微机原理与接口技术实用教程07

第7章中断系统本章要点中断的基本概念8086/8088的中断系统可编程中断控制器8259A小型案例实训8259A的应用7.1中断基本概念一、中断和中断源7.1中断基本概念中断CPU接到请求，暂停正在执行的程序而转向请求的处理程序，处理结束后又回到被中止的程序继续执行，这一过程称中断；中断源的分类；内部中断：由处理器内部产生的中断；外部中断：外部设备在中断申请引脚上产生的中断；可屏蔽中断与不可屏蔽中断可屏蔽中断：能被处理器屏蔽掉而不被响应的中断(INTR)。不可屏蔽中断：不能被处理器屏蔽掉的中断(NMI)。二、中断的处理过程7.1中断基本概念中断请求在INTR上外设给出高电平，1)持续到被CPU响应；2)CPU响应后及时撤消。中断承认（中断响应的条件）满足下列条件进入中断响应周期：a,INTR有中断请求；b,IF=1开中断；c,无RESET、HOLD和NMI或更高级的中断；d,一条指令执行结束。中断响应7.1中断基本概念(1)关中断：CPU硬件自动清IF(关中断，禁止其它中断）。(2)断点保护：CPU硬件自动将PSW、CS、IP依次压栈，以便中断结束能够返回断点。(3)中断源识别：1）软件查询(软件做)2）中断向量 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf (硬件自动做)软件查询方法：CPU收到INTR→读入D0～D7→测试哪一位→确定中断源→对其中断服务。7.1中断基本概念中断响应(1)保护现场：断点保护未保护的&主程序用的&中断服务也用的寄存器→堆栈(2)开中断（指令STI）：采用软件查询方法的中断源识别。(3)中断服务：对中断事件的处理。(4)关中断（指令CTI）(5)现场恢复：保护现场的逆过程，堆栈→寄存器(6)开中断（指令STI）：允许新的中断。(7)中断返回(指令IRET)：从堆栈中依次弹出IP、CS、PSW，返回原断点处，断点保护逆过程。7.1中断基本概念多个中断源同时请求中断，先响应中断优先级高的中断优先级根据各中断源的重要性确定其响应的优先次序。中断优先级控制原则：（1）多个同时请求，先响应高优先级，再响应低优先级；（2）当CPU执行某中断服务程序时，出现新的高优先；级请求中断，则：暂停低→处理高，高服务结束→返回低，继续低服务。三、中断优先级及中断嵌套7.28086/8088的中断系统一、中断源7.28086/8088的中断系统二、8086/8088中断优先级除法错、INTn、INTO优先级最高NMI次之INTR较低单步最低三、中断源识别方法—中断向量法中断类型码每一中断都有一个表示中断源编号的8位二进制数称中断类型码(号),从0~255，共256个。7.28086/8088的中断系统中断向量每一中断类型码对应一个中断向量，该中断向量指明了该类型码所对应的中断服务程序的入口地址中断向量表8086/8088系统将内存前1024个单元作为中断向量表，存放256个中断向量，每一中断向量占4个单元，前二字节是中断服务程序入口地址的偏移地址，后二字节是段地址。中断向量表地址：4*中断类型码n。中断向量表的中断源识别方法（1）CPU收到中断请求→获取中断类型码→查中断向量表→得到该中断源的中断服务子程序入口地址→转向服务子程序进行中断服务7.28086/8088的中断系统（2）查表方法：中断类型码n*4（左移2位）得到表地址→从表地址所指单元连续取4个字节数据得到IP、CS→该CS：IP即为该中断源的中断服务子程序入口地址四、中断响应过程不可屏蔽中断NMI（1）上升沿提出中断请求。（2）不受IF=0的影响。（3）不要中断响应总线周期，自动进入中断类型2。（4）其它同INTR。内部中断（1）中断类型号或是指令码给出，或由硬件决定，都不要中断响应总线周期。（2）不受IF控制，但单步中断受TF控制。（3）其它同INTR，但要考虑优先级。7.28086/8088的中断系统五、中断与中断返回指令中断指令INTO测试OF，若OF=1执行中断，否则不操作。INTn执行中断类型号为n的中断，n=00H~FFH。(1)断点保护：SP-2→SP，PSW→[SP+1]:[SP]；清PSW的IF与TF；SP-2→SP，CS→[SP+1]:[SP]；SP-2→SP，IP→[SP+1]:[SP]。(2)中断源识别与跳转:[n*4+1]:[n*4]→IP;[n*4+3]:[n*4+2]→CS;程序将自动跳转到CS：IP处执行该中断服务子程序中断返回指令:IRET执行中断返回时，CPU自动做恢复断点：[SP+1]：[SP]→IP，SP+2→SP;[SP+1]：[SP]→CS，SP+2→SP;[SP+1]：[SP]→PSW，SP+2→SP7.3可编程中断控制器8259A一、外部引线和内部结构引脚：D0~D7:双向数据线/WR、/RD:写读控制信号,/CS片选A0:地址线，选择内部寄存器INT:中断请求输出/INTA:中断响应输入线IR0~IR7:是外接中断源输入线。CAS0~CAS2:级联时用。SP//EN：作输入是/SP，控制8259作主片或从片，1主0从。用作输出是/EN，控制三态门，大系统中用。7.3可编程中断控制器8259A结构框图中断请求寄存器IRR:存放IR0~IR7中断请求服务寄存器ISR:存放IR0~IR7中正在服务的源中断屏蔽寄存器IMR(interruptmask)4个8位初始化命令字ICW3个8位操作命令字OCW7.3可编程中断控制器8259A二、中断处理过程(1)中断外设在IR0~IR7上产生n条中断请求→8259,8259将相应的IRR位置1；(2)IRR中断请求+设定的IMR屏蔽→优先级分析器,最高优先级的请求送到INT→CPU；(3)CPU收到INT响应：发送连续二个总线周期的/INTA；8259在第一个/INTA,该中断源对应的IRR位复位,ISR位置位，从而禁止较低优先级的中断。(4)8259在第二个/INTA：送出8位的中断类型码→D0~D7。(5)8259中断结束自动结束方式：第二个/INTA结束时ISR复位相应位；非自动方式：收到EOI命令才复位，以开放低级中断申请(6)CPU读取中断类型码→查中断向量表→转服务子程序7.3可编程中断控制器8259A三、中断优先级管理方式优先级管理(1)固定优先级(完全嵌套排序方式):IR0>IR1>…>IR7(2)自动循环优先级(等优先级方式)：优先级循环，刚服务过的最低，下一个变为最高。如5级刚服务过，6级变为最高，7级次之。(3)特殊循环优先级:优先级循环，通过命令字指定最低优先级。屏蔽方式(1)一般屏蔽方式：一个中断请求被响应→8259禁止所有同级、低级的请求(2)特殊屏蔽方式：解除这种禁止，允许同级、低级的请求，即IRi被响应→ISR、IMR设置的位对应的IR禁止请求，其他所有级别的IR允许请求7.3可编程中断控制器8259A中断结束方式(1)非自动EOI：软件发EOI命令字结束普通EOI：清除ISR中已置位的优先级最高的位，适用于固定优先级、自动循环优先级；特殊EOI：清除命令字指定的ISR位，适用于所有优先级方式，特别是特殊循环优先级(2)自动EOI：硬件自动EOICPU响应中断请求后，向8259发连续2个/INTA周期，在第二个/INTA结束时8259自动执行普通EOI的工作(复位ISRi).中断触发方式（1）电平触发方式（2）边沿触发方式7.3可编程中断控制器8259A四、初始化命令字ICW初始化命令字ICW1初始化命令字ICW27.3可编程中断控制器8259A初始化命令字ICW37.3可编程中断控制器8259A初始化命令字ICW4初始化命令字的设置过程7.3可编程中断控制器8259A初始化命令字的设置过程7.3可编程中断控制器8259A五、操作命令字OCW操作命令字OCW1操作命令字OCW27.3可编程中断控制器8259A7.3可编程中断控制器8259A操作命令字OCW37.3可编程中断控制器8259A六,8259寄存器的访问控制：8259的9个寄存器只占2个地址(只有A0地址线),如何区分?7.48259的应用一、8259与系统总线的连接对于8259，可选A0=0是0FF00H，A0=1是0FF02H7.48259的应用二、对8259的初始化SET59A：MOVDX，0FF00H；A0=0MOVAL，00010011B；ICW1：D3=LTIM=0沿触发,D1=1单片，D0=1要ICW4OUTDX，ALMOVDX，0FF02H；A0=1MOVAL，00011000B；ICW2:中断类型码IR0~IR7类型码18H~1FHOUTDX，ALMOVAL，00000011B；ICW4：8086/8088,自动EOI,非缓冲,正常全嵌套OUTDX，AL7.5小型案例分析─电子钟利用20ms一次的定时中断服务程序，建立时、分、秒电子钟（1）编写20ms中断服务程序每次中断（20ms）→n1=n1+1→n1<50→中断返回；n1=50→second=second+1，n1=0→second<60→中断返回；second=60→minute=minute+1，second=0→minute<60→中断返回；minute=60→hour=hour+1，minute=0→hour<24→中断返回；hour=24→hour=07.5小型案例分析─电子钟中断服务子程序：CLOCKPROCFARPUSHAX；现场保护PUSHSIMOVAX，SEGTIMER；中断服务MOVDS，AXMOVSI，OFFSETTIMERMOVAL，[SI]INCAL；n1+1MOV[SI]，AL保存新n1CMPAL，50；1秒到?JNZTRNEDMOVAL，0;1秒到则n1=0MOV[SI]，AL7.5小型案例分析─电子钟MOVAL，[SI+1]ADDAL，1;second+1DAAMOV[SI+1]，AL；保存新secondCMPAL，60H；一分钟到？JNZTRNEDMOVAL，0MOV[SI+1]，ALMOVAL，[SI+2]ADDAL，1DAAMOV[SI+2]，ALCMPAL，60H；一小时到？JNZTRNED7.5小型案例分析─电子钟MOVAL，0MOV[SI+2]，ALMOVAL，[SI+3]ADDAL，1DAAMOV[SI+3]，ALCMPAL，24H；24小时到？JNZTRNEDMOVAL，0MOV[SI+3]，ALTRNED：POPSI；现场恢复POPAXSTI；开中断IRET；中断返回CLOCKENDP7.5小型案例分析─电子钟(2)确定中断类型码，初始化8259IR0中断类型码为18H，初始化程序同前SET59A。(3)初始化中断向量表：INITB：MOVAX，0MOVDS，AXMOVSI，18HSHLSI，1；中断类型码*4SHLSI，1MOVDX，OFFSETCLOCKMOV[SI]，DXMOVDX，SEGCLOCKMOV[SI+2]，DX7.6小结本章需要掌握的知识点中断的基本概念和中断源的分类。中断的处理过程中断优先级及中断嵌套8086/8088中断系统中断控制器8259A及其应用