《中断控制器》PPT课件.ppt

guzhaolin,第7章中断控制器,guzhaolin,本节重点,8259A的基本工作原理主要引脚工作方式初始化方法使用方法,guzhaolin,中断概念引出,生活中类似中断的例子：打电话。外设何时产生外部中断，CPU是无法预测的。因此，外部中断具有随机性。,guzhaolin,中断概念（2）,所谓硬件中断，是指CPU在正常运行程序时，由于内部外部事件引起CPU中断正在运行的程序，而转到一段特殊的程序中。服务程序执行完毕，再返回去继续执行被暂时中断的主程序。也就是说，CPU在执行当前程序的过程中，插入另外一段程序运行。,guzhaolin,中断概念（3）（图1）,如果有多个外设同时有中断请求，CPU先响应哪个设备产生的中断？,guzhaolin,中断级联概念（4）（图2）,guzhaolin,中断概念（5）,中断相关概念1.内中断2.外中断：可屏蔽中断（INTR）非屏蔽中断（NMI）3.中断向量和中断向量表4.外部可屏蔽中断的允许位是IF，STI使IF1，CLI使IF0。,guzhaolin,中断概念（6）,中断响应条件有中断请求信号（由外设发出）中断请求没有被屏蔽（由8259A设置）中断是开放的（由IF决定）CPU在现行指令执行结束时响应中断（自动）设置中断向量（在主程序中初试化）中断响应过程关中断（自动）保存断点（自动）保护现场（标志寄存器自动，其余寄存器手工）得到中断向量,并转入该服务程序（自动）恢复现场（标志寄存器自动，其余寄存器手工）从中断返回（由IRET实现）,guzhaolin,7.1中断控制器8259A,8259A的功能管理和控制80 x86的外设的中断请求实现多个中断源优先级判断提供中断类型码（从而算得中断向量）屏蔽中断输入使用单片8259A可以管理8级中断，采用级联方式，最多可管理64级中断,guzhaolin,D7D0CS#INTA0INTA#IR7IR0RD#CAS2CAS0WR#SP#/EN#,7.1.18259A的引脚信号、编程结构和工作原理1.8259A的外部引脚信号：,guzhaolin,2.8259A的编程结构和工作原理,08,08,IRR,ISR,编程结构:上、下部分,guzhaolin,7.1.28259A的工作方式,1.设置优先级的方式(1)全嵌套方式(2)特殊全嵌套方式(3)优先级自动循环方式(4)优先级特殊循环方式,guzhaolin,优先级的方式,1.全嵌套方式(优先级顺序固定)默认工作方式。中断请求按优先级07进行处理，0级中断优先级最高，依次降低。不响应同级中断。2.特殊全嵌套方式(优先级顺序编程指定)优先级同上，但可以响应同级中断。主要用于级连。多个8259A进行级联时，主片必须工作在特殊全嵌套方式，从而保证从片中更高优先级的中断请求得以响应，从片可以工作在全嵌套方式或优先级循环方式。通过ICW4的“SFNM”位设定。,guzhaolin,优先级的方式（续）,3.优先级自动循环方式初始优先级为IR0IR7，IR0优先级最高，当某一优先级中断被响应后，则自动把该优先级降为最低。例如：IR0被响应后为IR1IR7、IR0，然后再响应IR4则优先级变为IR5、IR6、IR7、IR0IR4。通过OCW2的R=1、SL=0设定。4.优先级特殊循环方式与上不同的是在初始循环中最低优先级可以设定。比如IR5最低，优先级则为IR6，IR7，IR0IR4。通过OCW2的R=1、SL=1,L0L1L2=xxx设定。,guzhaolin,2.屏蔽中断源的方式,普通屏蔽方式（默认屏蔽方式）8259A的每一个中断请求输入端，都可以通过（OCW1即IMR）对中断屏蔽寄存器（IMR）中对应位的设置将其屏蔽掉，使外设的中断请求信号不能送往CPU。(2)特殊屏蔽方式在特殊屏蔽方式下，用OCW1对屏蔽寄存器中某一位进行置位时，不但使对应的该级中断被屏蔽，而且还会自动清除中断服务寄存器ISR中的对应位。这样做，可以使较低的优先级中断请求信号得以响应。通过ICW4的ESMM和SMM位设定。,guzhaolin,3.结束中断处理的方式,中断自动结束方式系统一进入中断过程，8259A就自动将当前对应的IS清0。通过ICW4的AEOI位设定。(2)一般的中断结束方式该方式用于全嵌套优先级工作方式，CPU用输出指令往8259A发出一般中断结束命令时，8259A会自动把ISR中最高级别的非零位复位，即把当前正在处理中断的ISR对应位清零。通过OCW2的EOI=1、SL=0实现。(3)特殊的中断结束方式由程序指定对ISR中的哪一位清零，标识中断服务结束，主要用于循环优先级方式的结束。通过OCW2的EOI=1、SL=1,L0L1L2=xxx设定。,guzhaolin,5.引入中断请求的方式,(1)边沿触发方式(2)电平触发方式注意：该方式下，中断请求信号被响应（有效）后，应立即撤除高电平。不然会引起二次中断。(3)中断查询方式(多于64级中断时使用，少用),guzhaolin,7.1.38259A的初始化命令字和操作命令字,8259A的初始化命令字ICW1-电平、级联方式ICW2-类型码ICW3（级联时使用）ICW4-嵌套和自动结束方式(1)ICW1的格式和含义,guzhaolin,(2)ICW2的格式和含义,A0=1,ICW2高5位影响中断类型码，而中断类型码的低3位由IR0IR7决定,guzhaolin,(3)ICW3的格式和含义*,如是从片，则ICW3的格式如下：,为1表示对应引脚有从片,为101表示从片连到主片的第5个输入,如是主片，则ICW3的格式如下：,guzhaolin,(4)ICW4的格式和含义,1-表示与16位或32位系统相连0-与8位系统相连,ICW4-设置嵌套和自动结束方式,guzhaolin,2.初始化流程,图中红色框为8086系统中只有一个8259A的设置,guzhaolin,ICW的写入顺序,ICW1写入偶端口，ICW2ICW4写入奇端口ICW1ICW4的设置次序固定ICW1、ICW2和ICW4必须设置，ICW3只有级联才使用在级联时，主片和从片各设置ICW3,guzhaolin,对8259A设置初始化命令字的例子,MOVAL,00010011BOUT80H,AL;设置ICW1MOVAL，00011000BOUT81H，AL;设置ICW2MOVAL,00001101BOUT81H，AL;设置ICW4,guzhaolin,3.8259A的操作命令字,OCW1-屏蔽方式OCW2-优先级、中断方式(1)OCW1的格式和含义：中断屏蔽操作命令字,guzhaolin,(2)OCW2的格式和含义,特征位,OCW2的功能（1）设置优先级循环方式R=0：非循环方式R=1，SL0：自动循环方式R=1，SL1：特殊循环方式（2）组成两类中断结束命令：一般的中断结束命令：EOI1，SL0特殊的中断结束命令：EOI1，SL1，结束L2L1L0指定的中断,guzhaolin,(3)OCW3的格式和功能*,功能：（1）设置和撤销特殊屏蔽方式（2）设置中断查询方式（3）设置对内部寄存器的读出命令,特征位,guzhaolin,ICW、OCW的写入顺序,ICW1写入“偶”地址ICW2写入“奇”地址ICW3写入“奇”地址ICW4写入“奇”地址OCW1写入“奇”地址OCW2写入“偶”地址OCW3写入“偶”地址,guzhaolin,中断例题硬件,系统总线,设8251奇地址为22H，偶地址为20H设8259A奇地址为62H，偶地址为60H,guzhaolin,查询、中断软件流程对比,重要区别,guzhaolin,中断例题（主程序）,主程序:初始化8251A指令(略)以下六行初始化8259AMOVAL,00010011BOUT60H,AL;设置ICW1MOVAL，00011000BOUT62H，AL;中断号18H1FHMOVAL,00001101BOUT62H，AL;设置ICW4STI;开中断,guzhaolin,中断例题（中断服务程序）,串行接收中断服务程序:PUSHAX;保护现场INAL,20H;读1个字节串行数据MOVBUFF,AL;保存数据到内存MOVAL,00100000BOUT60H,AL;结束中断POPAX;恢复现场RETI;中断返回,guzhaolin,中断控制器作业,1中断向量表的功