微机原理 中断及+程序8259

1、18086的中断（的中断（P99）1 8086/8088的中断分类的中断分类 硬件中断硬件中断 （非屏蔽非屏蔽中断和中断和可屏蔽可屏蔽中断）中断）软件中断（中断指令和软件中断（中断指令和内部中断内部中断）n8086的中断系统采用的中断系统采用中断向量机制中断向量机制n能够处理能够处理256个中断个中断n用中断类型号用中断类型号0255区别区别2非屏蔽中断非屏蔽中断v通过非屏蔽中断请求信号引脚（通过非屏蔽中断请求信号引脚（NMI）向微）向微处理器提出的中断请求，处理器提出的中断请求，微处理器无法禁止微处理器无法禁止，将在将在当前指令执行结束予以响应当前指令执行结束予以响应，这个中断，这个中断被称

2、为非屏蔽中断被称为非屏蔽中断v8086的非屏蔽中断的的非屏蔽中断的类型号为类型号为2v非屏蔽中断主要用于非屏蔽中断主要用于处理系统的意外或故障处理系统的意外或故障。3可屏蔽中断可屏蔽中断v外部通过外部通过可屏蔽中断请求信号引脚（可屏蔽中断请求信号引脚（INTR）向微处理器提出的中断，微处理器在向微处理器提出的中断，微处理器在允许允许可屏蔽中断（可屏蔽中断（IF=1）的条件下，在当前指的条件下，在当前指令执行结束予以响应，同时输出令执行结束予以响应，同时输出可屏蔽中可屏蔽中断响应信号（断响应信号（INTA#），这个中断就是可屏，这个中断就是可屏蔽中断蔽中断v8086通常需要通常需要配合中断控制器

3、配合中断控制器8259A共同处共同处理可屏蔽中断，理可屏蔽中断，中断类型号中断类型号由由8259A发出发出v可屏蔽中断主要用于可屏蔽中断主要用于主机与外设交换数据主机与外设交换数据IF控制可屏蔽中断的响应控制可屏蔽中断的响应4指令中断指令中断v在执行在执行中断调用指令中断调用指令INT n时产生的一时产生的一个类型号为个类型号为n（0 255）的内部中断，的内部中断，称为指令中断称为指令中断5除法错中断除法错中断v在执行除法指令时，若在执行除法指令时，若除数为除数为0或或商超过商超过了寄存器所能表达的范围了寄存器所能表达的范围，则产生一个，则产生一个类类型号为型号为0的内部中断，称为除法错中断

4、的内部中断，称为除法错中断例如：例如：mov bl,0div bl；除数除数BL0，产生除法错中断产生除法错中断mov ax,200hmov bl,1div bl；商商200H，不能用不能用AL表达表达；产生除法错中断；产生除法错中断6单步中断单步中断v若单步中断标志若单步中断标志TF为为1，则在，则在每条指令执行结束后产生一个每条指令执行结束后产生一个类型号为类型号为1的内部中断，称为的内部中断，称为单步中断单步中断7v其中其中类型号为类型号为3的内部中断，的内部中断，常用于常用于程序调试程序调试，被称为断点，被称为断点中断中断断点中断断点中断(INT 3)8溢出中断（溢出中断（有符号数加减

5、运算有符号数加减运算）v在执行溢出中断指令在执行溢出中断指令INTO时，时，若溢出标志若溢出标志OF为为1，则产生一，则产生一个个类型号为类型号为4的内部中断，被的内部中断，被称为溢出中断称为溢出中断98086/8088的中断分类的中断分类 ：102 中断向量和中断向量表中断向量和中断向量表v中断向量：中断向量：中断服务子程序的入口地址（首中断服务子程序的入口地址（首地址）地址）v入口地址含有段地址入口地址含有段地址CS和偏移地址和偏移地址IP（32位位）v每个中断向量的低字是偏移地址每个中断向量的低字是偏移地址IP、高字是高字是段地址段地址CS，需占用需占用4个字节个字节v8086微处理器从

6、物理地址微处理器从物理地址00000H开始，依次开始，依次安排各个中断向量，类型号也从安排各个中断向量，类型号也从0开始开始v256个中断占用个中断占用1KB区域，就形成区域，就形成中断向量表中断向量表类型号为类型号为N的的中断向量的中断向量的物理地址物理地址N41112v例：中断类型号为例：中断类型号为10的中断处理子程序存放的中断处理子程序存放在在1234H：5678H开始的内存区域中，求中开始的内存区域中，求中断向量地址及其每个单元中所存放的数值。断向量地址及其每个单元中所存放的数值。n1044028Hn求得中断向量物理地址是求得中断向量物理地址是00028H0002BHn按按8086存

7、储原则，从存储原则，从00028H0002BH的每个单元中分别存放的每个单元中分别存放78H、56H、34H、12H13可屏蔽中断可屏蔽中断的响应过程的响应过程 ：（：（CPU自动执行）自动执行） 读取中断类型码读取中断类型码 将标志寄存器将标志寄存器FR的值推入堆栈的值推入堆栈（IF=?） 把标志寄存器的把标志寄存器的IF和和TF清零清零 将将断点地址保护断点地址保护到堆栈中。（到堆栈中。（CS:IP） 寻找寻找中断向量中断向量，转入中断处理程序，转入中断处理程序 3 硬件中断的响应和时序硬件中断的响应和时序 148086的中断响应时序的中断响应时序 ：15中断响应用中断响应用2个总线周期个

8、总线周期第第1 1个总线周期，个总线周期，通知外设，通知外设，CPUCPU准备准备响应中断响应中断；第第2 2个总线周期，外设个总线周期，外设(8259A)(8259A)发送中发送中断类型码断类型码16 保护现场（保护现场（PUSHPUSH） 开放中断（开放中断（原因原因） 中断处理的具体内容中断处理的具体内容 恢复现场（恢复现场（POPPOP） 中断返回指令（中断返回指令（ ? ）IRET4 中断处理子程序中断处理子程序 177 7 中断控制器中断控制器82598259A A n7 7.1 8259A.1 8259A的内部结构的内部结构n7.2 8259A7.2 8259A的工作方式的工作方

9、式n7.3 8259A7.3 8259A的初始化命令字和操的初始化命令字和操作命令字作命令字 n7.4 8259A7.4 8259A使用举例使用举例 187.1 7.1 82598259A A的内部结构的内部结构D7D0INTAINT中断请求寄存器中断请求寄存器中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器数据数据总线总线缓冲器缓冲器IR0IR7读读/写写控制控制逻辑逻辑级联级联缓冲器缓冲器比较器比较器RDWRA0CSCAS0CSA1CAS2SP/EN优先权判别器优先权判别器中断服务寄存器中断服务寄存器控制部件控制部件191.数据总线缓冲器数据总线缓冲器vD0D7接数据总线低接数据总线低8位位(AD0AD7)v

10、接收命令字（接收命令字（8位）位）v输出中断类型码（输出中断类型码（8位）、查询字位）、查询字（8位）和相关寄存器的状态（位）和相关寄存器的状态（8位）位）203. 级联缓冲级联缓冲/比较器比较器vCAS2CAS2CAS0CAS0用于指出用于指出8 8个从片的地址个从片的地址；vSP#/EN#SP#/EN#可用于输入可用于输入/ /输出，输出，输入（输入（SP#SP#）决定决定主（主（1 1）/ /从片（从片（0 0），输出（输出（EN#EN#）控制总线驱动器控制总线驱动器82868286（缓冲器）工作。（缓冲器）工作。214. 中断请求寄存器中断请求寄存器IRRv8位寄存器，位寄存器，可锁存

11、可锁存由外部输入的中断由外部输入的中断请求信号请求信号IR7IR05. 中断服务寄存器中断服务寄存器ISRv8位寄存器，用来记录位寄存器，用来记录正在处理中正在处理中的中的中断请求断请求226. 中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMR 8位寄存器，用来存放对各级中断请求的位寄存器，用来存放对各级中断请求的屏蔽信息屏蔽信息。7. 优先权判别器优先权判别器PR 多个中断同时产生，判断多个中断同时产生，判断优先响应优先响应哪个哪个 出现多重中断，判断出现多重中断，判断是否打断是否打断当前中断当前中断操作操作238. 控制部件控制部件v输出输出中断请求信号中断请求信号INT至至CPUvINTA#接收接收来

12、自来自CPU的的中断应答中断应答信号信号，应为，应为2个负脉冲才有效；个负脉冲才有效；24CPUCPU中断响应之后中断响应之后82598259的动作：的动作： v1 1）第一个）第一个负脉冲负脉冲：IRRIRR锁存失效锁存失效，ISRISR相应位置相应位置1 1，IRRIRR相应位相应位清清0 0；v2 2）第二个）第二个负脉冲负脉冲：送出：送出中断类型中断类型码码；若是；若是中断自动结束方式中断自动结束方式（AEOIAEOI），则，则ISRISR相应位清相应位清0 0。 257.2 8259A7.2 8259A的工作方式的工作方式 1. 1. 设置优先级的方式设置优先级的方式(4)(4)2.

13、 2. 结束中断处理的方式结束中断处理的方式(3)(3)3 . 3 . 引入中断请求的方式引入中断请求的方式(2)(2)261. 1. 设置优先级的方式设置优先级的方式 v（1 1）全嵌套全嵌套方式：（方式：（默认默认方式）方式）v0 0级最高级最高，只进行，只进行高级中断嵌套（最高级中断嵌套（最多实现多实现8 8级中断嵌套）级中断嵌套）。PRPR比较比较ISRISR与与IRRIRR中优先级高低决定是否中断嵌套。中优先级高低决定是否中断嵌套。27（2 2）特殊全嵌套方式：（级联系统）特殊全嵌套方式：（级联系统）v0 0级最高级最高，但，但同级中断也会响应、同级中断也会响应、嵌套嵌套。级联系统中

14、的。级联系统中的主片主片必须使用必须使用该方式，保证该方式，保证来自同一从片但不同来自同一从片但不同优先级的中断请求优先级的中断请求能被响应。能被响应。主主8259AINTINTR从从8259AINTIR2IR0IR728v（3 3）普通循环普通循环方式：（方式：（优先级优先级相同相同的系统）的系统）v设备中断请求设备中断请求被响应被响应并并执行中断服执行中断服务程序务程序后，其优先级自动后，其优先级自动降为最低降为最低，原先原先低一级中断成为最高优先级低一级中断成为最高优先级。但但该方式开始该方式开始总是总是IR0IR0优先级最高。优先级最高。29普通循环方式举例普通循环方式举例中断源中断源

15、IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0原始原始状态状态ISR内容内容IS7IS6IS5IS4IS3IS2IS1IS201000100优先优先级级76543210处理处理完完IR2ISR01000000优先优先级级43210765处理处理完完IR6ISR00000000优先优先级级0765432130v（4 4）特殊循环方式：（优先）特殊循环方式：（优先级相同的系统）级相同的系统）v与普通循环方式与普通循环方式唯一不同唯一不同是是一开始的一开始的最低优先级最低优先级由程序确定由程序确定（最高也就确（最高也就确定）定），而，而非非IR0IR0。 31特殊循环方式举例特殊循环方式举例中断源

16、中断源IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0原始原始状态状态ISR内容内容IS7IS6IS5IS4IS3IS2IS1IS201000100优先优先级级76543210执行执行置位置位优先优先权指权指令后令后ISR01000100优先优先级级21076543322. 2. 结束中断处理的方式结束中断处理的方式 v必要性必要性：中断服务程序结束后，要使：中断服务程序结束后，要使相应相应ISnISn清清0 0，否则，否则，低级或同级的中低级或同级的中断再就不可能被响应断再就不可能被响应，导致中断系统，导致中断系统功能异常。功能异常。v区别区别：就是：就是使使ISnISn清零的方法不同清零的

17、方法不同。33n（1 1）中断自动结束（）中断自动结束（AEOIAEOI）方式：）方式：（适用于只有（适用于只有1 1片片82598259且且中断不嵌中断不嵌套套）nICW4ICW4中的中的AEOIAEOI位设置，位设置，CPUCPU响应中响应中断断即即自动清自动清0 0相应的相应的ISnISn，在在INTA#INTA#的第二个负脉冲时完成。的第二个负脉冲时完成。34v（2 2）一般一般中断结束中断结束(EOI)(EOI)方式：方式：（适用于（适用于全嵌套全嵌套方式，即知道优先方式，即知道优先级的情况下）级的情况下）vCPUCPU发发一般中断结束命令一般中断结束命令（OCW2OCW2中中EOI

18、EOI为为1 1，SLSL为为0 0），使），使82598259当前当前ISRISR中最高的中最高的非零非零ISIS位位复位复位35v（3 3）特殊特殊中断结束中断结束(E0I)(E0I)方式：方式：（主要适用于（主要适用于循环循环方式，即不知道方式，即不知道当前中断服务优先级的情况下）当前中断服务优先级的情况下）vCPUCPU发发特殊中断结束命令特殊中断结束命令（OCW2OCW2中中EOIEOI为为1 1，SLSL为为1 1），使），使82598259当前当前ISRISR中中由由OCW2OCW2的的L2L2、L1L1、L0L0位指出的位指出的ISIS位位复位复位363 . 3 . 引入中断请

19、求的方式引入中断请求的方式 v（1 1）边沿边沿触发方式：触发方式： 上升沿上升沿有效有效v（2 2）电平电平触发方式：触发方式： 高电平高电平有效有效注意：必须注意：必须及时撤除中断请求及时撤除中断请求，否则，否则可能可能反复响应同一中断反复响应同一中断。379.1.3 8259A9.1.3 8259A初始化命令字和操作初始化命令字和操作命令字命令字 v初始化编程初始化编程82598259A A开始开始工作前工作前，必须进行初始，必须进行初始化编程化编程给给82598259A A写入写入初始化命令字初始化命令字ICWICW38中断操作编程中断操作编程在在82598259A A工作期间工作期间

20、可以写入可以写入操作命令字操作命令字OCWOCW将选定将选定的操作传送给的操作传送给82598259A A，使之按新的使之按新的要求工作要求工作还可以还可以读取读取82598259A A的信息的信息，以便，以便了解他的了解他的工作状态工作状态391. 1. 初始化命令字初始化命令字ICWICWv初始化命令字初始化命令字ICWICW最多有最多有4 4个个v82598259A A在开始在开始工作前必须写入工作前必须写入v必须必须按照按照ICW1ICW1ICW4ICW4顺序写入顺序写入vICW1ICW1和和ICW2ICW2是是必须送必须送的的vICW3ICW3和和ICW4ICW4由工作方式决定由工作

21、方式决定40ICW1ICW1（芯片控制芯片控制初始化命令字）初始化命令字） 1 1LTIMLTIMSNGLSNGLIC4IC4D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0表示可以任意表示可以任意为为1 1为为0 0都可以（建议为都可以（建议为0 0） 11只能为只能为1 1，作为标志，作为标志（与（与OCW2OCW2和和OCW3OCW3区分）区分）中断触发方式：中断触发方式：LTIMLTIM1 1，电平触发方式电平触发方式LTIMLTIM0 0，边沿触发方式边沿触发方式 规定单片或级连方式：规定单片或级连方式：SNGLSNGL1 1，单片方式

22、单片方式SNGLSNGL0 0，级连方式级连方式是否写入是否写入ICW4ICW4IC4IC41 1，要写入要写入ICW4ICW4IC4IC40 0，不写入不写入ICW4ICW4，即即ICW4ICW4规定的位全为规定的位全为0 0偶偶地地址址41ICW2ICW2（中断类型码中断类型码初始化命令字）初始化命令字） T T7 7T T6 6T T5 5T T4 4T T3 3D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0设置中断类型号设置中断类型号nT7T7T3T3为中断类型码的为中断类型码的高高5 5位位n低低3 3位由位由82598259A A自

23、动确定自动确定：nIR0IR0为为000000、IR1IR1为为001001、IR7IR7为为111111奇奇地地址址42说明：说明： vIRiIRi的中断类型码的中断类型码 = = ICW2ICW2的的高高5 5位位（不管低三位是否相同）（不管低三位是否相同）+ +i i（由由IR0IR0IR7IR7）v例：如果例：如果ICW2ICW2设为设为1919H H，则则IR3IR3的中的中断类型码（断类型码（4 4为中断向量地址为中断向量地址）为为1818H H（取高五位）取高五位）+03+03H H=1BH=1BH。43ICW3ICW3（主主/ /从片从片初始化命令字）初始化命令字） IR7IR

24、70 0IR6IR60 0IR5IR50 0IR4IR40 0IR3IR30 0IR2IR2ID2ID2IR1IR1ID1ID1IR0IR0ID0ID0D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0n主片主片82598259A A：IRiIRi1 1对应对应IRiIRi引脚引脚接有从片接有从片；否则否则IRiIRi引脚引脚没有接没有接从片从片n从片从片82598259A A：ID0ID0ID2ID2编码说明编码说明从片从片INTINT引脚引脚接到接到主片哪个主片哪个IRIR引引脚脚奇奇地地址址44ICW4ICW4（方式控制方式控制初始化命令字）

25、初始化命令字） 0 00 00 0SFNMSFNMBUFBUFM/SM/SAEOIAEOIPMPMD D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0嵌套方式：嵌套方式：n特殊全嵌套方式（特殊全嵌套方式（SFNMSFNM1 1）n普通全嵌套方式（普通全嵌套方式（SFNMSFNM0 0）数据线的缓冲方式：数据线的缓冲方式：n缓冲方式（缓冲方式（BUFBUF1 1）n非缓冲方式（非缓冲方式（BUFBUF0 0） 主片主片/ /从片选择：从片选择：n主片（主片（M/S=1M/S=1）n从片（从片（M/S=0M/S=0）中断结束方式：中断结束方式：n自动中断

26、结束（自动中断结束（AEOIAEOI1 1）n非自动中断结束（非自动中断结束（AEOIAEOI0 0）微处理器类型：微处理器类型：n1616位位80808686（ PMPM1 1）n8 8位位8080/80858080/8085（ PMPM0 0）奇奇地地址址45BUF、M/S和和SP#/EN#定义定义BUFM/SSP#/EN#0非缓冲非缓冲方式方式无意义无意义SP#（输（输入信入信号）号）1主主82590从从82591缓冲方缓冲方式式1主主8259EN#（输（输出信出信号）号）1CPU82590从从825908259 CPU462. 2. 初始化流程初始化流程 123447对初始化流程的几点

27、说明对初始化流程的几点说明 ICW1ICW1写入写入偶端口偶端口，ICW2ICW2ICW4ICW4写入写入奇端口奇端口 ICW1ICW1和和ICW2ICW2必须设置必须设置（所有系统所有系统每每个芯片个芯片），），ICW3ICW3（只在只在级联系统级联系统）和和ICW4ICW4（1616位系统位系统要设置特殊方式要设置特殊方式时）时）非必须非必须 在级联时，主片和从片在级联时，主片和从片分别设置分别设置ICW3ICW348对对82598259A A设置初始化命令字的例子设置初始化命令字的例子 MOV AL,MOV AL,13H13H（00010011B00010011B）OUT OUT 80H

28、80H,AL,AL; ;设置设置ICW1ICW1（单片单片 82598259，设置，设置ICW4ICW4） MOV ALMOV AL，18H18H（00011000B00011000B）OUT OUT 81H81H，ALAL; ;设置设置ICW2ICW2（中断类型中断类型码是码是1818H H1FH1FH） MOV AL,MOV AL,0DH0DH（00001101B00001101B）OUT OUT 81H81H，ALAL; ;设置设置ICW4ICW4（非特殊全（非特殊全嵌套，缓冲，非中断嵌套，缓冲，非中断自动结束方式，自动结束方式，1616位系统）位系统） 493. 3. 操作命令字操作命

29、令字OCWOCWv82598259A A工作期间，可以工作期间，可以随时接收随时接收操作操作命令字命令字OCWOCWvOCWOCW共有共有3 3个个：OCW1OCW1OCW3OCW3v写入时写入时没有顺序要求没有顺序要求，需要用到哪，需要用到哪个个OCWOCW就写入哪个就写入哪个50OCW1OCW1（中断屏蔽中断屏蔽操作命令字）操作命令字） M M7 7M M6 6M M5 5M M4 4M M3 3M M2 2M M1 1M M0 0D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0内容写入内容写入中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMRIMRDiDi

30、MiMi对应对应IRiIRi，为为1 1禁止禁止IRiIRi中中断；断；为为0 0允许允许IRiIRi中断。各位中断。各位互相独立互相独立。奇奇地地址址51说明：说明： v1 1）通过）通过奇端口写入奇端口写入，也可通过，也可通过奇奇端口读取端口读取。v2 2）用于）用于普通中断屏蔽普通中断屏蔽，特殊屏蔽特殊屏蔽方式方式要设置要设置OCW3OCW3相应位相应位才行。才行。52OCW2OCW2（优先级循环和中断结束方式优先级循环和中断结束方式操操作命令字作命令字） R RSLSLEOIEOI0 00 0L2L2L1L1L0L0D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2

31、2D D1 1D D0 0R R、SLSL和和EOIEOI配合使用配合使用产生产生中断结束（中断结束（EOIEOI）命令命令和和改变优先权顺改变优先权顺序序L2L2L0L0的的3 3位编码位编码指定指定IRIR引脚引脚 偶地址偶地址53D D4 4D D3 3=00=00； D D6 6D D5 5=X0=X0，自动结束，自动结束，硬件自动清除硬件自动清除ISRISR的相的相应位；（应位；（AEOIAEOI1 1） D D6 6D D5 5=01=01，普通结束普通结束 不指定清不指定清ISRISR的哪一位的哪一位 ； D D6 6D D5 5=11=11，特殊结束特殊结束 指定清指定清ISR

32、ISR的哪一位的哪一位 。 D D7 7=0=0，优先权优先权固定固定；D D7 7=1=1，优先权优先权循环循环。标志位说明：标志位说明：54中断结束（中断结束（EOI）和优先权设置命令表）和优先权设置命令表命令命令功能功能20H一般中断结束命令，用于全嵌套方式一般中断结束命令，用于全嵌套方式60H67H特殊中断结束命令，用于全嵌套方式特殊中断结束命令，用于全嵌套方式A0H普通循环结束命令，用于循环方式普通循环结束命令，用于循环方式E0HE7H特殊循环结束命令，用于循环方式特殊循环结束命令，用于循环方式80H启用优先级自动循环方式启用优先级自动循环方式00H关闭优先级自动循环方式关闭优先级自

33、动循环方式C0HC7H特殊循环方式下设置初始优先权特殊循环方式下设置初始优先权554 4 各寄存器的区别方法：各寄存器的区别方法： v 送到送到偶地址端口偶地址端口：OCW2OCW2和和OCW3OCW3通过通过D3D3位位区别，前者为区别，前者为0 0，后者为，后者为1 1；v 送到送到偶地址端口偶地址端口：ICW1ICW1和和OCW2OCW2、OCW3OCW3的区别通过的区别通过D4D4位位，前者为，前者为1 1，后两者为，后两者为0 0；v 送到送到奇地址端口奇地址端口：ICW2/3/4ICW2/3/4均按序在均按序在初始化时初始化时一次性写入一次性写入，OCW1OCW1不能紧跟不能紧跟ICW1ICW1之后写入，因而之后写入，因而不会混淆不会混淆。567.4 8259A使用举例使用举例 v利用利用8259A实现对外部中断的响应和处实现对外部中断的响应和处理，要求如下：理，要求如下：v将将1Hz时钟信号时钟信号接接8259A的的IR2端作为中端作为中断请求信号，断请求信号，CPU响应响应此中断后通过此中断后通过8255PA口口输出使发光二极管按照输出使发光二极管按照每秒每秒加