第4__輸入輸出接口

1、輸入輸出接口第4章 輸入輸出接口基本知識(shí)第4.1節(jié) 基本知識(shí) 輸入輸入/ /輸出設(shè)備是外部設(shè)備，簡稱輸出設(shè)備是外部設(shè)備，簡稱外設(shè)外設(shè)。微機(jī)與外設(shè)之間的信息交。微機(jī)與外設(shè)之間的信息交換稱為換稱為輸入和輸出輸入和輸出。 存儲(chǔ)器與系統(tǒng)總線相連，存儲(chǔ)器與系統(tǒng)總線相連，CPU可直接訪問，外設(shè)則需要通過接口可直接訪問，外設(shè)則需要通過接口與系統(tǒng)總線相連與系統(tǒng)總線相連 接口接口：外設(shè)與總線之間的中間環(huán)節(jié)，是計(jì)算機(jī)與外設(shè)交換信息的控制電路：外設(shè)與總線之間的中間環(huán)節(jié)，是計(jì)算機(jī)與外設(shè)交換信息的控制電路 CPURAMROMI/O接口接口外設(shè)外設(shè)系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 接口的功能：接口的功能：數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖外設(shè)數(shù)據(jù)輸入到總

2、線時(shí)需要緩沖外設(shè)數(shù)據(jù)輸入到總線時(shí)需要緩沖數(shù)據(jù)鎖存數(shù)據(jù)鎖存輸出總線數(shù)據(jù)到外設(shè)時(shí)需要鎖存輸出總線數(shù)據(jù)到外設(shè)時(shí)需要鎖存?zhèn)鬏斂刂泼詈蜖顟B(tài)信息傳輸控制命令和狀態(tài)信息計(jì)算機(jī)與外設(shè)有時(shí)需使用硬件握手計(jì)算機(jī)與外設(shè)有時(shí)需使用硬件握手信息轉(zhuǎn)換信息轉(zhuǎn)換串并轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換串并轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換CPU與外設(shè)傳送的信息一一. . CPU與外設(shè)傳輸?shù)男畔⑴c外設(shè)傳輸?shù)男畔?1）數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息：數(shù)字量、開關(guān)量、模擬量數(shù)字量、開關(guān)量、模擬量 2）狀態(tài)信息狀態(tài)信息：反映外設(shè)工作狀態(tài)，由外設(shè)通過接口傳送給反映外設(shè)工作狀態(tài)，由外設(shè)通過接口傳送給CPU輸入設(shè)備：輸入設(shè)備：如準(zhǔn)備好信號(hào)如準(zhǔn)備好信號(hào)(READY) ,表明輸入數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備就緒

3、表明輸入數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備就緒輸出設(shè)備輸出設(shè)備：如忙信號(hào)：如忙信號(hào)(BUSY)，表明輸出設(shè)備是否處于空閑，表明輸出設(shè)備是否處于空閑 3）控制信息控制信息：CPU通過接口傳送給外設(shè)，如啟動(dòng)信號(hào)或停止信號(hào)通過接口傳送給外設(shè)，如啟動(dòng)信號(hào)或停止信號(hào) 端口：端口：接口電路中可以被尋址訪問的存儲(chǔ)單元接口電路中可以被尋址訪問的存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)信息存放在接口的數(shù)據(jù)信息存放在接口的數(shù)據(jù)端口數(shù)據(jù)端口或數(shù)據(jù)緩沖器中或數(shù)據(jù)緩沖器中狀態(tài)信息存放在接口的狀態(tài)信息存放在接口的狀態(tài)端口狀態(tài)端口中中控制信息存放在接口的控制信息存放在接口的控制端口控制端口中中 三種信息按理應(yīng)分別傳送，但微機(jī)中三種信息按理應(yīng)分別傳送，但微機(jī)中CPU只能通過

4、只能通過IN和和OUT指令與指令與外設(shè)交換信息，因此外設(shè)交換信息，因此狀態(tài)信息和控制信息也被廣義地看作一種數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息和控制信息也被廣義地看作一種數(shù)據(jù)信息 狀態(tài)信息被看作一種輸入數(shù)據(jù)，狀態(tài)信息被看作一種輸入數(shù)據(jù)， 控制信息被看作一種輸出數(shù)據(jù)，二控制信息被看作一種輸出數(shù)據(jù)，二者均通過數(shù)據(jù)總線來傳送者均通過數(shù)據(jù)總線來傳送 I/O端口編址 CPU對(duì)外設(shè)的輸入輸出操作，實(shí)質(zhì)是對(duì)接口芯片中對(duì)外設(shè)的輸入輸出操作，實(shí)質(zhì)是對(duì)接口芯片中各端口的讀寫操作各端口的讀寫操作二. I/O端口的編址端口的編址 1. 內(nèi)存與內(nèi)存與I/O端口統(tǒng)一編址端口統(tǒng)一編址：外設(shè)端口的地址空間是內(nèi)存地址空間的一外設(shè)端口的地址空間是內(nèi)

5、存地址空間的一部分部分，所有訪問內(nèi)存空間的指令均能訪問，所有訪問內(nèi)存空間的指令均能訪問I/O端口端口 2. 獨(dú)立編址獨(dú)立編址：內(nèi)存與內(nèi)存與I/O端口具有獨(dú)立的地址空間端口具有獨(dú)立的地址空間，CPU通過專用的通過專用的IN和和OUT指令訪問指令訪問I/O端口端口數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)口狀態(tài)口狀態(tài)口控制口控制口D15D0A15A1A0/BHE/IOR/IOW外設(shè)外設(shè)8086系統(tǒng)的I/O空間 8086計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的I/O空間空間 8086計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用獨(dú)立編址，內(nèi)存范圍計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用獨(dú)立編址，內(nèi)存范圍: 00000FFFFFH，I/O地址范圍：地址范圍：0000FFFFH，8086用低用低16根地址線

6、，尋址根地址線，尋址64KB端口端口偶地址端口數(shù)據(jù)由偶地址端口數(shù)據(jù)由低低8位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線(D7D0)傳送傳送奇地址端口數(shù)據(jù)奇地址端口數(shù)據(jù)由高由高8位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線(D15D8)傳送傳送奇、偶地址端口的訪問由奇、偶地址端口的訪問由/BHE和和A0控制控制I/O端口的讀端口的讀/寫控制信號(hào)為寫控制信號(hào)為/IOR和和/IOW注：注： IBM PC/XT機(jī)機(jī)實(shí)際只使用低實(shí)際只使用低10位地址線位地址線A9A0尋址尋址1KB端口端口，多使用多使用8位端口，由位端口，由D7D0傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)，端口多為偶地址，端口多為偶地址，訪問時(shí)，訪問時(shí)，接口芯片片選信號(hào)接口芯片片選信號(hào)/CS由由A9A1譯碼

7、產(chǎn)生，要求譯碼產(chǎn)生，要求A0總為總為0，現(xiàn)代，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中，通過轉(zhuǎn)換電路可實(shí)現(xiàn)連續(xù)奇、偶端口地址訪問計(jì)算機(jī)中，通過轉(zhuǎn)換電路可實(shí)現(xiàn)連續(xù)奇、偶端口地址訪問/IOR/IOWM/IO/RD/WRCPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送方式第4.2節(jié) CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送方式 各種外設(shè)工作速度相差較大，因此各種外設(shè)工作速度相差較大，因此CPU與不同外設(shè)應(yīng)采用不同方式傳送與不同外設(shè)應(yīng)采用不同方式傳送一. 無條件傳送方式無條件傳送方式 CPU不需要檢測外設(shè)狀態(tài)，直接使用不需要檢測外設(shè)狀態(tài)，直接使用IN和和OUT命令完成輸入和輸出命令完成輸入和輸出1。無條件輸入。無條件輸入注：名為無條件，實(shí)為有條件，傳送不能太頻繁，以保證每

8、次傳送時(shí)，外注：名為無條件，實(shí)為有條件，傳送不能太頻繁，以保證每次傳送時(shí)，外設(shè)都已準(zhǔn)備就緒設(shè)都已準(zhǔn)備就緒接口接口電路電路/IOR三態(tài)三態(tài)緩沖緩沖器器/OEI/O裝置裝置地址地址譯碼譯碼器器/CED7D0A15A1A0160HMOV DX, 160HIN AL, DX說明：說明： 地址地址160H輸出到輸出到A15A0，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的譯碼輸出產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的譯碼輸出 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)由D7D0輸入到輸入到AL無條件傳送方式2.無條件輸出無條件輸出T1T2T3T4T1地址地址狀態(tài)狀態(tài)地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CLKM/IOA19A16/BHEAD15AD0ALE/WR/DENREADYDT/RS3S6I/O寫總線周期時(shí)序?qū)?/p>

9、總線周期時(shí)序MOV DX, 160HOUT DX, AL輸出的數(shù)據(jù)在輸出的數(shù)據(jù)在AL中存放中存放輸出端口地址為輸出端口地址為160H地址地址譯碼譯碼器器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鎖存鎖存器器A15A1/IOWA0/CE160H輸出輸出設(shè)備設(shè)備D7D0查詢傳送方式二二. . 查詢傳送方式查詢傳送方式 CPU不斷檢測外設(shè)狀態(tài)，外設(shè)滿足條件時(shí)才傳送數(shù)據(jù)不斷檢測外設(shè)狀態(tài)，外設(shè)滿足條件時(shí)才傳送數(shù)據(jù)。特點(diǎn)：電路和。特點(diǎn)：電路和程序簡單，但占程序簡單，但占CPU時(shí)間，效率較低。常用一位或幾位表示外設(shè)狀態(tài)時(shí)間，效率較低。常用一位或幾位表示外設(shè)狀態(tài)1. 查詢輸入查詢輸入三態(tài)三態(tài)緩沖緩沖器器/OE160HD7D0D0/IOW地址地

10、址譯碼譯碼器器A15A1/CEA0/IOR162H164H/ENEOCADCDB鎖鎖存存器器/RQ CD+5V查詢輸入工作原理查詢輸入工作原理狀態(tài)鎖存器狀態(tài)鎖存器查詢傳送方式1）啟動(dòng)）啟動(dòng)ADC：對(duì)：對(duì)164H端口執(zhí)行寫操作，端口執(zhí)行寫操作，164H & /IOW有效，即有效，即ADC的的/EN有有效，啟動(dòng)效，啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換(寫的數(shù)據(jù)不重要寫的數(shù)據(jù)不重要)2）外設(shè)轉(zhuǎn)換結(jié)束，置狀態(tài)信息為）外設(shè)轉(zhuǎn)換結(jié)束，置狀態(tài)信息為1 ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，由轉(zhuǎn)換結(jié)束，由EOC產(chǎn)生負(fù)脈沖，產(chǎn)生負(fù)脈沖，將將AD數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器，并置狀態(tài)鎖數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器，并置狀態(tài)鎖存器輸出為存器輸出為1 (鎖存狀態(tài)位鎖存狀態(tài)位)3）

11、查詢狀態(tài)位）查詢狀態(tài)位：對(duì)：對(duì)162H端口執(zhí)行讀操作端口執(zhí)行讀操作, 162H & /IOR有效，讀取有效，讀取D7D0，狀，狀態(tài)位由態(tài)位由D0位傳送位傳送4）讀取數(shù)據(jù)）讀取數(shù)據(jù)：若：若D0位為位為1，則對(duì)，則對(duì)160H端端口執(zhí)行讀操作，口執(zhí)行讀操作，160H & /IOR有效，有效，即三態(tài)緩沖器即三態(tài)緩沖器/OE有效，通過有效，通過D7D0讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，同時(shí)狀態(tài)鎖存器讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，同時(shí)狀態(tài)鎖存器/R有有 效，效，清除狀態(tài)，防止清除狀態(tài)，防止CPU重讀數(shù)據(jù)重讀數(shù)據(jù) 從從ADC讀取數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)，存放到存放到ALREAD PROCMOV DX, 160HIN AL, DX ;清狀態(tài)清狀態(tài)MOV

12、DX, 164HOUT DX, AL ;啟動(dòng)啟動(dòng)ADCREAD1: MOV DX, 162HIN AL, DX ;讀狀態(tài)讀狀態(tài)TEST AL, 1 ;判斷狀態(tài)位判斷狀態(tài)位JZ READ1MOV DX, 160HIN AL, DX ; ;讀取數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)RETREAD ENDP查詢傳送方式2.查詢輸出查詢輸出D7D0D0160H/IOW地址地址譯碼譯碼器器A15A1CSA0162H164HRDYDB鎖鎖存存器器QCD+5VRCACK/IORDACCLK狀態(tài)鎖存器狀態(tài)鎖存器查詢輸出工作原理查詢輸出工作原理查詢傳送方式1）CPU輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)：對(duì)：對(duì)160H端口執(zhí)行寫操端口執(zhí)行寫操作，作，160H

13、 & /IOW有效，即鎖存器有效，即鎖存器CLK有有效，輸出數(shù)據(jù)通過效，輸出數(shù)據(jù)通過D7D0被鎖存到鎖存器輸被鎖存到鎖存器輸出，同時(shí)狀態(tài)鎖存器出，同時(shí)狀態(tài)鎖存器C有效，置狀態(tài)信息位有效，置狀態(tài)信息位為為1，向，向DAC表明輸出數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好表明輸出數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好2）啟動(dòng)）啟動(dòng)DAC工作工作：對(duì)：對(duì)164H端口執(zhí)行寫操端口執(zhí)行寫操作，作，164H & /IOW有效，即有效，即DAC的的/C有效，有效，啟動(dòng)啟動(dòng)DAC4）DAC轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換：若：若DAC取走數(shù)據(jù)取走數(shù)據(jù)，開始轉(zhuǎn)，開始轉(zhuǎn)換，則發(fā)換，則發(fā)ACK信號(hào)，清除狀態(tài)觸發(fā)器輸出信號(hào)，清除狀態(tài)觸發(fā)器輸出3）查詢狀態(tài)位）查詢狀態(tài)位：對(duì)：對(duì)162H端口執(zhí)行讀操

14、端口執(zhí)行讀操作，作，162H & /IOR有效，讀取狀態(tài)鎖存器輸有效，讀取狀態(tài)鎖存器輸出，狀態(tài)位由出，狀態(tài)位由D0傳送，若傳送，若D0為為0，表明，表明DAC已取走數(shù)據(jù)，已取走數(shù)據(jù)，CPU可輸出下一次數(shù)據(jù)。可輸出下一次數(shù)據(jù)。 將將AL中的數(shù)據(jù)輸出中的數(shù)據(jù)輸出WRITE PROCMOV DX, 160HOUT DX, AL ;輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)MOV DX, 164HOUT DX, AL ;啟動(dòng)啟動(dòng)DACMOV DX, 162HWRITE1: IN AL, DX ;查詢狀態(tài)查詢狀態(tài)TEST AL, 1JNZ WRITE1RETWRITE ENDP中斷傳送方式三三. 中斷傳送方式中斷傳送方式CPU變

15、主動(dòng)查詢?yōu)楸粍?dòng)中斷，提高了系統(tǒng)效率變主動(dòng)查詢?yōu)楸粍?dòng)中斷，提高了系統(tǒng)效率1. 中斷工作原理說明中斷工作原理說明外設(shè)外設(shè)“準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好”后，向后，向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求發(fā)中斷請(qǐng)求CPU響應(yīng)請(qǐng)求，停止當(dāng)前運(yùn)行程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，處理請(qǐng)求響應(yīng)請(qǐng)求，停止當(dāng)前運(yùn)行程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，處理請(qǐng)求處理完請(qǐng)求后，回到斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行處理完請(qǐng)求后，回到斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行數(shù)據(jù)交換等中斷處理在中斷服務(wù)程序中完成數(shù)據(jù)交換等中斷處理在中斷服務(wù)程序中完成中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序返回?cái)帱c(diǎn)返回?cái)帱c(diǎn)中斷中斷處理處理斷點(diǎn)斷點(diǎn) CS : IP+1正常程序正常程序CS : IP繼續(xù)執(zhí)行繼續(xù)執(zhí)行 CPU響應(yīng)中斷時(shí)，原程序被打斷的響應(yīng)中斷時(shí)，

16、原程序被打斷的地方稱為地方稱為斷點(diǎn)斷點(diǎn)。斷點(diǎn)地址斷點(diǎn)地址是指中斷服是指中斷服務(wù)程序結(jié)束后，返回原程序恢復(fù)執(zhí)行務(wù)程序結(jié)束后，返回原程序恢復(fù)執(zhí)行的第一條指令的地址，又稱的第一條指令的地址，又稱返回地址返回地址 ?，F(xiàn)場現(xiàn)場是指進(jìn)入中斷服務(wù)程序之前是指進(jìn)入中斷服務(wù)程序之前CPU各個(gè)寄存器的狀態(tài)各個(gè)寄存器的狀態(tài)中斷傳送方式中斷源中斷源任何能引發(fā)中斷的事件任何能引發(fā)中斷的事件都稱為都稱為中斷源中斷源，可分為：，可分為：硬件中斷源硬件中斷源：I/O設(shè)備，系統(tǒng)時(shí)鐘，故障源等設(shè)備，系統(tǒng)時(shí)鐘，故障源等軟件中斷源軟件中斷源：程序：程序中斷指令（中斷指令（INT 3）、指令運(yùn)行出錯(cuò)（）、指令運(yùn)行出錯(cuò)（INTO）等）等

17、2. 中斷方式接口電路中斷方式接口電路CQD+5V160HD0 中斷屏蔽觸發(fā)器中斷屏蔽觸發(fā)器 中斷請(qǐng)求觸發(fā)器中斷請(qǐng)求觸發(fā)器DCQRB 地址地址 譯碼譯碼 器器INTR162H/IOWA15A0/IOR/INTA 緩沖器緩沖器 緩沖器緩沖器中斷類型碼中斷類型碼(0FH)三三 態(tài)態(tài)三三 態(tài)態(tài)D7D0 D7D0EOC輸入輸入設(shè)備設(shè)備ACLK鎖存器鎖存器AB選通信號(hào)選通信號(hào)中斷方式輸入的接口電路中斷方式輸入的接口電路中斷傳送方式中斷方式接口電路工作過程說明中斷方式接口電路工作過程說明外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，發(fā)外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，發(fā)EOC信號(hào)（負(fù)脈沖），把數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器，信號(hào)（負(fù)脈沖），把數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器，同

18、時(shí)置中斷請(qǐng)求觸發(fā)器輸出為同時(shí)置中斷請(qǐng)求觸發(fā)器輸出為1，若此時(shí)中斷屏蔽觸發(fā)器輸出，若此時(shí)中斷屏蔽觸發(fā)器輸出Q為為1，則則INTR信號(hào)有效，向信號(hào)有效，向CPU產(chǎn)生中斷請(qǐng)求產(chǎn)生中斷請(qǐng)求當(dāng)當(dāng)INTR為高電平，為高電平，且且CPU中斷中斷開放（開放（IF1），則），則CPU響應(yīng)中斷，響應(yīng)中斷，CPU輸出輸出/INTA信號(hào)，讀取中斷類型碼，并信號(hào)，讀取中斷類型碼，并清除中斷請(qǐng)求觸發(fā)器清除中斷請(qǐng)求觸發(fā)器CPU根據(jù)所獲得的中斷類型碼進(jìn)入相應(yīng)中斷服務(wù)程序，讀取數(shù)據(jù)根據(jù)所獲得的中斷類型碼進(jìn)入相應(yīng)中斷服務(wù)程序，讀取數(shù)據(jù) MOVDX, 162H;對(duì)輸入數(shù)據(jù)對(duì)輸入數(shù)據(jù) INAL, DX 對(duì)中斷的控制對(duì)中斷的控制1）控

19、制中斷請(qǐng)求）控制中斷請(qǐng)求置中斷屏蔽置中斷屏蔽觸發(fā)器輸出為觸發(fā)器輸出為0，屏蔽中斷請(qǐng)求，屏蔽中斷請(qǐng)求 MOVAL, 0 / 1 ;屏蔽屏蔽 / 允許允許MOV DX, 160HOUT DX, AL2）控制中斷響應(yīng)）控制中斷響應(yīng)標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器Flag中中IF標(biāo)志可控制標(biāo)志可控制CPU是否查詢是否查詢INTR引腳引腳 STI 置置IF=1 允許中斷允許中斷 CLI 清清IF=0 禁止中斷禁止中斷中斷處理過程3. 中斷處理過程（重要）中斷處理過程（重要）1）中斷檢測）中斷檢測 CPU在每條指令執(zhí)行的最后一個(gè)時(shí)鐘周期檢測中斷請(qǐng)求，在每條指令執(zhí)行的最后一個(gè)時(shí)鐘周期檢測中斷請(qǐng)求，若出現(xiàn)以下情況之一，則

20、進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。若出現(xiàn)以下情況之一，則進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。有軟件中斷請(qǐng)求有軟件中斷請(qǐng)求有有NMI中斷請(qǐng)求信號(hào)中斷請(qǐng)求信號(hào)有有INTR中斷請(qǐng)求信號(hào)，且中斷請(qǐng)求信號(hào)，且CPU允許中斷響應(yīng)，即允許中斷響應(yīng)，即IF=12）獲取中斷類型碼）獲取中斷類型碼 進(jìn)入中斷響應(yīng)周期以后：進(jìn)入中斷響應(yīng)周期以后：若是若是INTR，則產(chǎn)生，則產(chǎn)生/INTA信號(hào)，中斷源通過數(shù)據(jù)總線的低信號(hào)，中斷源通過數(shù)據(jù)總線的低8位將中位將中斷類型碼傳送給斷類型碼傳送給CPU；若是若是NMI，則類型碼是，則類型碼是2；若程序出錯(cuò)產(chǎn)生中斷，則使用默認(rèn)的類型碼；若程序出錯(cuò)產(chǎn)生中斷，則使用默認(rèn)的類型碼；若是中斷指令，則指令中有類型碼。若是中斷

21、指令，則指令中有類型碼。3）保護(hù)斷點(diǎn)）保護(hù)斷點(diǎn) 系統(tǒng)自動(dòng)將標(biāo)志寄存器系統(tǒng)自動(dòng)將標(biāo)志寄存器FLAG壓入堆棧，清除壓入堆棧，清除TF和和IF，并將斷點(diǎn)處的并將斷點(diǎn)處的CS和和IP壓入堆棧，先壓壓入堆棧，先壓CS后壓后壓IP中斷響應(yīng)過程4）得到中斷向量）得到中斷向量 系統(tǒng)根據(jù)中斷類型碼形成中斷服務(wù)程序的入口地址，系統(tǒng)根據(jù)中斷類型碼形成中斷服務(wù)程序的入口地址，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序執(zhí)行，每個(gè)中斷都有自己的處理程序。轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序執(zhí)行，每個(gè)中斷都有自己的處理程序。5）中斷服務(wù)處理）中斷服務(wù)處理 進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，通常由以下步驟組成進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，通常由以下步驟組成保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場中斷處理中斷處理恢復(fù)現(xiàn)

22、場恢復(fù)現(xiàn)場用中斷返回指令用中斷返回指令(IRET)返回返回6）中斷返回）中斷返回 從堆棧中依次恢復(fù)斷點(diǎn)處從堆棧中依次恢復(fù)斷點(diǎn)處CS:IP和和FLAG中斷優(yōu)先級(jí)4. 中斷優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí) 當(dāng)系統(tǒng)中多個(gè)中斷源當(dāng)系統(tǒng)中多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，時(shí)，CPU按照重要性和急按照重要性和急迫性（中斷優(yōu)先級(jí)）擇優(yōu)響應(yīng)，迫性（中斷優(yōu)先級(jí)）擇優(yōu)響應(yīng)，處理原則為處理原則為：CPU先響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)中斷，再響應(yīng)低優(yōu)先級(jí)中斷先響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)中斷，再響應(yīng)低優(yōu)先級(jí)中斷高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求可以打斷當(dāng)前低優(yōu)先級(jí)中斷處理（高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求可以打斷當(dāng)前低優(yōu)先級(jí)中斷處理（中斷嵌套中斷嵌套）低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求不能打斷高優(yōu)先級(jí)中

23、斷處理低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求不能打斷高優(yōu)先級(jí)中斷處理若出現(xiàn)同級(jí)中斷請(qǐng)求，則等當(dāng)前中斷處理完后，才處理新的請(qǐng)求若出現(xiàn)同級(jí)中斷請(qǐng)求，則等當(dāng)前中斷處理完后，才處理新的請(qǐng)求中斷優(yōu)先級(jí)鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路每個(gè)接口有一個(gè)中斷允許輸入每個(gè)接口有一個(gè)中斷允許輸入IEI和中斷允許輸出和中斷允許輸出IEO，只有只有IEI為高電為高電平平時(shí)時(shí)才允許該才允許該接口芯接口芯片發(fā)中斷請(qǐng)片發(fā)中斷請(qǐng)求求IEO = IEI INT INT表示該設(shè)備表示該設(shè)備有中斷請(qǐng)求有中斷請(qǐng)求每個(gè)接口芯片的中斷請(qǐng)求輸出為每個(gè)接口芯片的中斷請(qǐng)求輸出為OC門，具有負(fù)邏輯的門，具有負(fù)邏輯的“線或線或”關(guān)系關(guān)系響應(yīng)中斷時(shí)由響應(yīng)中斷時(shí)由INT

24、A從從接口讀取中斷類型碼接口讀取中斷類型碼外設(shè)外設(shè)2IEIIEO接口接口2外設(shè)外設(shè)1IEIIEO接口接口1外設(shè)外設(shè)3IEIIEO接口接口3+5VD7D0INTAINTRIORIOW/CS1/CS2/CS3中斷優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)編碼電路中斷優(yōu)先權(quán)編碼電路中斷中斷請(qǐng)求請(qǐng)求鎖存鎖存 器器中斷中斷服務(wù)服務(wù)寄存寄存 器器優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)編碼器編碼器優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)編碼器編碼器B2B1B0A2A1A0AB比較器比較器INTRIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7 電路說明電路說明 中斷請(qǐng)求鎖存器鎖存中斷請(qǐng)求鎖存器鎖存IR0 IR7上的中斷請(qǐng)求。上的中斷請(qǐng)求。 優(yōu)先級(jí)編碼器把當(dāng)前最高優(yōu)優(yōu)先級(jí)編碼器把當(dāng)前最高

25、優(yōu)先級(jí)的先級(jí)的中斷請(qǐng)求輸入的序號(hào)中斷請(qǐng)求輸入的序號(hào)進(jìn)行進(jìn)行編碼編碼后后輸出輸出 中斷服務(wù)寄存器記錄正在處中斷服務(wù)寄存器記錄正在處理的最高級(jí)中斷輸入序號(hào)理的最高級(jí)中斷輸入序號(hào) 中斷請(qǐng)求的最高級(jí)與正在處中斷請(qǐng)求的最高級(jí)與正在處理的中斷最高級(jí)比較，只有理的中斷最高級(jí)比較，只有高于正在處理的最高級(jí)時(shí)，高于正在處理的最高級(jí)時(shí)，才能提出產(chǎn)生才能提出產(chǎn)生INTR信號(hào)信號(hào)中斷源的查找5. 中斷源的查找中斷源的查找 有中斷請(qǐng)求時(shí)需要查找中斷源，以決定進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序有中斷請(qǐng)求時(shí)需要查找中斷源，以決定進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序1）應(yīng)答方式）應(yīng)答方式 CPU接收到中斷請(qǐng)求接收到中斷請(qǐng)求INTR，發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)，

26、發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)/INTA，中斷源收到此，中斷源收到此信號(hào)后返回相應(yīng)中斷類型碼給信號(hào)后返回相應(yīng)中斷類型碼給CPU。（如。（如8086可屏蔽中斷請(qǐng)求）可屏蔽中斷請(qǐng)求）2）預(yù)先約定）預(yù)先約定 當(dāng)有中斷申請(qǐng)時(shí)，則轉(zhuǎn)到固定地址執(zhí)行中斷服務(wù)程序當(dāng)有中斷申請(qǐng)時(shí)，則轉(zhuǎn)到固定地址執(zhí)行中斷服務(wù)程序 如如NMI請(qǐng)求、軟件中斷請(qǐng)求、請(qǐng)求、軟件中斷請(qǐng)求、8051單片機(jī)中斷系統(tǒng)單片機(jī)中斷系統(tǒng)3）查詢）查詢 方式方式 在中斷服務(wù)程序中通過軟件查詢中斷源在中斷服務(wù)程序中通過軟件查詢中斷源中斷源的查找軟件查詢中斷源軟件查詢中斷源A15A0譯碼譯碼器器地址地址/IORINTRD7D0A B C D E F G H20H三態(tài)三態(tài)

27、緩沖器緩沖器中斷中斷請(qǐng)求請(qǐng)求觸發(fā)觸發(fā)器器中斷源中斷源查詢方法優(yōu)點(diǎn)：查詢方法優(yōu)點(diǎn)： 查詢次序即是優(yōu)先權(quán)次序查詢次序即是優(yōu)先權(quán)次序 省硬件，不需要硬件排隊(duì)電路省硬件，不需要硬件排隊(duì)電路缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)至服務(wù)程序入口時(shí)間長轉(zhuǎn)至服務(wù)程序入口時(shí)間長查詢程序查詢程序IN AL, 20HLEA BX, TABCIRCLE: SHR AL, 1JC NEXTADD BX, 2CMP AL, 0JNZ CIRCLEJMP ERRORNEXT: JMP CS : BXTAB DW SUB1, SUB2 DW SUB3, SUB4 DW SUB5, SUB6 DW SUB7, SUB8DMA傳送方式四四. . DMA

28、傳送方式傳送方式（Direct Memory Access） 傳統(tǒng)方式傳送數(shù)據(jù)，均需要傳統(tǒng)方式傳送數(shù)據(jù)，均需要CPU參與，占用參與，占用CPU時(shí)間，而在時(shí)間，而在DMA方式下方式下，利用專用接口電路（利用專用接口電路（DMA控制器）可以在外設(shè)與存儲(chǔ)控制器）可以在外設(shè)與存儲(chǔ)器之間直接進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳送器之間直接進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳送 DMA方式適合大數(shù)據(jù)量高速傳輸方式適合大數(shù)據(jù)量高速傳輸優(yōu)點(diǎn)：速度高，不需要優(yōu)點(diǎn)：速度高，不需要CPU參與參與缺點(diǎn)：硬件接口復(fù)雜，缺點(diǎn)：硬件接口復(fù)雜，DMAC價(jià)格高價(jià)格高M(jìn)EMCPUI/ODMAC8237：DMA控制器，具控制器，具有有4個(gè)通道，兩片級(jí)連有個(gè)通道，兩片級(jí)連有7

29、個(gè)通道。個(gè)通道。DMA傳送方式 DMA方式工作原理方式工作原理CPU地址地址鎖存鎖存數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖緩沖內(nèi)存內(nèi)存I/O接口接口DMACCBABDBHOLDHLDA123456外設(shè)外設(shè)DB 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線AB 地址總線地址總線CB 控制總線控制總線DMAC DMA控制器控制器1. 外設(shè)準(zhǔn)備就緒，則通過接口外設(shè)準(zhǔn)備就緒，則通過接口向向DMAC發(fā)發(fā)DMA傳送請(qǐng)求傳送請(qǐng)求2. DMAC向向CPU發(fā)總線請(qǐng)求信號(hào)發(fā)總線請(qǐng)求信號(hào)3. CPU若允許若允許DMA操作，則發(fā)操作，則發(fā)送總線允許信號(hào)給送總線允許信號(hào)給DMAC4. DMAC擁有總線控制權(quán)，擁有總線控制權(quán)，發(fā)送地址信號(hào)給內(nèi)存發(fā)送地址信號(hào)給內(nèi)存5. 向接口返回向接口返回DMA允許信號(hào)允許信號(hào)6. DMAC控制內(nèi)存與接口之控制內(nèi)存與接口之