微机原理与接口技术第八章

1、微机原理及接口技术第八章第八章 中断中断z 中断z 中断优先权z 8086中断方式z 中断控制器8259A微机原理及接口技术第一节第一节 引言引言uCPU和外设接口的硬件：中断控制逻辑u指令系统：管理中断的指令 中断功能：z 1. 分时操作分时操作z 2. 实现实时处理实现实时处理z 3. 故障处理故障处理微机原理及接口技术z 引起中断或发出中断请求的来源称中断源。z 1. 外部设备请求中断外部设备请求中断z 2. 故障强迫中断故障强迫中断z 3. 实时时钟实时时钟z 4. 程序自愿中断程序自愿中断微机原理及接口技术z1. 中断请求中断请求 中断源提出中断请求的条件： (1) 外设工作已告一段

2、落 (2) CPU允许该设备发出中断请求z2. CPU允许中断允许中断 开中断指令：STI 允许CPU响应可屏蔽中断 关中断指令：CLI 禁止CPU响应可屏蔽中断微机原理及接口技术z3. 中断优先级排队中断优先级排队 有多个中断源，根据轻重缓急，事先安排一个中断优先级顺序，称中断排队。z4. CPU检测中断请求信号检测中断请求信号 CPU在现行指令的最后一个总线周期的最后一个T状态时，检测中断请求INTR，若有，则下一周期进入中断响应周期。微机原理及接口技术z5. CPU响应中断响应中断 中断响应周期。 (1) 发中断响应信息INTA，关闭中断。 (2) 保留断点，将IP，CS入栈。 (3)

3、给出中断入口，转入相应的中断服务程序。z6. 中断服务中断服务 首先保护现场，中断服务，恢复现场。微机原理及接口技术z7. 中断返回中断返回 开中断，IRET中断返回，CPU恢复主程序执行。z8. 关于多重中断关于多重中断 多中断源，CPU执行一中断服务程序，又有优先级别更高的中断请求产生。 中断服务程序中STI(开中)指令安排在不同地方，效果不同。微机原理及接口技术第二节第二节 中断优先权中断优先权z 一进入中断服务程序，就是一段软件查询程序。1. 屏蔽法屏蔽法IN AL，20HTEST AL，80HJNE PWFTEST AL，40HJNE DISS2. 移位法移位法IN AL，20HRC

4、L AL，1JC PWFRCL AL，1JC DISS(3)中断响应慢，尤其是中断源多时，查询时间长。(2)不需要判断与确定优先权的硬件排队电路。(1) 询问次序即中断优先权的次序。微机原理及接口技术z1.中断优先权编码电路中断优先权编码电路排队过程排队过程(2) 有中断正在处理，此时，优先权失效信号=0，封锁门2，编码B2B1B0输出至比较器。(1)没有中断产生CPU执行主程序优先权失效信号=1，开放门2 。 当任一中断请求产生编码A2A1A0，中断请求通过门2，使INTR为高，向CPU发出中断请求。CPU响应，发出INTA，取得中断矢量。1) AB，即新产生的中断请求级别比正在处理的低，比

5、较器输出AB=0封锁门1，不能发INTR。2) AB，即新产生的中断请求的级别比正在处理的高，比较器输出AB=1，打开门1，发出INTR。微机原理及接口技术2.链式优先权排队电链式优先权排队电路路(1)中断输入1有中断请求2)门A2输出为低B2低C2低D2低屏蔽了所有低级中断。排队过程排队过程1) F/FA输出高中断响应为高门A1输出为高控制转向中断1的服务程序。(2)中断输入1没有中断请求， F/FA输出为0，门A2输出1，中断响应传至中断2若F/FB输出为0(没有中断2)， 门B2输出1，中断响应传至中断3。微机原理及接口技术z (1) 若上级的输出信号为0，则屏蔽了本级和所有低级中断。z

6、 (2) 若上级的输出信号为1，本级有中断请求，转去执行本级的中断服务程序，本级至下级的输出为0，屏蔽所有低级中断。z (3) 若上级的输出信号为1，本级无中断请求，则本级至下级的输出为1，允许下一级中断。总结：总结：40微机原理及接口技术第三节第三节 80868086中断方式中断方式z CPU支持256个中断，0255，中断类型码(中断号)z硬中断:外设引起的外中断 08H0FH z 70H77Hz内中断:内部硬件，CPU引起的 0H07Hz软中断:中断指令引起的 10HFFH 微机原理及接口技术u 内部硬件出错引发NMI中断u CPU遇到某些特殊事件，引发CPU中断z 1. 微处理器中断微

7、处理器中断z (1) 0号中断除数零 DIV(无符号) IDIV(有符号)z (2) 1号中断单步执行 TF=1(单步标志)微机原理及接口技术z (3) 3号中断断点处理z (4) 4号中断运算溢出 OF=1 z2.2.不可屏蔽中断不可屏蔽中断NMINMIz NMI输入端上跳边沿触发，引起2号中断NMI。z INTR可屏蔽中断请求信号线，IF=1，CPU才响应，STI/CLI管理。微机原理及接口技术 INT n n=10HFFH 除数零 INT n 断点 溢出不可屏蔽中断NMI可屏蔽中断INTR单步执行高低低微机原理及接口技术z 256个中断号，256个中断服务程序入口地址，每个地址CS:IP

8、 4个字节，2564=1024u中断向量表中断向量表z 内存0000:0000开始的1K空间建立的表z 存放256个中断向量(中断号)的中断服务程序入口地址，前2个字节为IP，后2个字节为CS。 z 中断向量 nz 中断向量表地址=0000:n4微机原理及接口技术 CPU响应中断，取得中断类型码(中断号)n。u(1) n 4 ，作为中断向量表指针。u(2) SP-2，标志寄存器Flags入栈。 u(3) 清除中断标志IF=0，单步标志TF=0。u(4) SP-2，断点CS入栈。 SP-2，断点IP入栈。u(5) n 4 的后2个字节CS n 4 的前2个字节IPu(6) CS:IP，CPU转向

9、执行该中断服务程序。微机原理及接口技术第四节第四节 中断控制器中断控制器8259A8259Au1. 管理八级向量中断，可级联，最多管理64级。u2. 每级都可屏蔽或允许。u3. 响应周期提供中断向量。u4. 可编程选择几种工作方式。微机原理及接口技术(1) 保存中断请求信号(2) 每一位可对IRR相应的中断源进行屏蔽(3) 存放当前正在服务的中断级。(5) 实现8259A的级连。(4) 对保存在IRR中的中断请求，经判断确定最高优先权，送ISR。微机原理及接口技术1.单片连接单片连接z过程：z(1) 当IR0IR7中有中断请求，使相应IRR位置位。z(2) 由INT引脚向CPU发出中断请求。z

10、(3) CPU发出中断响应信号INTA。z(4) 8259A使最高优先权的ISR置位，相应的IRR位复位。z(5) CPU在第二个中断响应周期输出另一个INTA，8259A向数据总线输出一个8位的中断向量n。n4从中断向量表取出中断服务程序入口地址。微机原理及接口技术2.多多片片连连接接利用CAS0CAS2寻址从控制器(1) 主片：CAS0CAS2为输出线 SP/EN接地，从CAS0CAS2接收主片发的从片识别码。SP/EN接高电平(2) 从片： CAS0CAS2为输入线z过程：z(1) 主片从CAS0CAS2送出该次中断响应所属的从控制器编码。z (2) 各从控制器将接收到的编码与自身的编码

11、比较，相同说明本控制器的请求被响应，将中断类型码送DB；z 若不相同的从控制器不动作。41微机原理及接口技术z(1) 初始化编程z 写入初始化命令字ICW1ICW4，建立8259A基本工作条件。z ICW1，ICW2必须送，ICW3，ICW4由工作方式选择。微机原理及接口技术z(2) 操作编程z 写入操作命令字OCW1 OCW3，用于对中断处理过程实现动态控制，如嵌套方式，优先权循环方式，查询等。微机原理及接口技术1.1.初始化命令字初始化命令字z(1) ICW1中断请求方式:1：电平触发0：边沿触发对8086/8088系统不起作用1：单片82590：多片级连1：需要ICW40：不需要微机原理

12、及接口技术z(2) ICW2z 设置中断向量的高五位，低三位由IRi自动填入。z 例：T7T3=00001z 则IR0IR7的中断号依次为08H0FH。微机原理及接口技术z(3) ICW3z主片主片 1：IRi上有从片 0：IRi上没有从片z从片：从片： IDID2 2IDID0 0是从片识别码，表示从片的INTINT接至主片的哪端IrIri iz 例：接至IRIR2 2，则识别码为010。微机原理及接口技术z(4) ICW41：自动结束中断0：正常方式1：8086/8088 0：8080/80851：缓冲方式主片0：缓冲方式从片1：缓冲方式0：非缓冲方式1：特殊全嵌套方式0：一般嵌套方式微机

13、原理及接口技术2.2.操作操作命令字命令字z(1) OCW1 屏蔽字直接写入IMRz 0：允许中断z 1：屏蔽中断微机原理及接口技术z(2) OCW2 设置优先权是否循环，循环方式及中断结束方式EOI：中断结束命令位 1：正常EOI方式时，该位使ISR复位。R：中断排队是否循环 1：循环，如优先级IR0最高，IR7最低，当有一个IR4服务完，则IR5变为最高级，IR6次之，依此类推。L2L1L0：最低优先级的编码。SL 1：L2L1L0 选择有效D4D3=00写入OCW2的标志微机原理及接口技术z(3) OCW3 读取ISR或IRR寄存器内容，发查询命令，设置特殊屏蔽方式1) 读ISR或IRR

14、RR：1 允许读ISR或IRR 0 禁止读ISR或IRRRIS：1 读ISR 0 读IRR2) 查询 P=1 8259A查询方式，将中断请求写入ISR相应位，并将其编码送数据总线，CPU对8259A读。 SMM： 1：特殊屏蔽0：复位成一般屏蔽ESMM 1：允许SMM起作用0：SMM无意义 D4D3=01写入OCW3的标志微机原理及接口技术中断服务程序中断服务程序IRQ7显示字符CX-1CX送OCW2结束中断中断返回42主程序主程序设置中断向量表关中断8259A初始化CX=10屏蔽IR7CX-1=0?开中断YN暂停微机原理及接口技术ICW1ICW2ICW3ICW4微机原理及接口技术OCW1OC

15、W2OCW3微机原理及接口技术CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:PUSH DSMOV AX，0000HMOV DS，AXMOV AX，OFFSET IRQ7MOV SI，003CHMOV SI，AXMOV AX，SEG IRQ7MOV SI，003EHMOV SI，AXCLIPOP DSDS=0000取中断程序入口地址0FH*4=3CHIPCS主程序微机原理及接口技术MOVAL，13HOUT 20H，ALMOV AL，08HOUT 21H，ALMOV AL，0DHOUT 21H，ALIN AL，21HANDAL，7FHOUT21，ALICW1：边沿触发，单片，要ICW4ICW2：T7T3=00001ICW4：一般嵌套，缓冲，主，正常EOIOCW1：中断屏蔽字，开放IR7微机原理及接口技术MOV CX，000AHA1: CM