微機(jī)接口原理第七章中斷技術(shù)

關(guān)于微機(jī)接口原理第七章中斷技術(shù)第1頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三輸入/輸出數(shù)據(jù)的傳輸控制方式

程序方式中斷方式DMA方式特點(diǎn)：上級(jí)反復(fù)訪問特點(diǎn)：下級(jí)請(qǐng)示執(zhí)行特點(diǎn)：架空CPU（三種接口設(shè)計(jì)模式）第2頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三3INT0INT1INT4INT3INT2斷點(diǎn)中斷溢出中斷復(fù)習(xí)：第二章中斷概念部分CPU硬件中斷信號(hào)腳：第17腳非屏蔽中斷請(qǐng)求第18腳可屏蔽中斷請(qǐng)求第24腳可屏蔽中斷響應(yīng)弄清幾個(gè)概念：

1.中斷分類概念

2.中斷向量表概念

3.中斷服務(wù)子程序的執(zhí)行機(jī)制概念第3頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三48086/8088的中斷系統(tǒng)注：INT0~INT4為系統(tǒng)專用中斷號(hào)第4頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三5復(fù)習(xí)：中斷管理表windows有API庫dos返回28第5頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三6三、計(jì)算機(jī)中斷響應(yīng)過程第一步：獲得中斷類型號(hào)；第二步：保護(hù)斷點(diǎn)并關(guān)中斷；第三步：從中斷向量表中提取中斷向量，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。

關(guān)于中斷類型號(hào)的獲得，有三種情況：

1、對(duì)專用中斷（中斷號(hào)0~4），中斷類型號(hào)由CPU自動(dòng)生成；

2、對(duì)軟件中斷INTN

，中斷類型號(hào)N從指令獲得；

3、對(duì)外部可屏蔽中斷，CPU獲得中斷類型號(hào)的過程比較復(fù)雜。見下頁第6頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三7

可屏蔽中斷接口必用——可編程中斷控制芯片8259A連接CPU的中斷請(qǐng)求線可擴(kuò)展8個(gè)外部中斷源

連接CPU的中斷響應(yīng)線注：其他管腳要解決：可編程的初始化問題中斷源的再擴(kuò)展問題D0~D7返回25第7頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三8CPU中斷接口D0~D7中斷請(qǐng)求INTR中斷相應(yīng)INTA第一個(gè)總線周期CPU送中斷響應(yīng)信號(hào)INTA第二個(gè)總線周期中斷接口送中斷類型號(hào)●●8259AIR0IR7第8頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三9四、各類中斷的優(yōu)先級(jí)注注：優(yōu)先級(jí)可以通過硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)也可以通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)第9頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三10第三節(jié)可編程中斷控制器Intel8259A

8259A應(yīng)具備下列四項(xiàng)功能：

1、中斷請(qǐng)求端的擴(kuò)展功能

2、中斷優(yōu)先級(jí)的管理功能

3、中斷類型碼的預(yù)置和自動(dòng)上傳功能

4、可編程功能：通過程序獲得不同的工作模式[叫“可編程器件”]

第10頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三11可編程中斷控制器8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)

返回到17頁8259A芯片引腳返回到31返回到22

返回25記錄當(dāng)前正執(zhí)行的中斷號(hào)IRi第11頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三128259A的讀寫操作I/O端口地址

單板機(jī)8259A初始化命令字：ICW1、

ICW2、

ICW3、

ICW4

8259A操作命令字：OCW1、OCW2、OCW3難點(diǎn)：兩個(gè)地址(一個(gè)偶地址和一個(gè)奇地址)，但要寫進(jìn)這么多命令字！借助了可編程芯片的內(nèi)部邏輯管理。第12頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三131．初始化命令字ICW1例：若8259A的端口地址為20H、21H，采用電平觸發(fā)，單片使用，需要ICW4，請(qǐng)初始化命令字ICW1解：根據(jù)題意，ICW1=1BH，初始化程序如下：

MOV

AL，1BH

OUT

20H，AL借助于標(biāo)志位，一個(gè)地址就可存兩個(gè)命令字！決定是否有ICW3返28返18第13頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三142．初始化命令字ICW2（預(yù)存中斷號(hào)）例：已知原計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中斷向量表60H以后為空，請(qǐng)?jiān)O(shè)置命令字ICW2并裝入，8259A地址為20H,21H解：ICW2的低三位000~111由8259A自動(dòng)分配給外設(shè)中斷請(qǐng)求端IR0~IR7,所以高5位應(yīng)定位01100比較合理。

初始化程序如下：MOV

AL，01100000BOUT

21H，AL；8259A地址為20H,21H

；問：MOV,AL，01100111B行嗎？返28D0~D7第14頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三153．初始化命令字ICW3ICW3稱為主片/從片標(biāo)志命令字，必須寫到8259A的奇地址端口（即A0＝1）中。僅在8259A級(jí)聯(lián)（ICW1中D1＝0）時(shí)使用，且CPU送給主8259A和從8259A的ICW3格式是不相同的。例：一片8259A級(jí)聯(lián)8片從片，需要寫9次ICW3,

如何寫？第15頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三注：1主片2從片的連接電路圖

SP/EN為主/從控制線（SP）

CAS0、CAS1、CAS2為級(jí)聯(lián)線

第16頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三174．初始化命令字ICW4ICW4叫做方式控制初始化命令字，必須寫到8259A奇地址端口（A0＝1）。ICW4僅在ICW1中的D0＝l時(shí)才有必要設(shè)置，否則就省略不用。說明：D4位特殊指級(jí)聯(lián)時(shí)主片用“特殊”，其它都用“非特殊”。D3D2位，說明與系統(tǒng)總線是否用緩沖器（大系統(tǒng)的總線驅(qū)動(dòng)）相連。D1位一般取0.為了實(shí)現(xiàn)有優(yōu)先級(jí)要求的中斷嵌套，8259A中有一個(gè)現(xiàn)行服務(wù)寄存器ISR，自動(dòng)EOI方式，即一進(jìn)入中斷，8259A即將ISR的中斷服務(wù)位ISRi請(qǐng)零，可能造成發(fā)生嵌套的優(yōu)先級(jí)混亂。除非保證不發(fā)生嵌套時(shí)才用自動(dòng)EOI方式。返28

第17頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三18例：假設(shè)8259A地址為20H21H，與總線之間有緩沖器連接，非自動(dòng)結(jié)束方式，只用一片8259A，普通完全嵌套，用8088。請(qǐng)初始化ICW4解：MOVAL,00001101BOUT21H,AL第18頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三194個(gè)命令字的初始化順序A0=0A0=1A0=1A0=1ICW1導(dǎo)向ICW1導(dǎo)向第19頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三20例:

現(xiàn)有8086微機(jī)系統(tǒng)，其中斷控制單元由單片8259A構(gòu)成。8259A的觸發(fā)方式是邊沿觸發(fā)，中斷類型號(hào)為08H~0FH，非自動(dòng)結(jié)束方式，全嵌套方式，非緩沖方式。8259A的地址為0DAH和0DBH。試編寫該片8259A的初始化程序。解：第20頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三21操作命令字：OCW1,OCW2,OCW3

1、中斷屏蔽命令字OCW1例：開放中斷IR0IR1IR2IR3

其它中斷請(qǐng)求端均屏蔽。假定8259A的片地址為：

20H21H

請(qǐng)初始化OCW1

解：MOVAL,0F0HOUT21H,AL返28

第21頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三222.中斷模式設(shè)置命令字

OCW2說明：一般使用ICW4的非自動(dòng)EOI方式，用OCW2的普通EOI方式結(jié)束中斷服務(wù)子程序。注意：ICW4用在主程序的初始化中，而OCW2用在中斷服務(wù)子程序中使用。在子程序結(jié)束處用！

R=0為固定優(yōu)先級(jí)；IR0最高R=1為輪換優(yōu)先級(jí)。例：中斷服務(wù)子程序片斷：

..MOVAL,20H；用普通EOI方式（不用設(shè)Li），OUT20H,AL;送入偶地址20H

，ISR的相應(yīng)位清零

IRET；CPU平臺(tái)上的中斷返回，恢復(fù)上層程序斷口。返回30頁注：外中斷結(jié)束前需要兩個(gè)關(guān)鍵指令：OUT20H,AL；接口片處理

IRET；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理記錄著正在執(zhí)行的中斷號(hào)第22頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三23返回20第23頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三243、OCW3

例：編一段了解ISR狀態(tài)的程序片斷,假定8259A的地址為20H21H.

：

MOVAL,00001111B；普通屏蔽方式OUT20H,AL;寫OCW3NOP；此指令可有可無INAL,20H；讀ISR（注意端口A0=0）返回30頁第24頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三4個(gè)命令字3個(gè)操作命令字的使用總結(jié)5.4第25頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三26例：某一中斷系統(tǒng)，有一片主片和兩片從片8259A，主片的要求為：特定全嵌套方式、邊沿觸發(fā)、非自動(dòng)EOI方式、非緩沖方式、中斷類型為40H；從片的要求為：全嵌套方式、邊沿觸發(fā)、非自動(dòng)EOI方式、非緩沖方式、中斷類型為60H和80H；地址：主片為FFD0H，F(xiàn)FD2H；從片分別為FFD4H，F(xiàn)FD6H和FFD8H，F(xiàn)FDAH。試編寫各8259A的初始化程序。級(jí)聯(lián)管腳第26頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三ICW1ICW2ICW3ICW4第27頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三28主片：ICW1：00010001B=11HICW2：40HICW3：01001000B=48HICW4：00010001B=11H從片A：ICW1：00010001B=11HICW2：60HICW3：00000011B=03HICW4：00000001B=01H從片B：ICW1：00010001B=11HICW2：80HICW3：00000110B=06HICW4：00000001B=01H三片8259A的控制字分別是：第28頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三29CLI;初始化時(shí)要關(guān)中斷MOV DX，0FFD0HMOVAL，11HOUT DX，ALINC DXINC DXMOV AL，40HOUT DX，ALMOV AL，48HOUT DX，ALMOV AL，11HOUT DX，AL主片8259A的初始化程序：CLIMOV DX，0FFD4HMOVAL，11HOUT DX，ALINC DXINC DXMOV AL，60HOUT DX，ALMOV AL，3HOUT DX，ALMOV AL，01HOUT DX，AL從片A的初始化程序：CLIMOV DX，0FFD8HMOV AL，11HOUT DX，ALINC DXINC DXMOV AL，80HOUT DX，ALMOV AL，6HOUT DX，ALMOV AL，01HOUT DX，AL從片B的初始化程序：第29頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三作業(yè)：某一中斷系統(tǒng)，有一片主片和兩片從片8259A，主片的要求為：特定全嵌套方式、電平觸發(fā)、非自動(dòng)EOI方式、緩沖方式、中斷類型為48H；從片的要求為：全嵌套方式、邊沿觸發(fā)、非自動(dòng)EOI方式、緩沖方式、中斷類型為60H和80H；地址：主片為0D0H，0D2H；從片分別為0D4H，0D6H和0D8H，0DAH。試編寫各8259A的初始化程序。第30頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三31例：電腦IBM—PC/XT上使用的8259A介紹電腦IBM—PC/XT的主機(jī)板上有一個(gè)以8259A為中心組成的外部中斷控制邏輯。下表為外部中斷源的分配表。電腦在上電初始化期間，BIOS中有三段與8259A有關(guān)的程序，見下頁

返回46頁第31頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三328259A初始化MOVAX,13H ；ICW1:邊沿觸發(fā)、單片8259A、要送ICW4OUT20H,AL ；8259A接口的偶地址為20HMOVAL,8 ；ICW2：裝中斷類型碼，從08H開始0UT21H,AL ；8259A接口的奇地址為21HMOVAL,9 ；裝ICW4：緩沖方式，8086／8088CPUOUT21H,ALMOVAL,0FFH；裝0CWl:屏蔽全部中斷OUT21H,AL第32頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三33例：編寫中斷處理程序，要求主程序運(yùn)行時(shí)，每10秒響鈴一次，同時(shí)屏幕上顯示信息“Thebellisring！”。（小自動(dòng)化程序）解：此問題的解決用VB或VC的控件很容易，但通過底層匯編語言更能看出解決問題的實(shí)質(zhì)。兩不同：前者是利用了系統(tǒng)，后者是修改了系統(tǒng)！

分析：1、每10秒響鈴一次可用電腦中的定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)，其中斷號(hào)為08H。

2、響鈴用并行接口8255所控制的電腦揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)。

3、顯示信息“Thebellisring！”用軟件中斷調(diào)用INT21H實(shí)現(xiàn)。定時(shí)中斷使用分析：電腦中定時(shí)時(shí)間為：1/18.2秒（約55ms），即每隔55ms便進(jìn)入08H號(hào)中斷服務(wù)程序中（執(zhí)行完立馬返回），此程序的主要任務(wù)是：實(shí)時(shí)修改“秒”“分”“時(shí)”“天”等參數(shù)，在中斷返回之前，有一個(gè)軟件調(diào)用指令：INT1CH；在系統(tǒng)BIOS中，1CH的處理程序只有一條IRET指令，僅為用戶提供一個(gè)中斷類型號(hào)。所以可以利用中斷類型1CH設(shè)計(jì)一些動(dòng)態(tài)功能。在本例中，因?yàn)轭}目要求每10秒處理一次，而8號(hào)中斷執(zhí)行182次才夠10秒，即每中斷182次響鈴一次，同時(shí)屏幕上顯示信息“Thebellisring！”設(shè)計(jì)任務(wù)：利用系統(tǒng)BIOS提供的中斷號(hào)1CH，編寫一個(gè)完成任務(wù)的中斷服務(wù)程序即可。（既編寫一段程序，程序的入口地址放入由1CH所指定的中斷表里）

在編寫程序時(shí)，除了功能實(shí)現(xiàn)外，還必須做兩個(gè)方面的工作：1、在主程序初始化部分，先保存當(dāng)前中斷向量表里由1CH所指定中斷向量，再置新的中斷向量；2、在主程序結(jié)束部分恢復(fù)原保存的1CH中斷向量。第33頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三34主程序1.設(shè)置定時(shí)中斷次數(shù)：1822.獲得原1CH中斷號(hào)處的中斷向量并保存之。中斷服務(wù)子程序1.保護(hù)現(xiàn)場(chǎng).2.判斷定時(shí)中斷的次數(shù)是否夠

182次.不夠則中斷返回；若夠則完成下列任務(wù)：（1）響鈴（2）顯示：Thebellisring

恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回在1CH中斷號(hào)處創(chuàng)建新的中斷向量。設(shè)置8259A的中斷屏蔽字。在1CH中斷號(hào)處恢復(fù)原中斷向量。主程序結(jié)束。程序設(shè)計(jì)框圖每隔55ms執(zhí)行1次延時(shí)第34頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三35DATASEGMENT ；數(shù)據(jù)段COUNT DW 182 ；定時(shí)次數(shù)MESS DB ‘Thebellisring!’,0AH,0DH,‘$’；顯示內(nèi)容DATAENDSSTACKSEGMENT；堆棧段DB100DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTMAINPROCFARASSUMECS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART：MOV AX,DATAMOVDS,AXMOV AX,STACKMOV SS,AX；各段地址初始化完畢MOV AL,1CH ；得到原中斷向量

MOV AH,35HINT 21HPUSH ES ；存儲(chǔ)原中斷向量PUSH BX第35頁，講稿共38頁，2023年5月2日，星期三36MOV DX,OFFSETRING；RING的偏移地址和段地址，取出新中斷向量MOV AX,SEGRINGMOV DS,AXMOV AL,1CH ；創(chuàng)建新中斷向量MOV AH,25HINT 21HIN AL,21H ；在奇地址中取出8259A的中斷屏蔽字