第7章中断系统-2.ppt

1、第7章 中断系统,7.1 中断技术概述 7.2 8086/8088的中断系统 7.3 可编程中断控制器Intel 8259A Intel 8259A结构与功能 8259A与计算机的连接 8259A的编程,7.3 可编程中断控制器Intel 8259A,7.3.1 Intel 8259A结构与功能 8259A 是与8086系列CPU兼容的可编程中断控制器。 主要功能： 可直接管理8个中断源。 通过级联，最多可管理64个中断源。 每一级中断都可以屏蔽和允许。 中断响应时提供中断类型码。 中断申请可以有电平触发，也可有边沿触发。 有多种工作方式。,8259A内部结构,内部结构说明,8259A有8个外

2、部请求输入端IR0IR7，由中断请求寄存器IRR保存申请状态，Di=1，IRi脚有中断请求；否则无。 中断服务寄存器ISR保存CPU正在服务着的中断请求， Di=1，IRi中断正在服务中；否则无。 中断屏蔽寄存器IMR对中断申请进行控制，Di=1，IRi中断被禁止；Di=0，该中断允许。 中断优先级判别器PR决定中断申请的优先级； 控制逻辑中包含两个寄存器组 初始化命令寄存器组：ICW1ICW4 操作命令寄存器组： OCW1OCW3 级联逻辑控制8259A的主从工作方式。,8259A引脚图,引脚功能说明： D7D0 双向，三态数据线，可直接与系统总线相连。 IR7IR0 8个外部中断请求输入引

3、脚，可为高电平有效或上升沿有效。 RD 读信号，输入，低电平有效，若有效则把8259A内部寄存器数据读入到CPU。 WR 写信号，输入，低电平有效，若有效则把数据写入到8259A的内部寄存器。,引脚功能说明,CS 片选信号，低电平有效，选中本片。 A0 用于选择8259A内部不同寄存器。 INT 中断申请线，输出，高电平有效， 8259A的中断申请输出引脚（可连接8086的INTR）。 INTA 输入，低电平有效，有效时8259A输出中断类型码。 CAS2CAS0 级联信号线，当8259A为主片时为输出引脚，从片时为输入引脚。收到第一个INTA时，主片通过这三根线通知有中断申请的从片在第二个I

4、NTA时送出中断类型码。 SP/EN 在非缓冲工作方式时，输入，决定8259A为主片（SP=1）还是从片（SP=0）；在缓冲工作方式时，输出（EN），由它打开总线缓冲器。,7.3.2 8259A与计算机的连接,8259A单片工作方式的接口电路,接口电路说明,8259A 的数据线与控制线对应连接到系统总线； 由74LS30（8输入与非门）和74LS138（38译码器）对地址线进行译码决定端口地址，地址为020H03FH； 8086使用低8位数据线与8259A传递信息。8086的A1接到8259的A0线上； CAS2 CAS1 CAS0未接，SP/EN接正电源； 地址范围：,两片8259A级联工作

5、管理15级中断,两片级联接口电路说明,从片8259A的中断申请端INT接主片的IR2 主片的SP/EN接+5V,从片的SP/EN接地，主从片的CAS2、CAS1、CAS0对应连接。 主片的端口地址INTA1CS为020H03FH, 从片的端口地址INTA2CS为0A00BFH.,7.3.3 8259A的编程,初始化命令字ICW （Initial Command Word） ICW1：启动初始化 ICW2：中断向量类型码 ICW3：级联编号 ICW4：特殊工作方式 操作命令字OCW（Operation Command Word） OCW1：屏蔽字 OCW2：优先级和中断结束 OCW3：特殊工作方

6、式 初始化命令字一般在初始化8259A时才写入，而且写入有严格的顺序，先写ICW1，最后写ICW4。 操作命令字可在任何时候写入8259A ，且无顺序。,初始化命令字ICW1,A0=0，D4=1 表示对ICW1编程。 D2（ADI）、D5D7（A5A7）8086系统不用，此处设为0。 D0（IC4） D0=1，需要ICW4；D0=0，不需要ICW4 D1（SNGL） D1=1，为单片8259工作方式； D1=0，为级联工作方式，此时要用ICW3指明级联端。,A0=0表示该命令字需写入偶地址端口； A0=1表示该命令字需写入奇地址端口。以下类同。,初始化命令字ICW1,D3（LTIM） D3=1

7、 中断请求是电平触发方式； D3=0 上升沿触发方式。,初始化命令字ICW2,A0=1，跟在ICW1后表示对ICW2编程。 T7T3：8086系统中为中断类型码的高5位，低3位根据具体的申请端IR0-IR7自动填充。 例：若ICW2 = 00001000B ，则8259A的IR3引脚上的中断请求的中断类型码为 00001011 ，即0BH,初始化命令字ICW3,A0=1，且ICW1的D1=0（SNGL），跟在ICW2之后表示对ICW3编程。 主片 Si=1表示该中断申请来自从片。 从片 ID2ID0对应从片的标识位。 ID2ID0用以指明该从片接到主片的哪一个IRi引脚上，ID2ID0的取值0

8、00111与从片连接到主片的输入端IR0IR7相对应。 响应中断时第一个INTA，主片从CAS2CAS0送出识别号，若从片的CAS2CAS0与识别号相同，在第二个INTA送出中断类型码。,初始化命令字ICW4,A0=1，且ICW1的D0=1，跟在其他初始化字后表示对ICW4编程。 D0（pm） D0=1为16位处理器体系；D0=0 为80/85处理器体系。 D1（AEOI） D1=1自动结束中断方式，在第二个INTA清ISR中的对应位。 D1=0 非自动结束中断方式，中断结束时发EOI命令清ISR中的对应位。,初始化命令字ICW4,D2（M/S） 在缓冲方式下（BUF=1)，选择主片和从片，M

9、/S=1为主片， M/S=0为从片。 在非缓冲方式下，由SP/EN引脚设定主片和从片。 D3（BUF） D3=1为缓冲工作方式， SP/EN为缓冲选通信号。单片系统SP/EN引脚接高电平； D3=0为非缓冲工作方式。 D4（SFNM） D4=1 为特殊全嵌套方式，此时允许同级中断再次进入，一般用于多片级联方式； D4=0 为普通全嵌套方式，禁止同级中断再次进入。,全嵌套方式,普通全嵌套方式又称固定优先权方式，是8259A常用的工作方式，各中断源的优先级是固定的，IR0的优先级最高，IR7的最低，从IR0IR7依次递降。 主程序必须执行开中断指令STI，使IF=1，才有可能响应中断。 每进入一个

10、中断服务程序，要在其中开中断，才能进行中断嵌套。 中断服务程序结束时，需发出EOI中断结束命令，使ISR中的对应位清0，才能返回断点并响应再次到来的中断。 特殊全嵌套方式一般用在8259A级联系统中的主片。 在特殊全嵌套方式下，8259A允许响应同级的中断请求，实现特殊的中断嵌套控制。 在8259A的级联系统中，将主片设为特殊全嵌套方式，从片设为一般全嵌套方式。即在主片上允许同级中断嵌套，才会反映出从片上的中断优先级控制。,操作命令字OCW1,A0=1 表示设置OCW1 Mi=1，屏蔽IRi输入中断请求； Mi=0，中断源IRi允许中断。 例：屏蔽键盘中断，设8259A奇地址端口为21H IN

11、 AL, 21H；从8259A奇地址端口读入OCW1 OR AL, 02H；M1=1，屏蔽IR1中断 OUT 21H, AL；将OCW1写入奇地址端口,操作命令字OCW2,A0=0，且D4D3 = 00，表示对OCW2编程 R 优先权循环状态 R=1优先权自动循环；R=0优先权固定。 SL 设定标志。SL=1由L2、L1、L0指明中断号或最低优先权 EOI 中断结束命令标志，非自动结束方式时清ISn 例：设8259A偶地址端口为20H，则一般EOI指令为： MOV AL, 20H ；EOI=1 OUT 20H, AL ；OCW2写入偶地址端口,R、SL、EOI三位组合控制命令,优先级自动循环,

12、优先级队列变化，一个设备受到中断服务以后，优先级自动降为最低 初始最高优先级IR0 优先级特殊循环方式 初始优先级由编程决定,操作命令字OCW3,A0=0，且D4D3 = 01，表示对OCW3编程 ESMM SMM 1 1 设置特殊屏蔽，无优先级，未屏蔽中断申请 均可进入 1 0 取消特殊屏蔽 P=1 ，设置8259A为查询工作方式，此时8259A不发INT信号，CPU通过查询指令决定服务程序。 查询得到格式如下表所示：,操作命令字OCW3,I=1 表示有中断请求 W2 W1 W0为当前最高优先级的中断请求的中断号 P=0，由RR和RIS设置下一个读取的寄存器 RR RIS 1 0 在下一个A

13、0 = 0端口读IRR 1 1 在下一个A0 = 0端口读ISR 若下一个A0 = 1，则读取IMR寄存器,8259A读操作举例,例：读取ISR到AL中 mov al, 0BH out 20H, al in al, 20H ；读取IRR到AL中 mov al, 0AH out 20H, al in al, 20H,;读取IMR到AL中 mov al, 0AH out 20H, al IN al, 21H,8259A的读/写操作小结,注 ：IRR、ISR或中断级别的选择，取决于在读操作前所写入的OCW3内容。 注：由片上的顺序逻辑队列，使这些命令字按适当的顺序写入。,7.3.4 8259A初始化

14、编程举例,8259A初始化编程顺序：,对初始化流程几点说明：,设置初始化命令字时，ICW1必须写入偶地址端口，ICW2ICW4必须写入奇地址端口。 ICW1ICW4的设置次序是固定的，不可颠倒。 对每一片8259A，ICW1和ICW2都是必须设置的，但ICW3和ICW4并非每片8259A都要设置。只有在级联方式下，需要设置ICW3；只有在80868088系统或需要设置特殊全嵌套方式、缓冲模式、中断自动结束方式情况下，才需要设置ICW4。而是否需要设置ICW3、ICW4，在ICW1中已经预先指明。 在级联情况下，不管是主片还是从片，都需要设置ICW3，但是，主片和从片的ICW3是不相同的。,例1

15、：IBM PC/XT机单片8259A初始化,要求： 端口地址为20H和21H 接收8个中断请求信号为边沿触发 选择全嵌套方式，IR0为最高优先级，IR7为最低优先级 设定IR0中断类型码为08H,ROM-BIOS对8259A的初始化程序段： INTA0_0EQU 20H INTA0_1 EQU 21H MOV AL, 13H OUT INTA0_0, AL ;ICW1 MOV AL, 08H OUT INTA0_1, AL ;ICW2 MOV AL, 09H OUT INTA0_1, AL ;ICW4,例2：在AT/286以上机器上，使用两片8259A级联组成15个中断申请输入端。,要求： 端

16、口地址主片为20H和21H，从片为A0H和A1H。 接收上升沿触发中断请求信号。 选择全嵌套方式，优先级排列次序为0级最高，依次为1级，815级，然后是37级。 采用非缓冲方式，主片SP/EN接+5V，从片SP/EN接地 设定主片中断类型码为08H0FH，从片为70H77H 一般中断结束方式。,接口电路,初始化命令字：,IC4,SNGL,0,LTIM,1,0,0,ICW1,11H,0,X,X,X,T3,T4,T7,T6,T5,ICW2,08H,主,从 70H,S6,S5,S3,S2,S1,S0,主,ICW3,04H,0,0,0,0,0,从,0,1,0,02H,AEOI,M/S,BUF,0,0,0,SFNM,u,pm,ICW4,主 11H,从 01H,初始化程序段 INTA00 EQU 20H INTA01 EQU 21H INTB00 EQU 0A0H INTB01 EQU 0A1H MOV AL, 11H OUT INTA00, AL ;主片ICW1 JMP SHORT $+2 ;I/O口要求延时 MOV AL, 08H OUT INTA01, AL ;ICW2 JMP SHORT $+2 MOV AL