第八章-中斷及異常-4

中斷程序設計一、中斷向量的保存、設置和恢復二、軟中斷程序設計三、可屏蔽硬中斷程序設計四、問題討論一、中斷向量的保存、設置和恢復1.保存中斷向量(35H功能)入口參數(shù)AL=要保存向量的中斷類型號N功能號AH=35H類型號21H出口參數(shù)BX=(0:N×4)

ES=(0:N×4+2)實現(xiàn)功能將類型號N的中斷向量保存在ES、BX中方法一:用堆棧保存中斷向量MOVAL,09H;取中斷向量

MOVAH,35HINT21HPUSHES;用堆棧保存PUSHBX

例1保存09H類型的中斷向量 (如何保存(ES),(BX))方法二:用變量保存中斷向量save_csDW? ;定義變量save_ipDW?

MOVAX,SEGsave_csMOVDS,AXMOVAL,09H ;取中斷向量MOVAH,35HINT21HMOVsave_cs,ES ;用變量保存MOVsave_ip,BX

入口參數(shù)AL=要設置向量的中斷類型號NDS:DX=中斷子程的入口地址(中斷向量)功能號AH=25H類型號21H出口參數(shù)無

實現(xiàn)功能將類型N的中斷向量設置在向量表中,即(0:N×4)=類型N中斷子程入口地址的偏移值(0:N×4+2)=類型N中斷子程入口地址的段值2.設置中斷向量(25H功能)例2設置中斷子程Sound的中斷向量，類型號為60HcodeSEGMENTASSUMECS:codestart:MOVAX,SEGsoundMOVDS,AXMOVDX,OffsetsoundMOVAL,60HMOVAH,25HINT21H

MOVAH，4CHINT21H;中斷子程soundPROC

IRETsoundENDPcodeENDSENDstart二、軟中斷程序設計軟中斷子程與子程序的編寫類似,其不同點在于：1．子程用CALL指令調(diào)用；中斷子程用INT指令調(diào)用2．子程用RET指令返回；中斷子程用IRET指令返回3．CALL指令直接用過程名做操作數(shù),即由過程名提供子程的入口地址INT指令由類型號N到中斷向量表中固定的單元獲得中斷子程的入口地址

對比軟中斷程序與子程序的編寫其不同點在于：1.應在主程中將中斷子程的入口地址(中斷向量)放入中斷向量表中。（可用25H系統(tǒng)功能完成）2.主程中用INT指令調(diào)用中斷子程3.中斷子程應用IRET返回.例3：用子程編寫和用一個60H類型的中斷子程編寫，功能是將BX寄存器的內(nèi)容以16進制形式顯示出來。listPROC;子程

MOVCH,4MOVCL,4next:ROLBX,CLMOVDL,BLANDDL,0FHADDDL,30HCMPDL,39HJLEprintADDDL,07Hprint:MOVAH,2HINT21HDECCHJNZnextRET;子程返回listENDPcodeENDSENDstartcodeSEGMENTASSUMECS:codestart:CALLlist;調(diào)用子程MOVAH,4CHINT21H;返回DOS若用子程編寫：codeSEGMENTASSUMECS:codestart:MOVAX,SEGlist;用25H功能MOVDS,AX;將中斷子程listLEADX,list;的入口地址MOVAL,60H;設置到MOVAH,25H;中斷向量表中INT21HINT60H;調(diào)用中斷子程MOVAH,4CHINT21H;返回DOS

listPROC;中斷子程listMOVCH,4MOVCL,4next:ROLBX,CLMOVDL,BLANDDL,0FHADDDL,30HCMPDL,39HJLEprintADDDL,07Hprint:MOVAH,2HINT21HDECCHJNZnextIRET;中斷返回listENDPcodeENDSENDstart用INT60H中斷子程編寫：三、可屏蔽硬中斷程序設計分三大步驟：1.了解IBMPC/XT系統(tǒng)可屏蔽硬中斷的響應過程,據(jù)連線確定外設中斷申請對應的中斷類型號;2．主程中做好外設發(fā)出中斷申請，CPU能夠響應的準備工作;3．編寫可屏蔽硬中斷子程，完成中斷源請求的任務.1.了解IBMPC/XT系統(tǒng)可屏蔽硬中斷的響應過程,據(jù)連線確定外設中斷申請對應的中斷類型號。例接口的中斷申請連IRQ3類型號0BH接口的中斷申請連IRQ5類型號0DHIRQ2IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7CS8259AA0RDWRD0~D7SP/ENCA0CA1CA2GNDIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7Vcc+5V用于多片8259A級連情況INTAINT數(shù)據(jù)線片選譯碼20~3FHIOWA0總線

IORA5~A9D0~D7INTA

INTR08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH18.2Hz方波鍵盤PC/XT總線在主程序中應做的工作：①CPU關中斷(用CLI置IF=0)②保存原中斷向量(用35H系統(tǒng)功能)③設置中斷向量(用25H系統(tǒng)功能)④設置8259A的中斷屏蔽字,使21H端口對應位為0，允許中斷申請進入優(yōu)先級裁決器⑤CPU開中斷(用STI置IF=1)2．主程中做好外設發(fā)出中斷申請，CPU能夠響應的準備工作。準備工作做好后，此后若該級有中斷申請，則CPU響應中斷，執(zhí)行相應類型的中斷子程。主程在返回DOS前，應恢復原中斷向量。(用25H系統(tǒng)功能)8088INTR主板IF鍵盤18.2Hz方波8259AINT中斷屏蔽寄存器鍵盤中斷申請IR1IR2~IR7IR0當前中斷服務寄存器鍵盤接口IRQ2~IRQ7PC總線外設接口外設08h09h0Ah~0FhIBMPC/XT微機可屏蔽中斷響應過程示意圖①處理中斷源申請任務部分的編寫與普通子程類似②在中斷子程結束前，發(fā)中斷結束命令清除8259A中ISR的記錄；否則，響應一次中斷后,同級中斷和低級中斷將被優(yōu)先級裁決器屏蔽③用IRET中斷返回指令返回主程被中斷處3．編寫硬中斷子程，完成中斷源請求的任務返回DOSCLI關中斷保存原中斷向量設置新中斷向量設置8259A的中斷屏蔽字中斷子程有關量的初始化STI開中斷主程其它工作處理恢復原中斷向量開始主程序保護現(xiàn)場發(fā)中斷結束命令EOI完成中斷源申請的任務恢復現(xiàn)場IRET中斷返回開始中斷子程可屏蔽硬中斷程序流程圖例4利用連接在8259AIR0上的時鐘信號，編寫具有定時功能程序，要求每隔5秒在屏蔽上顯示一個字符’A’。8088INTR主板IF18.2Hz方波8259AINT中斷屏蔽寄存器IR0當前中斷服務寄存器08h時鐘信號連接在IR0上，申請的中斷類型號為08H。時鐘信號是一個頻率為18.2HZ的方波信號,即每秒向8259A發(fā)出18.2次的中斷申請。如果CPU響應該中斷申請，則以每秒18.2次的頻率執(zhí)行08H類型的中斷子程。分析80888259AINTR

IR018.2Hz方波信號INT中斷申請的任務是每5秒顯示一個字符’A’1秒執(zhí)行18.2次，則5秒執(zhí)行18.2×5=91次，只在執(zhí)行到第91次時顯示’A’，其它不顯示。在中斷子程中用一個量來計數(shù)中斷子程被執(zhí)行的次數(shù),即CPU響應IR0中斷申請的次數(shù)。當達到91次，則顯示’A’，并將計數(shù)值清0，重新計數(shù);其它情況只計數(shù)，不顯示’A’。中斷子程的最后應發(fā)中斷結束命令EOI。主程序中斷子程CLI關中斷保存原08H中斷向量設置新08H中斷向量設置8259A的中斷屏蔽字,允許IR0中斷08H中斷子程執(zhí)行次數(shù)初值0STI開中斷主程其它工作處理恢復原08H中斷向量返回DOS開始CX發(fā)中斷結束命令EOI恢復現(xiàn)場IRET中斷返回保存現(xiàn)場開始中斷子程被執(zhí)行一次CX←CX+1NY調(diào)02HDOS功能顯示字符‘A’CX←0重新記數(shù)到91次，即5秒時間到?codeSEGMENTASSUMECS:codestart:CLI;關中斷MOVAL,08HMOVAH,35HINT21H;取系統(tǒng)08H類型中斷向量PUSHES;用堆棧保存PUSHBXPUSHDSMOVDX,OFFSETdisplay;設置08H類型中斷向量MOVAX,SEGdisplayMOVDS,AXMOVAL,08HMOVAH,25HINT21HPOPDS程序清單:INAL,21H;設置8259A中斷屏蔽字，

ANDAL,11111110B;允許IR0中斷OUT21H,ALMOVCX,0;置中斷子程計數(shù)器初值為0STI;CPU開中斷MOVSI,8000H;用雙重循環(huán)延時，w2:MOVDI,8000H;模擬CPU對其他任務的處理w1:DECDI;DI,SI的值可修改,控制主程執(zhí)行時間JNZw1DECSIJNZw2POPDX;恢復系統(tǒng)08H類型中斷向量

POPDSMOVAL,08HMOVAH,25HINT21HMOVAH,4CH;返回DOSINT21H

displayPROC;自編的08H類型中斷子程PUSHAX;保護現(xiàn)場INCCX;執(zhí)行中斷子程一次，計數(shù)值加1CMPCX,91JNZexit;到91次了嗎？未到跳轉(zhuǎn)至exitMOVDL,’A’;到，顯示‘A’MOVAH,02INT21HMOVCX,0;清計數(shù)值為0，重新計時exit:MOVAL,20H;發(fā)中斷結束命令EOIOUT20H,ALPOPAX;恢復現(xiàn)場IRET;中斷返回displayENDPcodeENDSENDstartsys08PROCMOVAX,0040HMOVDS,AXINT1CHMOVAL,20HOUT20H,ALIRETsys08ENDPDOS系統(tǒng)提供的08H類型中斷子程:sys1cPROCIRETsys1cENDPDOS系統(tǒng)提供的1CH類型中斷子程:系統(tǒng)08H類型中斷子程要點:①

進入子程后，修改了DS段寄存器的值；②程序中調(diào)用了1CH類型中斷子程，每執(zhí)行一次08H中斷子程,執(zhí)行一次1CH中斷子程；③程序最后發(fā)中斷結束命令EOIsys08PROCMOVAX,0040HMOVDS,AXINT1CHMOVAL,20HOUT20H,ALIRETsys08ENDP1CH類型是軟中斷，按編寫軟中斷子程方法編寫：①系統(tǒng)08H中斷子程改變DS值，故：1CH中斷子程用到定義的變量，須在子程中給DS賦值。②1CH類型是軟中斷，不需要發(fā)中斷結束命令。1CH類型是系統(tǒng)為用戶保留的定時中斷子程系統(tǒng)1CH中斷子程只有一條中斷返回語句，確保08H中斷子程調(diào)用后能返回。

用戶可通過編寫1CH中斷子程實現(xiàn)具有定時功能的任務sys1cPROCIRETsys1cENDP例5

編寫09H類型的鍵盤中斷子程鍵盤接口鍵盤鍵盤中斷申請8259AIR1INTAINT8088INTRINTA60H端口61H端口8255A應答信號掃描碼輔助電路主板IR018.2Hz方波說明：鍵盤接口通過8259A的IR1發(fā)中斷申請,類型號09H鍵盤接口對按下鍵和釋放鍵都向8259A發(fā)出中斷申請，即若CPU滿足響應條件，對鍵盤上的一個按鍵操作，CPU將執(zhí)行兩次09H類型的中斷子程：按下鍵一次，釋放鍵一次CPU可從60H端口讀取操作鍵的掃描碼， 每個鍵對應有一個掃描碼由掃描碼的D6~D0判斷操作的是哪一個鍵，由掃描碼的D7位判斷是按下鍵，還釋放鍵。D7=1，釋放鍵（斷碼）；D7=0，按下鍵（通碼）鍵盤中斷子程中應發(fā)中斷結束命令在IBMPC/XT機上，

從60H端口讀取掃描碼后，應向鍵盤接口（61H）置應答信號，使鍵盤接口為接收下一個按鍵的掃描碼做好準備。不設應答信號，鍵盤接口不能正常工作。在286以上微機，讀取掃描碼后，可不置鍵盤應答。keyPROCINAL,60H;從60H端口讀入掃描碼PUSHAX;保存堆棧中INAL,61H;置鍵盤應答控制信號：ORAL,80H;先將61H端口的D7位置1OUT61H,ALANDAL,7FH;再將61H端口的D7位置0OUT61H,ALPOPAX;從堆棧中取出掃描碼TESTAL,80H;檢查掃描碼的D7位JNZexit;D7=1，表示釋放鍵操作，轉(zhuǎn)至出口

exit:MOVAL,20H;發(fā)中斷結束命令EOIOUT20H,ALIRET;中斷返回keyENDP

IBMPC/XT機上鍵盤中斷子程的編寫：keyPROCINAL,60H;從60H端口讀入掃描碼TESTAL,10000000B;檢查掃描碼的D7位JNZexit;D7=1，表示釋放鍵操作，轉(zhuǎn)至出口、、、、、、exit:MOVAL,20H;發(fā)中斷結束命令EOIOUT20H,ALIRET;中斷返回keyENDP

586機上鍵盤中斷子程的編寫：有關鍵盤①鍵盤通過鍵盤接口電路與計算機連接。②鍵盤上的鍵有三種類型:字符鍵A~Z,0~9等功能鍵F1~F12,PageUp等組合控制鍵Shift,Ctrl,Alt等③

鍵盤上的每個鍵都有一個掃描碼。 據(jù)掃描碼可確定操作的是哪個鍵、是按下鍵還是釋放鍵； 掃描碼用一個字節(jié)表示。低7位是掃描碼的數(shù)字編碼,與鍵盤上的鍵一一對應；最高位D7位表示鍵的操作狀態(tài)：當按下鍵時,D7=0;當釋放鍵時,D7=1⑤

鍵盤中斷子程功能（09H類型中斷子程）從鍵盤接口讀取操作鍵的掃描碼；

將掃描碼轉(zhuǎn)換成字符碼；大部分鍵的字符碼為ASCII碼，無ASCII碼鍵（如組合鍵Shift、Ctrl等）的字符碼為0。將鍵的掃描碼、字符碼存放在鍵盤緩沖區(qū),供其它有關鍵盤的中斷子程應用。④鍵盤接口對按下鍵和釋放鍵均向計算機發(fā)出中斷申請,如果中斷響應條件滿足,CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤中斷子程。鍵盤中斷子程類型號為09H。例6:編寫鍵盤中斷子程，完成每操作鍵盤上任意鍵，屏幕上顯示’HeLLo!’主程序鍵盤中斷子程CLI關中斷保存原09H中斷向量設置新09H中斷向量設置8259A的中斷屏蔽字,允許IR1中斷STI開中斷主程其它工作處理恢復原09H中斷向量返回DOS開始保存現(xiàn)場開始從60H端口讀入掃描碼N判斷是否是按下鍵？Y調(diào)09H功能顯示字符串’Hello!’發(fā)中斷結束命令EOI恢復現(xiàn)場IRET中斷返回dataSEGMENTstringDB‘Hello!‘,0ah.0dh,’$’dataENDScodeSEGMENTASSUMECS:code,DS:datastart:CLI;關中斷,IF=0MOVAL,09HMOVAH,35HINT21H;取系統(tǒng)09H類型中斷向量PUSHES;用堆棧保存

PUSHBXPUSHDS;設置09H類型中斷向量MOVDX,OFFSETdisplayMOVAX,SEGdisplayMOVDS,AXMOVAL,09HMOVAH,25HINT21HPOPDS程序清單

INAL,21H;設置8259A中斷屏蔽字ANDAL,11111101B;允許IR1鍵盤中斷OUT21H,ALSTI;開中斷,IF=1MOVSI,8000H;用雙重循環(huán)延時w2:MOVDI,8000H;模擬CPU對其他任務的處理w1:DECDI;DI,SI的值可修改，控制主程執(zhí)行時間JNZw1DECSIJNZw2POPDX;恢復系統(tǒng)09H類型中斷向量POPDSMOVAL,09HMOVAH,25HINT21HMOVAH,4CH;返回DOSINT21HdisplayPROC;自編的09H類型中斷子程PUSHAX;保存現(xiàn)場INAL,60H;讀入字符掃描碼TESTAL,80H;判斷是否是按下鍵操作？JNZexitMOVAX,data;是，顯示‘Hello!’MOVDS,AXLEADX,stringMOVAH,09INT21Hexit:MOVAL,20H;發(fā)中斷結束命令EOIOUT20H,ALPOPAX;恢復現(xiàn)場IRET;中斷返回displayENDPcodeENDSENDstart四、問題討論中斷嵌套問題中斷向量的保存、恢復問題中斷嵌套問題1.嵌套的概念2.內(nèi)中斷引起的嵌套3.可屏蔽硬中斷引起的嵌套4.可屏蔽硬中斷嵌套的條件CPU正在執(zhí)行某一中斷子程，又被其它中斷源中斷使CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一中斷子程，這個過程叫中斷嵌套

1.

嵌套的概念中斷子程序1中斷申請CPU執(zhí)行流程中斷子程序2在中斷子程中，用INT指令調(diào)用中斷子程，引起了中斷嵌套,這種嵌套就是內(nèi)中斷引起的嵌套。

2.內(nèi)中斷引起的嵌套CPU執(zhí)行流程中斷子程序n1中斷子程序n2INTn1INTn2內(nèi)中斷引起的嵌套不受IF和8259A的控制，嵌套的層次受限于堆棧的大小。在響應了某級可屏蔽硬中斷后，又有新的可屏蔽中斷申請發(fā)出，若滿足響應條件，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一個可屏蔽中斷子程。3.可屏蔽硬中斷引起的嵌套中斷子程序1中斷申請1CPU執(zhí)行流程中斷子程序2中斷申請2可屏蔽硬中斷引起的嵌套，受IF和8259A的控制，同時嵌套層次受堆棧容量的大小。①CPU在執(zhí)行中斷子程過程中，有可屏蔽硬中斷申請發(fā)出。(即有可屏蔽硬中斷源產(chǎn)生）②中斷子程開中斷，即用STI指令使IF=1。因為CPU響應中斷過程中，將IF標志清0，然后轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷子程。故進入中斷子程后，IF=0（即CPU允許響應可屏蔽中斷)4.

可屏蔽硬中斷嵌套的條件③

新的中斷申請具有更高的優(yōu)先權，即比8259A的當前服務寄存器ISR中記錄的中斷優(yōu)先權高有兩種可能:新的中斷申請的確比當前中斷的優(yōu)先級高新的中斷申請與當前中斷的優(yōu)先級同級或低級，但在當前中斷子程中提前發(fā)了中斷結束命令，使ISR中的相應位為0。在滿足上述三個條件下，可引起可屏蔽硬中斷的嵌套例7

在中斷子程中未用STI來開中斷分析：

CPU響應該中斷后，

IF標志被自動清0；

由于子程中未開中斷，

IF仍為0；

所以，不論子程在何處發(fā)EOI，

均不會引起可屏蔽硬中斷嵌套。IRET發(fā)EOIIR2中斷子程IR0中斷申請例8中斷子程中STI開中斷，最后發(fā)EOI分析：

CPU響應IR2中斷后，

IF標志被自動清0

子程開中斷后，IF為1

所以，在開中斷后，

CPU可響應優(yōu)先權更高的中斷申請引起可屏蔽中斷嵌套。IR1中斷申請IR2中斷子程STIIRET發(fā)EOICPU響應IR1中斷申請例9中斷子程開中斷，提前發(fā)EOI結論：

子程開中斷后，

CPU可響應優(yōu)先權更高的中斷申請。發(fā)EOI后，

CPU可響應同級或低級的中斷申請。IR2中斷子程STIIRET發(fā)EOICPU響應IR1中斷申請IR1中斷申請IR3中斷申請CPU響應IR3中斷申請例10中斷子程中不發(fā)EOI分析：

CPU響應中斷后，自動將ISR中的對應位置1，因中斷子程未發(fā)EO