微型计算机原理与接口技术课件 第07章 中断控制接口

第7章中断控制接口第7章中断控制接口中断系统概述中断控制器8259A8259A的程序设计8259A在IBMPC系列机中的应用PC机中断系统

中断请求与中断源INTn指令中断逻辑非屏蔽中断请求8259IRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQ51234067INTR（08~0FH）NMI（2）（70H~77H）单步（1）断点（3）溢出（4）TF

IF除法错（0）外部中断：可屏蔽中断和非可屏蔽中断。内部中断：除法错等中断，软中断。OF

PC机中断系统中断系统的功能实现中断与返回：能够响应中断，转到相应的中断服务程序，处理结束后能够返回到断点处。实现优先级排队：多个中断源同时发出中断请求时，中断系统能够按优先级依次进行处理。实现中断嵌套：CPU在处理低级中断时，若出现更高级的中断请求，应暂停对较低级的中断的处理，转去处理较高级的中断。PC机中断系统CPU响应中断的条件有中断请求信号：主要指外部中断，如INTR、NMI。中断请求没有被屏蔽：每个中断源都可以在CPU的控制下发出中断请求信号（INTR），如8250的IER寄存器和OUT0、OUT1信号，8255A的PC2、4、6以及8259的IMR。CPU的中断是开放的：CPU只有在标志寄存器中的IF标志为1时才对外部中断请求信号（INTR）进行响应。CPU可通过STI、CLI指令对IF标志置1或清0。CPU在现行指令执行完毕时才响应中断满足以上条件的情况下PC机中断系统中断源可分为两大类：来自CPU内部的来自CPU外部的外部中断可屏蔽中断：指CPU可通过指令来控制是否允许对它的请求进行响应的中断。在正常情况下，这样的中断源在一个计算机系统中不只一个，可是86系列CPU只有一个INTR输入端。在86系列微机中是使用了可编程的中断控制器8259A来协助CPU管理各种不同的中断源的。非屏蔽中断：NMI输入端上的信号不能被屏蔽，即使在关中断的情况下（IF=0），在执行完当前指令以后CPU也会立即响应。非屏蔽中断的方式码固定为2。内部中断方式0——除法错中断执行DIV或IDIV指令时，商数超过了机器所能表示的最大值。方式1——单步中断陷阱标志位TF=1。方式3——断点中断一条用来设置程序断点的单字节指令。方式4——溢出中断溢出标志位OF=1。方式5——用户定义的软件中断8259A的引脚8259AD0~D7RD#WR#CS#A0INTINTA#…..IRQ0IRQ1IRQ7CAS0CAS1CAS2级联SP/EN主从/缓冲中断源8259A的内部结构8259A（一片）的中断响应顺序外部设备提出中断请求（IRQi）。中断请求被锁存在IRR中，并与IMR相“与”。经优先级分析器检出优先级最高的中断请求。由控制电路比较该中断请求与当前中断（CPU正在处理的）的优先级，判断是否能够进行嵌套。是则向CPU发出INT信号。CPU输出第一个INTA#脉冲信号，将IRR的对应位清0，并将ISR的对应位置1。输出第二个INTA#脉冲信号，8259A在这个周期将中断向量码输出到数据总线。

CPU读取中断向量码，转到相应的中断处理程序。8259A的级联INTINTA#IRQ1IRQ0IRQ7SP#/EN#…CAS0CAS1CAS2INTINTA#IRQ1IRQ0IRQ7SP#/EN#…CAS0CAS1CAS2INTINTA#IRQ1IRQ0IRQ7…CAS0CAS1CAS2主片从片INTAINTRSP#/EN#8259A的初始化命令字ICW

包括ICW1～ICW44种命令字，用于设置8259A的工作方式、中断向量的高5位等。无论8259A处于什么状态，只要命令字的第4位写“1”，且写入偶地址，8259A就认为是ICW1命令字，而且将其后写入奇地址的1～3字节的命令字作为ICW2～ICW4。如果8259A单独使用，初始化时不需要ICW3。ICW4的有无受ICW1的D0控制，当ICW1的D0位为1时需要ICW4，否则不需要。8259A的内部寄存器

ICW1：

ICW2：ICW3：

0001LTM1SNGLIC41电平触发0边沿触发1单片使用0级联使用1要求ICW40不要ICW4off7off6off5off4off3000s7s6s5s4s3s2s1s0主片1：连有从片；0：未连从片中断向量高5位8259A的内部寄存器

ICW3：ICW4：00000ID2ID1ID0000SFNMBUFM/SAEOI1从片从片ID1缓冲方式0非缓冲方式1本片为主片0本片为从片1自动EOI0非自动EOI0非特殊完全嵌套1特殊完全嵌套8259A的内部寄存器

OCW1：

/IMR

OCW2：

M7M6M5M4M3M2M1M01：该中断请求被屏蔽；0：该中断请求开放RSLEOI00L2L1L0选择一个中断级000=取消自动EOI方式的中断优先级自动循环001=非指定的EOI命令（复位当前的中断级）010=无操作011=指定的EOI命令（复位指定的中断级）100=设置自动EOI方式的中断优先级自动循环101=设置中断优先级循环和非指定的EOI命令110=设置中断优先级（L2~·L0指定的中断优先级最低）111=设置中断优先级循环和指定的EOI命令8259A的内部寄存器读IMR：INAL，21HICW1ICW2ICW3ICW4OCW1OCW2OCW3偶奇奇奇d4=1IMR奇偶偶d4=0d3=0d4=0d3=1IRRISR偶偶8259A的内部寄存器ICW1ICW2ICW3ICW4OCW1OCW2OCW3偶奇奇奇d4=1IMR奇偶偶d4=0d3=0d4=0d3=1IRRISR偶偶读IRR：MOVAL，00001010BOUT20H，ALINAL，20H8259A的内部寄存器读ISR：MOVAL，00001011BOUT20H，ALINAL，20HICW1ICW2ICW3ICW4OCW1OCW2OCW3偶奇奇奇d4=1IMR奇偶偶d4=0d3=0d4=0d3=1IRRISR偶偶；初始化主片8259AMOVAL,11H;ICW1，8259A级联使用，边沿检测

OUT20H,ALMOVAL,08H;ICW2,设置中断向量的高5位，

OUT21H,AL;IRQ0~IRQ7分别对应INT08H到0FHMOVAL,04H;ICW3,在IRQ2上接有一从属8259AOUT21H,ALMOVAL,05H;ICW4,指定非AEOI方式

OUT21H,AL8259A在PC/AT中的应用；初始化从片8259AMOVAL,11H;ICW1，8259A级联使用，边沿检测

OUT0A0H,ALMOVAL,70H;ICW2,设置中断向量的高