微型计算机原理及接口技术第8章-86序列微型计算机的中断系统课件.ppt

1、主程序继续执行断点中断服务程序中断响应中断返回图8-1 中断过程示意图作用作用：提高提高CPU的工作效率的工作效率 提高实时数据的处理时效提高实时数据的处理时效 可以实现多任务多用户管理可以实现多任务多用户管理条件条件：v CPU开中断开中断v 有级别更高的中断源请求有级别更高的中断源请求中断中断分类分类非屏蔽中断非屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断NMI引入，引入，1个，不受个，不受IF的屏蔽的屏蔽INTR引入，多个，受引入，多个，受IF的屏蔽的屏蔽CPU根据软件中的某条指令或者软件对标志寄根据软件中的某条指令或者软件对标志寄存器中的设置而产生的存器中的设置而产生的硬件中断硬件中断软件中断软件中断

2、（外部中断外部中断）（内部中断内部中断）软件中断软件中断硬件中断硬件中断中断中断中断矢量号代码中断矢量号代码 （0255）中断服务程序中断服务程序 一一对应一一对应一一对应一一对应中断矢量表：中断矢量表：在内存中，开辟一个区域存放中断服务程在内存中，开辟一个区域存放中断服务程序的入口地址的表。对于序的入口地址的表。对于80868086，这个区域的首地址，这个区域的首地址00000H00000H（固定）（固定）问题：问题：已知中断矢量号代码，怎样找到中断服务程序的已知中断矢量号代码，怎样找到中断服务程序的入口地址？入口地址？中断矢量号中断矢量号N中断矢量表的地址中断矢量表的地址中断矢量表中断矢量

3、表中断服务程序的入口中断服务程序的入口 地址（地址（CS，IP）4 解解：键盘中断对应的中断矢量表位于：键盘中断对应的中断矢量表位于0000:0024H (09H4=24H)开始的开始的4单元单元 这这4个单元的内容见表个单元的内容见表:0BHA9H01H25H0027H0026H0025H0024H图8-7 例8-1中9号键盘中断矢量表内容中断请求中断请求NMI特点特点：对对NMI请求的响应请求的响应不受不受中断标志位中断标志位IF的控制的控制 中断矢量号为中断矢量号为2 NMI中断优先级别高于可屏蔽中断中断优先级别高于可屏蔽中断用途用途：用于处理系统的重大故障，如掉电事故：用于处理系统的重

4、大故障，如掉电事故中断请求中断请求中断响应中断响应INTRINTA发送两个负脉冲信号，第一个通知外设，它发生的中断请求已被响应，第二个通知中断源送出中断矢量号8259A原因原因 PC系列各机型启动过程中，首先由系列各机型启动过程中，首先由ROM BIOS自测试代码自测试代码对对ROM BIOS控制的中断矢量进行初始化装入控制的中断矢量进行初始化装入 8086/8088系统：装入系统：装入01FH共共32个中断矢量个中断矢量 80286以上以上CPU系统：装入系统：装入077H共共120个中断矢量个中断矢量 若用户开发的应用程序采用若用户开发的应用程序采用INT N形式调用，则要将中断形式调用，

5、则要将中断服务程序入口地址提前存入中断矢量表中所选定的单元中服务程序入口地址提前存入中断矢量表中所选定的单元中特点特点:单片单片8259A能管理能管理8级中断。若采用级联工作方式，可级中断。若采用级联工作方式，可以用以用9片片8259A构成构成64级主从式中断系统级主从式中断系统 具有中断判优逻辑功能，且对每一级中断都可以屏蔽具有中断判优逻辑功能，且对每一级中断都可以屏蔽或允许或允许 中断响应后，能将预置的中断类型码自动提供给中断响应后，能将预置的中断类型码自动提供给CPU 8259A通过通过编程编程可以工作在多种不同的方式，从而能可以工作在多种不同的方式，从而能方便的满足多种类型微机中断系统

6、的需要方便的满足多种类型微机中断系统的需要读读/写控制逻辑写控制逻辑：接收：接收CPU 的读的读/写控制命令和片选控写控制命令和片选控制信息制信息 RD：由由IN指令产生，实现读指令产生，实现读8259A(内部寄存器）内部寄存器）WR：由：由OUT指令产生，实现写指令产生，实现写8259A(命令字）命令字）A0：地址码，选择内部控制寄存器：地址码，选择内部控制寄存器 A0=0：选择内部偶地址：选择内部偶地址 A0=1：选择内部奇地址：选择内部奇地址 CS：片选信号，凡是挂总线上的芯片都需分配一个来：片选信号，凡是挂总线上的芯片都需分配一个来自于系统译码电路的选通信号自于系统译码电路的选通信号中

7、断请求触发器（中断请求触发器（IRR）：8位寄存器，用来存放由外位寄存器，用来存放由外部输入的中断申请信号部输入的中断申请信号IR0IR7。当某一个。当某一个IRi端呈现高端呈现高电平时，该寄存器的相应位置电平时，该寄存器的相应位置1，显然，最多有，显然，最多有8个中断个中断请求信号同时进入请求信号同时进入IR0IR7端，则端，则IRR将被置全将被置全“1”。至于被置至于被置“1”的请求能否进入的请求能否进入IRR的下一级判优电路还的下一级判优电路还取决于中断屏蔽寄存器取决于中断屏蔽寄存器IMR中相应位的状态中相应位的状态 中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器(IMR)：8位寄存器，用来存放对各级位寄

8、存器，用来存放对各级中断请求的屏蔽信息。由中断请求的屏蔽信息。由CPU设置，以决定某个中断源设置，以决定某个中断源是否被屏蔽，当该寄存器中某一位置是否被屏蔽，当该寄存器中某一位置“1”时，表示禁止时，表示禁止该中断请求进入系统。通过该中断请求进入系统。通过IMR寄存器可实现对各级中寄存器可实现对各级中断的有选择的屏蔽断的有选择的屏蔽控制逻辑控制逻辑：依据中断请求寄存器：依据中断请求寄存器IRR的位置情况和优先的位置情况和优先级排队电路级排队电路PR的判定结果，向的判定结果，向8259A内部其他部件发内部其他部件发出控制信号，并向出控制信号，并向CPU发出中断请求信号发出中断请求信号INT和接收

9、和接收来自来自CPU的中断响应信号的中断响应信号INTA，控制，控制8259A进入中断进入中断服务状态服务状态12345678910111213142827262524232221201918171615WRRDCAS1D0D1D2GNDVCCCSA08259AD7D6D5D4D3CAS0CAS2SP/ENINTIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7INTAD0WRRDCSA0INTAIRQ0INTSP/ENCAS0CAS1CAS28259A第二个第二个INTA到达时，到达时，8259A做做3件事：件事：恢复恢复IRR功能功能 将中断类型号送上数据总线的将中断类型号送上数据总线的D7

10、D0，传给，传给CPU 如果方式控制字（如果方式控制字（ICW4)，自动中断结束位为，自动中断结束位为1，那么，那么在第二个脉冲结束时，在第二个脉冲结束时，8259A会将第一个会将第一个INTA脉冲到来时脉冲到来时设置的设置的ISR清清0电平触发方式电平触发方式边沿触发方式边沿触发方式高电平有效高电平有效上升沿有效上升沿有效D7D6D5D4D3D2D1D0与用户选择类型码有关，与用户选择类型码有关，选择系统没有占用的选择系统没有占用的0 0 0 IR00 0 1 IR10 1 0 IR20 1 1 IR31 0 0 IR41 0 1 IR51 1 0 IR61 1 1 IR7例例8-2：D7D

11、3=01000 则中断类型码将则中断类型码将40H47H，该控制字由指令送到，该控制字由指令送到8259A，当当CPU响应中断时，由第二个响应中断时，由第二个INTA信信号将它取走，送给号将它取走，送给CPU，取得中断服，取得中断服务程序入口地址务程序入口地址普通普通EOI方式方式特殊特殊EOI方式方式自动自动EOI方式方式中断屏蔽方式中断屏蔽方式完全嵌套方式完全嵌套方式自动循环方式自动循环方式特殊完全嵌套方式特殊完全嵌套方式（自学自学）普通普通EOI方式方式特殊特殊EOI方式方式自动自动EOI方式方式（2）自动循环自动循环方式方式特点特点：改变中断请求优先级别：改变中断请求优先级别基本思想基

12、本思想：任何一级中断处理完，它的优先级别就被改：任何一级中断处理完，它的优先级别就被改为最低级，而将最高级赋给原来比他们低一级的中断为最低级，而将最高级赋给原来比他们低一级的中断请求请求普通普通EOI循环方式循环方式自动自动EOI循环方式循环方式特殊特殊EOI循环方式循环方式 自动自动EOI循环循环方式方式 任何一级中断响应后，在中断响应总线周期中，由第任何一级中断响应后，在中断响应总线周期中，由第二个中断响应信号二个中断响应信号INTA的后沿自动将的后沿自动将ISR寄存器中相寄存器中相应位清应位清“0”，并立即改变各级中断的优先级别。改变，并立即改变各级中断的优先级别。改变方案与普通方案与普

13、通EOI循环方式相同（重复嵌套！）循环方式相同（重复嵌套！）CPU可以利用可以利用CLI指令，将指令，将IF清清“0”，禁止一切可屏，禁止一切可屏蔽中断，不能有选择的屏蔽，蔽中断，不能有选择的屏蔽，8259A可以有选择的屏可以有选择的屏蔽，可以响应任何级别的中断，也可以屏蔽任何级别蔽，可以响应任何级别的中断，也可以屏蔽任何级别的中断的中断普通屏蔽方式普通屏蔽方式特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式 特殊屏蔽特殊屏蔽方式方式 当当CPU正在处理某级中断时，要求对本级中断进行屏正在处理某级中断时，要求对本级中断进行屏蔽，而允许优先级比他高或低的中断进入系统，可利蔽，而允许优先级比他高或低的中断进入系统，可利用

14、控制寄存器的用控制寄存器的SMM位置位，使位置位，使8259A进入这种特殊进入这种特殊的屏蔽方式的屏蔽方式（4）特殊完全特殊完全嵌套方式嵌套方式 级联方式级联方式下有效，下有效，自学自学初始化开始ICW1ICW2级联方式？YICW3要ICW4?ICW4OCW1NNYOCW2初始化结束OCW3要OCW3？YNNY要OCW2？标记标记ICW1，因为，因为OCW2和和OCW3也要求也要求A0=0D7D6D5D4D3T7T6T5D2D1D0T4T3A10A9A8A01与用户选择类型码有关，与用户选择类型码有关，选择系统没有占用的选择系统没有占用的0 0 0 IR00 0 1 IR10 1 0 IR20

15、 1 1 IR31 0 0 IR41 0 1 IR51 1 0 IR61 1 1 IR7注注：中断类型码一定是连续的！：中断类型码一定是连续的！（4 4）ICW4 对于对于8086/8088系统是必须设置的预置命令字系统是必须设置的预置命令字 方式控制初始化命令字，写方式控制初始化命令字，写ICW4的标记为的标记为A0=1中断屏蔽操作命令字，标记：中断屏蔽操作命令字，标记：A0=1D7D6D5D4D3RSLEOID2D1D000L2L1L0A00标记：标记：A0=0，D3D4=01OCW3不是不是必需的必需的D7D6D5D4D3IR/D2D1D0/L2L1L0A010-无中断请求无中断请求指出

16、当前处理的最指出当前处理的最高优先级高优先级IRi1-有中断请求有中断请求注注：当要读：当要读IRR、ISR或者查询时，定义或者查询时，定义OCW3，用，用IN指令读入指令读入 读读IMR不必设不必设OCW3D7D6D5D4D31/D2D1D0/010AL1初始化初始化MOV AL,13H ；写；写ICW1，单片，边沿触发，需要设置，单片，边沿触发，需要设置ICW4OUT 20H,AL ；A00；D41MOV AL,08H ；写；写ICW2，中断类型号从，中断类型号从08H开始开始 ；(即即IRQ0的中断类型号为的中断类型号为08H)OUT 21H,AL ；A012送中断矢量入口地址送中断矢量入口地址 如，设如，设IRQ0的中断类型号为的中断类型号为8，则异步通信中断，则异步通信中断IRQ4的的中矢量类型号为中矢量类型号为8412（0CH），则中断入口地址的），则中断入口地址的偏移量（偏移量（IP值）与段基址（值）与段基址（CS）在入口地址表中的存）在入口地址表中的存放地址为放地址为12448（30H33H）。其中）。其中30H、31H存放指令指针存放指令指针IP；32H、33H存放指令段码存放指令段码CS