)是否能夠送到INTR端2．中斷響應(yīng)

（1）響應(yīng)可屏蔽中斷必須同時(shí)具備以下條件：CPU處于允許中斷狀態(tài)（IF=1）；沒有不可屏蔽中斷請(qǐng)求和總線請(qǐng)求;當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束。（2）響應(yīng)不可屏蔽中斷必須同時(shí)滿足以下條件：

沒有總線請(qǐng)求；當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束。（3）響應(yīng)內(nèi)部中斷的條件：當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束。CPU接受中斷請(qǐng)求后轉(zhuǎn)入中斷響應(yīng)周期：（1）識(shí)別中斷源，取得中斷源的中斷類型；（2）將標(biāo)志寄存器FLAGS和CS、IP（斷點(diǎn)）先后壓入

堆棧保存；（3）清除自陷標(biāo)志位TF和中斷允許標(biāo)志位IF；（4）獲得相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)

程序。中斷響應(yīng)周期圖4-3中斷過(guò)程3．中斷服務(wù)

（1）保護(hù)現(xiàn)場(chǎng):保護(hù)中斷服務(wù)時(shí)要使用的寄存器(壓棧)；（2）開中斷:中斷服務(wù)時(shí)能響應(yīng)更高級(jí)的中斷請(qǐng)求；（3）中斷處理：執(zhí)行輸入輸出或非常事件的處理；（4）關(guān)中斷:恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)不被新的中斷打擾；（5）恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng):將堆棧中保存的內(nèi)容彈出；（6）中斷返回：通過(guò)中斷返回指令,彈出IP,CS,FLAGS，

程序回到被中斷的地址，恢復(fù)中斷前的狀態(tài)。4.28086CPU中斷系統(tǒng)4.2.18086的中斷類型中斷類型：用8位二進(jìn)制表示，可以有256個(gè)不同的中斷;中斷請(qǐng)求輸入引腳：NMI、INTR;中斷優(yōu)先級(jí)：

INT0(除法溢出）→溢出中斷（INTO）→INTn指令

→NMI→INTR→單步中斷。圖4-48086CPU中斷1.可屏蔽中斷

IF=0時(shí)，CPU不響應(yīng)INTR的中斷請(qǐng)求;

IF=1時(shí)，CPU響應(yīng)INTR的中斷請(qǐng)求。 用STI指令使IF=1，稱為開中斷；

用CLI指令使IF=0，稱為關(guān)中斷。 系統(tǒng)復(fù)位后，或CPU響應(yīng)了任何一種中斷后，都會(huì)使

IF=0。

應(yīng)使用STI指令使IF=1，確保中斷開放。 可屏蔽中斷源由8259A統(tǒng)一管理，每片8259A可以接

受8個(gè)外部設(shè)備的中斷請(qǐng)求。2．不可屏蔽中斷

NMI接收上升沿觸發(fā)的中斷請(qǐng)求信號(hào); 輸入脈沖應(yīng)大于兩個(gè)時(shí)鐘周期;

CPU對(duì)NMI中斷請(qǐng)求的響應(yīng)，不受中斷允許 標(biāo)志位

IF控制; NMI中斷類型碼固定為2。3．內(nèi)部中斷

（1）除法溢出中斷（n=0）：

除數(shù)為零或商超過(guò)寄存器所能表達(dá)的范圍。（2）單步中斷（n=1）：

TF=1，每執(zhí)行完一條指令產(chǎn)生一次中斷。

用于實(shí)現(xiàn)單步操作，是強(qiáng)有力的調(diào)試手段。（3）斷點(diǎn)中斷（n=3）：

INT3指令產(chǎn)生一個(gè)中斷類型碼為3的斷點(diǎn)中斷。（4）INTO指令（n=4）：

OF=1，則INTO指令引起類型碼為4的內(nèi)部中斷；

OF=0，此指令不起作用，程序順序執(zhí)行。（5）INTn指令中斷向量：中斷服務(wù)程序的入口地址；8086的中斷向量表從內(nèi)存00000H開始存放；每個(gè)中斷向量占用4個(gè)字節(jié)；中斷服務(wù)程序入口的偏移地址存入兩個(gè)低地址字節(jié)，

入口的段基址存入兩個(gè)高地址字節(jié)；256個(gè)中斷向量占用00000H~003FFH共1024個(gè)字節(jié)。4.2.28086的中斷向量表圖4-58086的中斷向量表AH=35HAL=中斷類型

INT21H →把原有的中斷向量送ES:BX

AH=25HAL=中斷類型DS:DX=中斷向量

INT21H →把新的中斷向量送中斷向量表

1.不可屏蔽中斷NMI不受CPU內(nèi)部中斷允許標(biāo)志IF的約束，優(yōu)先權(quán)高于INTR;中斷類型號(hào)2；采用邊沿觸發(fā)（上升沿）方式（1）標(biāo)志寄存器壓入堆棧（2）清除IF標(biāo)志和TF標(biāo)志（3）保存斷點(diǎn)，把斷點(diǎn)處的CS和IP內(nèi)容先后壓入堆棧（4）取出中斷服務(wù)程序的入口地址，送入IP和CS（5）進(jìn)入中斷服務(wù)程序用途：主板上RAM奇偶錯(cuò)，I/O通道中的奇偶校驗(yàn)錯(cuò)，

8087協(xié)處理器異常中斷。4.2.38086對(duì)外部中斷的響應(yīng)2．可屏蔽中斷INTR

外設(shè)的中斷請(qǐng)求首先送到8259A，按照中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì);電平觸發(fā)方式，高電平有效。響應(yīng)過(guò)程：第一個(gè)INTA總線周期，通知外部做好準(zhǔn)備；第二個(gè)INTA總線周期，從外部獲取中斷類型號(hào)；執(zhí)行總線寫周期，把FLAGS壓入堆棧，并清除IF，TF；執(zhí)行總線寫周期，把CS內(nèi)容壓棧；執(zhí)行總線寫周期，把IP內(nèi)容壓棧；執(zhí)行總線讀周期，中斷服務(wù)程序入口偏移地址送入IP；

執(zhí)行總線讀周期，中斷服務(wù)程序入口段基址送入CS。4.3可編程中斷控制器8259A接收8路外部中斷請(qǐng)求，通過(guò)級(jí)聯(lián)可以擴(kuò)展至64級(jí)；優(yōu)先權(quán)排隊(duì)和控制，優(yōu)先權(quán)方式可選；中斷嵌套功能；向CPU提供中斷類型號(hào)；對(duì)每一級(jí)編程進(jìn)行屏蔽或開放。4.3.18259A的基本功能DB7~DB0：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線;IR7~IR0：外設(shè)向8259A發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸入。A0： 地址線，輸入，用于選擇內(nèi)部端口。CS#：片選信號(hào)，輸入、低電平有效。RD#：讀信號(hào)，輸入、低電平有效。WR#：寫信號(hào)，輸入、低電平有效。INITA#：中斷響應(yīng)信號(hào)，輸入、低電平有效。INT：中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸出、高電平有效。CAS2~CAS0：雙向的級(jí)聯(lián)線。SP/EN：主從設(shè)備設(shè)定/緩沖器讀寫控制，雙向雙功能4.3.28259A引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4-68259A引腳圖4-78259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.中斷請(qǐng)求寄存器IRR

鎖存外部設(shè)備送來(lái)的IR7~IR0中斷請(qǐng)求信號(hào);中斷請(qǐng)求線變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，IRR中與之對(duì)應(yīng)的一位被置1;寄存器的內(nèi)容可以被CPU讀出。3.中斷屏蔽寄存器IMR

記錄對(duì)每一級(jí)中斷的屏蔽信號(hào)；置1時(shí)，對(duì)應(yīng)的外部中斷請(qǐng)求線被屏蔽；設(shè)置IMR起到改變中斷請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)的效果。4.中斷服務(wù)狀態(tài)寄存器ISR

記錄當(dāng)前正在被服務(wù)的所有中斷級(jí);CPU響應(yīng)IRi中斷請(qǐng)求，ISR中對(duì)應(yīng)第i位置1;中斷處理結(jié)束前，要使用指令清除這一位;寄存器可以被CPU讀出。5．優(yōu)先權(quán)處理器

識(shí)別和管理各中斷請(qǐng)求信號(hào)的優(yōu)先級(jí)別;多個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，優(yōu)先權(quán)處理器根據(jù)

控制邏輯規(guī)定的優(yōu)先級(jí)規(guī)則和IMR的內(nèi)容來(lái)判斷這

些請(qǐng)求信號(hào)的最高優(yōu)先級(jí)。6．控制邏輯

初始化命令字寄存器ICW1~ICW4： 在系統(tǒng)初始化時(shí)置入，工作過(guò)程中保持不變。操作命令字寄存器OCW1~OCW3： 工作過(guò)程中根據(jù)需要設(shè)定。7．?dāng)?shù)據(jù)總線緩沖器

8位的雙向三態(tài)緩沖器，是8259A與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。8．讀/寫控制邏輯

接收、執(zhí)行CPU的讀/寫命令。9．級(jí)聯(lián)緩沖/比較器

在級(jí)聯(lián)方式的主/從結(jié)構(gòu)中，用來(lái)控制8259A的級(jí)聯(lián)。緩沖器：SP/EN輸出低電平時(shí)，開啟雙向緩沖器。級(jí)聯(lián)比較器：

主8259A：用CAS2~CAS0輸出被選中從片代碼；

從8259A:接收主器件送來(lái)的從片選擇代碼1．8259A的工作過(guò)程（1）中斷源在IR0～I(xiàn)R7上產(chǎn)生中斷請(qǐng)求;（2）中斷請(qǐng)求被鎖存，經(jīng)IMR“屏蔽”，送優(yōu)先權(quán)電路判優(yōu);（3）控制邏輯接收中斷請(qǐng)求，向CPU輸出INT信號(hào);（4）CPU接受8259A的INT信號(hào)，進(jìn)入連續(xù)兩個(gè)INTA周期。（5）優(yōu)先權(quán)電路將最高優(yōu)先權(quán)對(duì)應(yīng)ISR中的位置位；（6）第二個(gè)INTA周期把中斷類型號(hào)輸出到數(shù)據(jù)總線；（7）CPU讀取中斷類型號(hào)，轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷處理程序。（8）中斷處理結(jié)束前，向8259A發(fā)送EOI（中斷結(jié)束）命

令，使ISR相應(yīng)位復(fù)位，本次中斷到此結(jié)束。4.3.38259A的工作方式2．8259A的優(yōu)先權(quán)管理

（1）固定優(yōu)先級(jí)

中斷源的優(yōu)先級(jí)由它所連接的引腳編號(hào)決定;

全嵌套方式： 中斷優(yōu)先權(quán)級(jí)別固定，IR0優(yōu)先權(quán)最高，IR7最低。

特殊全嵌套： 接收同一引腳上的第二次中斷請(qǐng)求。（2）循環(huán)優(yōu)先級(jí)

各個(gè)中斷申請(qǐng)具有大體相同的優(yōu)先級(jí)；

有優(yōu)先權(quán)自動(dòng)循環(huán)方式和優(yōu)先權(quán)特殊循環(huán)方式。

3.中斷屏蔽方式（1）普通屏蔽方式通過(guò)將中斷屏蔽字寫入IMR實(shí)現(xiàn)；寫入某位為“1”，對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求被屏蔽；為“0”開放。（2）特殊屏蔽方式采用特殊屏蔽方式并用屏蔽字對(duì)IMR中某一位置“1”，

會(huì)同時(shí)使ISR中對(duì)應(yīng)位清“0”。對(duì)屏蔽位的設(shè)置部分地改變了中斷優(yōu)先權(quán)。4.中斷結(jié)束方式中斷結(jié)束命令（EOI）:

將ISR中的相應(yīng)位清“0”，表示中斷處理結(jié)束。（1）自動(dòng)中斷結(jié)束方式（AEOI）

8259A在第二個(gè)中斷響應(yīng)周期INTA信號(hào)的后沿，自動(dòng)

將ISR中被響應(yīng)中斷級(jí)的對(duì)應(yīng)位清“0”。（2）非自動(dòng)中斷結(jié)束方式（EOI）從中斷服務(wù)程序返回前，在程序里向8259A輸出一個(gè)中

斷結(jié)束命令（EOI），把ISR對(duì)應(yīng)位清“0”。一般的中斷結(jié)束方式：由8259A自動(dòng)選擇優(yōu)先權(quán)最高的位。特殊的中斷結(jié)束命令：指令內(nèi)指明要清除ISR中的某一位。注意!

在非自動(dòng)中斷結(jié)束方式下，如果在程序里忘了發(fā)送中斷結(jié)束命令，那么，8259A將不再響應(yīng)這個(gè)中斷以及比它級(jí)別低的中斷請(qǐng)求。5.8259A查詢工作方式工作在程序查詢方式時(shí)，8259A不向CPU發(fā)INT信號(hào)；CPU通過(guò)查詢8259A了解有無(wú)中斷；如果有中斷發(fā)生，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的服務(wù)程序。設(shè)置查詢方式的過(guò)程：關(guān)閉中斷；用輸出指令把“查詢方式命令字”送到8259A；對(duì)8259A執(zhí)行一條輸入指令，讀取查詢字查詢字格式為:IXXXXW2WlW0I=1，有中斷請(qǐng)求，W2WlW0為最高優(yōu)先級(jí)編碼。初始化命令字：在系統(tǒng)初始化時(shí)寫入；用來(lái)設(shè)定8259的基本工作方式。操作命令字：在初始化后的任何時(shí)刻寫入8259A；用來(lái)動(dòng)態(tài)地控制8259A的操作。4.3.48259A的編程圖4-81.初始化命令字ICW（1）初始化命令字ICWl注意！向8259A送入一條A0=0、D4＝1的命令（ICW1）:

啟動(dòng)8259A的初始化過(guò)程，相當(dāng)于RESET信號(hào)的作用，自動(dòng)完成下列操作：清除中斷屏蔽寄存器IMR；設(shè)置以IR0為最高優(yōu)先級(jí)，IR7為最低優(yōu)先級(jí)的全嵌

套方式;固定中斷優(yōu)先權(quán)排序。圖4-9（2）初始化命令字ICW2圖4-10（3）初始化命令字ICW3（主片）圖4-11（3）初始化命令字ICW3（從片）圖4-12（4）初始化命令字ICW4（5）8259A初始化按以下順序?qū)?259A初始化：?jiǎn)纹?259A：ICW1、ICW2、ICW4級(jí)聯(lián)方式：ICW1、ICW2、ICW3、ICW4注意：級(jí)聯(lián)方式下，每一片8259A都要獨(dú)立地按上

面順序?qū)懭氤跏蓟钭?。單片工作，邊沿觸發(fā)，全嵌套；中斷類型08H~0FH，端口地址20H，21H；非緩沖方式，非中斷自動(dòng)結(jié)束，非特殊全嵌套方式；初始化程序：

MOV AL,00010011B OUT 20H,AL ;ICW1：?jiǎn)纹?，邊沿觸發(fā) MOV AL,00001000B OUT 21H,AL ;ICW2：中斷類型08H~0FH MOV AL,00000001B OUT 21H,AL ;ICW4：非中斷自動(dòng)結(jié)束IBM-PC微型計(jì)算機(jī)內(nèi)8259A的工作方式例：二片8259A進(jìn)行級(jí)聯(lián)，邊沿觸發(fā)，非緩沖方式，非自動(dòng)中斷結(jié)束，CAS0~CAS2互連。主片初始化程序：

MOV AL, 00010001BOUT 20H, AL ;ICW1:邊沿觸發(fā)，級(jí)聯(lián)MOV AL, 00001000BOUT 21H, AL ;ICW2:中斷類型08H~0FHMOV AL, 00000100BOUT 21H, AL ;ICW3:IR2連有從片MOV AL, 00010001B ;ICW4:特殊全嵌套，非緩沖

OUT 21H, AL ;ICW4:非自動(dòng)中斷結(jié)束圖4-138259A的級(jí)聯(lián)

從片初始化程序：

MOVAL, 00010001BOUT0A0H,AL ;ICW1:邊沿觸發(fā)，級(jí)聯(lián)MOVAL,01110000BOUT0A1H,AL ;ICW2:中斷類型70H~77HMOVAL,00000010BOUT0A1H,AL ;ICW3:INT引腳連主片IR2MOVAL,00000001B ;ICW4:非自動(dòng)中斷結(jié)束OUT0A1H,AL ;ICW4:非特殊全嵌套,非緩沖2．操作命令字OCW對(duì)8259A預(yù)置完畢后:8259A進(jìn)入設(shè)定的工作狀態(tài);準(zhǔn)備接收由IR輸入的中斷請(qǐng)求信號(hào);按固定優(yōu)先級(jí)（缺省方式）來(lái)管理中斷請(qǐng)求。運(yùn)行中可以寫入操作控制字，對(duì)8259A管理中斷的方式進(jìn)行修改和設(shè)定。有OCW1、OCW2和OCW3三個(gè)操作控制字；OCW按需要選擇寫入，沒有固定順序。圖4-14（1）操作控制字OCWl例：需要屏蔽IR4的中斷輸入，同時(shí)不改變其他中斷輸入的屏蔽狀態(tài)，可以用如下的三條指令實(shí)現(xiàn)： IN AL,21H ；取屏蔽寄存器當(dāng)前值 OR AL,00010000B ；將D4位置1 OUT 21H,AL ；寫回改變后的屏蔽字反之，需要清除對(duì)IR2的中斷屏蔽： IN AL,21H ；取屏蔽寄存器當(dāng)前值 AND AL,11111011B ；將D2位清0 OUT 21H,AL ；寫回改變后的屏蔽字操作控制字OCW1應(yīng)用圖4-15（2）操作控制字OCW2一般的中斷結(jié)束命令： MOV AL, 20H OUT 20H, AL操作控制字OCW2應(yīng)用圖4-16（3）操作控制字OCW3OCW3用途：設(shè)置/清除特殊屏蔽命令發(fā)出讀寄存器命令：設(shè)置RR=1，RIS=0后，用IN指令讀偶端口，可以將

IRR讀入CPU。設(shè)置RR=1，RIS=1后，用IN指令讀偶端口，可以將

ISR讀入CPU。操作控制字OCW3應(yīng)用發(fā)出查詢命令；設(shè)置P=1后，用IN指令讀偶端口，可以將中斷查詢字

讀入CPU：

IXXXXW2WlW0I=1表示有中斷請(qǐng)求，W2WlW0表示請(qǐng)求服務(wù)的最高

優(yōu)先級(jí)編碼。注意：設(shè)置了P=1的查詢命令后，8259A不再通過(guò)INT引腳向

CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求。要取消查詢方式，可以再次發(fā)出OCW3，并使P=0。操作控制字OCW3應(yīng)用例：BIOS中讀取ISR寄存器的程序段： MOV AL，00001011B ;OCW3命令字（讀ISR） OUT 20H，AL ;寫入OCW3端口 NOP ；延時(shí) IN AL，20H ；將ISR內(nèi)容送入AL MOV AH，AL ；將ISR內(nèi)容轉(zhuǎn)存入AH OR AL，AH ；是全0否? JNZ AW-INT ；否，轉(zhuǎn)硬件中斷程序 ……操作控制字OCW3應(yīng)用4.4中斷方式輸入輸出4.4.1中斷方式IO接口中斷方式輸入過(guò)程：外部設(shè)備輸入數(shù)據(jù)；中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置位；接口向CPU申請(qǐng)中斷；CPU響應(yīng)中斷，中斷請(qǐng)求觸發(fā)器被復(fù)位；CPU在中斷服務(wù)程序中讀取數(shù)據(jù)。圖4-17中斷方式輸入接口中斷屏蔽觸發(fā)器的作用：控制外設(shè)接口的中斷請(qǐng)求信號(hào)能否發(fā)送給CPU。中斷屏蔽觸發(fā)器可以看作該接口控制寄存器的一位圖4-17是不完整的：沒有給出中斷屏蔽觸發(fā)器的寫入電路；解決中斷優(yōu)先權(quán)的電路；向CPU發(fā)送中斷類型號(hào)的電路。圖4-18中斷方式下，完整的輸入輸出程序應(yīng)由二個(gè)程序模塊配合完成：主程序：

完成輸入輸出所需要的“初始化”工作和結(jié)束工作；中斷服務(wù)程序：

完成數(shù)據(jù)傳輸和輸入輸出控制工作。4.4.2中斷方式輸入輸出程序設(shè)計(jì)1.主程序設(shè)計(jì)（1）CPU初始化：設(shè)置堆棧，設(shè)置中斷向量，開放中斷。（2）中斷控制器8259A的初始化：

選擇工作方式，設(shè)置優(yōu)先級(jí)、清除屏蔽位等。（3）接口的初始化：設(shè)置接口工作方式，設(shè)置中斷開放位等。（4）中斷服務(wù)程序的初始化：

設(shè)置中斷服務(wù)程序使用的緩沖區(qū)指針，計(jì)數(shù)器，狀態(tài)位等。注意：中斷服務(wù)程序的指針、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)位等只能存放在

內(nèi)存單元。對(duì)于輸出過(guò)程，應(yīng)在主程序中啟動(dòng)第一次輸出。輸入輸出完成之后，主程序要根據(jù)需要做好結(jié)束工作。

如：處理輸入的數(shù)據(jù)，關(guān)閉中斷等。2.中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)

保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)：

把所有中斷服務(wù)程序里使用、會(huì)改變值的寄存器壓入

堆棧。

開放中斷：

允許CPU響應(yīng)優(yōu)先級(jí)更高、更緊急的中斷。

輸入輸出處理：

關(guān)閉中斷：

關(guān)閉中斷可以避免不必要的中斷嵌套，發(fā)EOI命令。

恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)：

按照“先進(jìn)后出”的原則，恢復(fù)各寄存器的內(nèi)容。

中斷返回：

用IRET指令返回被中斷的程序。中斷服務(wù)程序應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：中斷服務(wù)程序要短小精悍，運(yùn)行時(shí)間短，執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序的時(shí)間要大大少于二次中斷的時(shí)間間隔。對(duì)于耗費(fèi)時(shí)間多的數(shù)據(jù)處理工作，應(yīng)交由主程序完成。一般的情況下，應(yīng)避免在中斷服務(wù)程序內(nèi)進(jìn)行DOS功能調(diào)用。那樣做，可能產(chǎn)生這些程序的“重入”。DOS功能調(diào)用程序不具備重入功能，會(huì)產(chǎn)生難以預(yù)料的結(jié)果。需要進(jìn)行控制臺(tái)IO操作可以使用BIOS調(diào)用。在輸入輸出處理完成后，一定要向8259A發(fā)送中斷結(jié)束命令（EOI）。如果是級(jí)聯(lián)的8259A的從片上的中斷，則需要向主片和從片分別發(fā)送中斷結(jié)束命令。否則，該設(shè)備的下一次中斷就不能被響應(yīng)，比它級(jí)別低的中斷從此也不能被響應(yīng)。

一個(gè)完整的中斷方式輸入程序設(shè)：數(shù)據(jù)端口地址為240H使用8259A的IR3引腳申請(qǐng)中斷，中斷類型0BH8259A端口地址為20H，21H輸入以“回車”字符表示結(jié)束。4.4.3中斷方式應(yīng)用DATA SEGMENTIN_BUFFER DB 100DUP（？） ；接收緩沖區(qū),假設(shè)一次輸入不超過(guò)100字節(jié)IN_POINTER DW ？ ；接收緩沖區(qū)指針DONE DB 0 ；完成標(biāo)志，=1表示輸入已完成DATA ENDS數(shù)據(jù)段定義CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATABEGIN: MOV AX, SEGIN_INTR ；IN_INTR是中斷服務(wù)程序入口 MOV DS, AX LEA DX, IN_INTR MOV AX, 250BH ；AH中為功能號(hào)，AL中為中斷類型 INT 21H ；裝載0BH中斷向量 MOV AX, DATA MOV DS, AX；裝載數(shù)據(jù)段段基址主程序（1） MOV IN_POINTER,OFFSETIN_BUFFER ；設(shè)置指針初值 MOV DONE, 0 ；設(shè)置完成標(biāo)志為“未完成” IN AL, 21H AND AL, 11110111B OUT 21H, AL ；清除IR3的屏蔽位 STI ；開放中斷W: CMP DONE,0 JZ W ；等待完成 ..... ；結(jié)束處理 MOV AX, 4C00H INT 21H主程序（2）IN_INTR PROC FAR PUSH DS ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH AX PUSH BX PUSH DX STI ；開放中斷，允許響應(yīng)更高級(jí)中斷 MOV AX, DATA MOV DS, AX ;在中斷服務(wù)程序中重新裝載DS寄存器 MOV BX, IN_POINTER；裝載緩沖區(qū)指針 MOV DX, 240H

輸入中斷服務(wù)程序（1） IN AL, DX ；從輸入設(shè)備讀取一個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)清除中斷請(qǐng)求