《微型計算機原理與接口技術(shù)》第9章-2013

1、第 九 章中斷系統(tǒng)與 8259A 中斷控制器 .1 中斷的基本概念 .2 80X86的中斷指令 .3 中斷向量 .4 系統(tǒng)中斷的分類 .5 8259A中斷控制器 .7 實模式下的定時中斷程序設(shè)計 .6 PC/AT 可屏蔽中斷 .1 中斷的基本概念 復(fù)習(xí)CPU與外設(shè)信息交換的控制方式種類以查詢方式輸入為例當(dāng)外設(shè)數(shù)據(jù)未準(zhǔn)備好時，CPU需要不斷查詢外設(shè)是否準(zhǔn)備好的狀態(tài)，效率低讀取狀態(tài)信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好？從數(shù)據(jù)口讀數(shù)據(jù)NY1.中斷方式示意 (以輸入中斷為例)數(shù)據(jù)中斷請求中斷響應(yīng)數(shù)據(jù) 斷點現(xiàn)行程序中斷服務(wù)子程序 現(xiàn) 行 程 序輸入設(shè)備輸入接口啟動CPU 中斷基本概念2. 什么是中斷? CPU暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序

2、,轉(zhuǎn)而處理隨機事件,處理完畢后再返回被中斷的程序,這一全過程稱為中斷。3. 中斷源 能夠引發(fā)CPU中斷的信息源 (1)外部中斷源（硬件中斷源） I/O設(shè)備 如鍵盤、顯示器、打印機 數(shù)據(jù)通道 如磁帶、磁盤 時鐘 如8254 0#,由此引發(fā)的中斷 故障源 如掉電、存貯器奇偶校驗錯（2）內(nèi)部中斷源（軟件中斷源） 執(zhí)行INT軟件中斷指令 如執(zhí)行指令I(lǐng)NT 21H CPU指令執(zhí)行產(chǎn)生的異常 如被0除、單步執(zhí)行 中斷基本概念選通信號4. 具有中斷請求功能的輸入接口示意圖輸入設(shè)備鎖存器(8)三態(tài)緩沖器(8)CPU 數(shù)據(jù)線R D Q+5 V中斷請求觸發(fā)器Q D中斷允許觸發(fā)器數(shù)據(jù)線D0位地址譯碼器INTR地址總

3、線IOWIOR控制口選中數(shù)據(jù)口選中 中斷基本概念選通信號4. 具有中斷請求功能的輸入接口示意圖輸入設(shè)備鎖存器(8)三態(tài)緩沖器(8)CPU 數(shù)據(jù)線R D Q+5 V中斷請求觸發(fā)器Q D中斷允許觸發(fā)器數(shù)據(jù)線D0位地址譯碼器INTR地址總線IOWIOR控制口選中數(shù)據(jù)口選中狀態(tài)標(biāo)志寄存器 中斷基本概念5. 中斷系統(tǒng) 為實現(xiàn)中斷而采取的硬件和軟件的集合。 6.中斷系統(tǒng)應(yīng)具備的基本功能 對于硬件中斷,接口電路應(yīng)具備屏蔽和開放的功能,這種功能由程序員通過軟件去控制。 能實現(xiàn)中斷判優(yōu)（中斷排隊），當(dāng)有多個中斷源提出請求時,應(yīng)能優(yōu)先響應(yīng)高級別的中斷源。 中斷基本概念 能夠?qū)崿F(xiàn)中斷嵌套,即高級別的中斷源能夠中斷低

4、級別的中斷服務(wù)程序。 響應(yīng)中斷后，能自動轉(zhuǎn)入中斷處理，處理完畢能自動返回斷點。現(xiàn)行程序斷點為B服務(wù)B設(shè)備中斷為A服務(wù)A設(shè)備中斷斷點為A服務(wù)設(shè)“B” 級別高于“A” 中斷基本概念1. 開中斷指令 STI 功能：使F寄存器中I標(biāo)志置1,CPU處于開中斷狀態(tài)。2. 關(guān)中斷指令 CLI 功能：使F寄存器中I標(biāo)志置0,CPU處于關(guān)中斷狀態(tài)。 3. 軟件中斷指令 INT n n為中斷類型碼,n為0255之間有定義的無符號整數(shù)。 功能：無條件轉(zhuǎn)向n型中斷服務(wù)子程序。 .2 80X86的中斷指令 INT n 指令的執(zhí)行過程CPU響應(yīng)軟件中斷的過程 F寄存器棧(保存INT n 之前的F狀態(tài)) 使F中的T標(biāo)志置0

5、禁止單步操作 I標(biāo)志置0CPU處于關(guān)中斷狀態(tài) 斷口地址棧先：斷口基地址(CS) 棧，后：斷口偏移地址(IP)棧 CPU從4n 4n+3單元取出n型服務(wù)程序入口地址 IP:CS,從而轉(zhuǎn)入n型中斷服務(wù)程序。 80X86中斷指令4. 中斷返回指令 IRET功能：依次從棧頂彈出6個元素 IP,CS,F 如果棧頂是INT n 的斷口地址，則執(zhí)行 IRET后，返回斷點，否則不能。 執(zhí)行INT n 棧頂示意圖執(zhí)行IRET 示意圖sp 斷口偏移地址斷口段基址FCSFIPsp IRET 是中斷服務(wù)子程序的出口指令 80X86中斷指令 .3 中斷向量 什么是中斷向量？ 中斷向量是實模式下，中斷服務(wù)子程序的 入口地

6、址 它由2部分組成: 服務(wù)程序所在代碼段的段基址 2 個字節(jié) 服務(wù)程序入口的偏移地址 2 個字節(jié)2. 中斷向量表每個中斷都指定了一個類型碼，也稱為中斷號。每一種中斷對應(yīng)有一個中斷服務(wù)程序(Interrupt Service Program ISP ) 中斷類型碼通過一個地址指針表與中斷服務(wù)程序的入口地址相聯(lián)系： 實模式下： 該表稱為中斷向量表；保護模式下：該表稱為中斷描述符表。3. 中斷向量表的設(shè)置CPU規(guī)定:在實模式下，中斷向量表需設(shè)置在系統(tǒng)的RAM最低端的1K單元（00000H 003FFH)00000H:00004H:003FCH:0型中斷向量1型中斷向量255型中斷向量n型中斷向量4*

7、n: 中斷向量4. 中斷向量表的表地址與中斷類型的關(guān)系如：“21H”型中斷向量：存放在84H 87H單元中問：9CH型中斷向量1234H:5678H存放在何處,如何存放？解： 9CH 4=1001110000=270H 9CH型中斷向量存于 270H 273H單元中4n+0+2+3+1 n 型服務(wù)程序入口的偏移地址 n 型服務(wù)程序入口的段基址n 型中斷向量 中斷向量5. 中斷向量的引導(dǎo)作用 YYXX21H型中斷向量4 21H 用戶程序MOV AH,1INT 21HMOV DL,AL NEXT:F寄存器內(nèi)容堆棧區(qū)NEXT的有效地址NEXT的段基址XX:YY21H型服務(wù)程序IRETIPCSIPCS

8、FIRETCPU響應(yīng)軟件中斷的過程 中斷向量6. 中斷向量表的初始化 由BIOS設(shè)計的中斷服務(wù)程序(如INT 16H , INT 10H)其中斷向量在加電時由BIOS負責(zé)寫入中斷向量表。由DOS設(shè)計的中斷服務(wù)程序(如 INT 21H)其中斷向量是在啟動DOS時，由DOS負責(zé)寫入中斷向量表。用戶程序開發(fā)的中斷服務(wù)程序，由用戶程序?qū)懭肫渲袛嘞蛄俊?中斷向量XX:YY用戶編寫的 n 型中斷服務(wù)程序IRETYYXX中斷向量表4 n？問題：用戶如何向中斷向量表中寫入中斷向量？ 中斷向量方法一、用戶自己編寫程序填寫中斷向量CLIPUSH DSMOVAX, 0000HMOVDS, AXMOVBX, 4*nM

9、OVAX, OFFSET SERVICEMOVBX, AXMOVAX, SEG SERVICEMOVBX+2, AXPOP DSSTI 中斷向量方法二、DOS設(shè)計2個子程序，專門用于中斷向量的讀出、寫入 INT 21H 的35H子功能 功能：讀出n型中斷向量入口：AL=中斷類型碼出口：ES:BX=n型中斷向量 INT 21H 的25H子功能 功能：寫入n型中斷向量入口：DS=中斷服務(wù)程序所在代碼段的段基址 DX=中斷服務(wù)程序入口的偏移地址 AL=中斷類型碼出口：無 中斷向量例：把用戶程序中以“TIMER”命名的中斷服務(wù)子程序的入口地址 4 1CH 4 1CH+3單元數(shù)：OLD1C DD ?代：

10、 MOV AH , 35H MOV AL , 1CH INT 21H MOV WORD PTR OLD1C , BX MOV WORD PTR OLD1C+2 , ES PUSH DS MOV AX , CS MOV DS,AX MOV DX , OFFSET TIMERMOV AH , 25HMOV AL , 1CHINT 21HPOP DS 中斷向量CPU中斷硬件中斷(外部中斷)軟件中斷PC機256種中斷可屏蔽中斷非屏蔽中斷BIOS中斷DOS中斷DOS專用中斷DOS保留中斷用戶可用DOS中斷用戶可開發(fā)的中斷 .4 系統(tǒng)中斷的分類 中斷邏輯CPU中斷軟件中斷（INT n指令）非屏蔽中斷請求中

11、斷控制系統(tǒng)NMI可屏蔽中斷請求INTR 系統(tǒng)中斷的分類1. CPU中斷 CPU中斷是指:CPU執(zhí)行某些操作而引發(fā)的中斷,這類中斷使用了0、1、3、4、6、7中斷號。（1） 除法錯中斷 0型中斷（2） 單步中斷 1型中斷（3） 斷點中斷 3型中斷（4） 溢出中斷 4型中斷 系統(tǒng)中斷的分類 2. 軟件中斷 執(zhí)行有定義的INT n指令而引發(fā)的中斷,稱為軟件中斷。 軟件中斷使用05H,10HFFH中的若干個中斷號。又分為：（1） BIOS中斷 BIOS中斷,占用了05H、10H1FH中斷號,用戶程序執(zhí)行相關(guān)的軟中斷指令可以調(diào)用相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。 INT 05H 屏幕打印;INT 10H 屏幕顯示 I

12、/O;INT 11H 設(shè)備配置檢測; 系統(tǒng)中斷的分類INT 12H 測試內(nèi)存容量;INT 13H 磁盤I/O;INT 14H 串行通信I/O;INT 15H BIOS擴展功能;INT 16H 鍵盤I/O;INT 17H 打印機I/O;INT 18H 啟動PC機ROM BASIC(AT機)無;INT 19H 重新裝入引導(dǎo)程序;INT 1AH 實時時鐘管理。 中斷號1DH,1EH,1FH,41H,46H也被BIOS占用了。但是，與這些中斷號對應(yīng)的并不是中斷服務(wù)程序。 系統(tǒng)中斷的分類（2） DOS中斷 DOS中斷,又分為DOS專用中斷,DOS保留中斷,用戶可調(diào)用的DOS中斷以及保留給用戶開發(fā)的中斷。

13、 DOS專用中斷 22H型中斷 23H型中斷 24H型中斷 28H3FH型中斷 系統(tǒng)中斷的分類用戶可調(diào)用的DOS中斷 20H型中斷 21H型中斷 25H型中斷 26H型中斷 27H型中斷用戶可開發(fā)的DOS中斷 DOS保留的中斷 系統(tǒng)中斷的分類外部硬件中斷是由CPU以外的中斷請求而引發(fā)的。如果有多個中斷請求，怎樣連接至CPU呢？中斷0中斷n中斷請求80X86INTR?8259A .5 8259A中斷控制器 1. 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器D0 D7讀/寫邏輯級連/緩沖比較器CAS1CAS0CAS2SP/ENRDWRA0 控制邏輯INTINTA中斷服務(wù)寄存器(ISR) 優(yōu)先權(quán)電路中斷請求寄

14、存器(IRR)IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7中斷屏蔽寄存器(IMR)內(nèi)部總線CS數(shù)據(jù)總線緩沖器D0 D7讀/寫邏輯級連/緩沖比較器CAS1CAS0CAS2SP/ENRDWRA0 控制邏輯中斷服務(wù)寄存器(ISR) 優(yōu)先權(quán)電路中斷請求寄存器(IRR)IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7中斷屏蔽寄存器(IMR)內(nèi)部總線CS（1）中斷請求寄存器 ( IRR) 寄存引腳IR0IR7的中斷請求信號,IRRi位置1，表明IRi引腳上有了中斷請求信號 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)2. 中斷屏蔽寄存器 (IMR) 寄存程序員寫入的中斷屏蔽字，屏蔽字某位=1(IMRi位=1),則與該位對應(yīng)的中

15、斷請求信號(IRRi位)就不能送到中斷優(yōu)先權(quán)電路。數(shù)據(jù)總線緩沖器D0 D7讀/寫邏輯級連/緩沖比較器CAS1CAS0CAS2SP/ENRDWRA0 控制邏輯中斷服務(wù)寄存器(ISR) 優(yōu)先權(quán)電路中斷請求寄存器(IRR)IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7中斷屏蔽寄存器(IMR)內(nèi)部總線CS 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)如：MOV AL , 11111100B OUT 屏蔽寄存器口地址，AL ;屏蔽IRR7 IRR2的請求開放IRR1,IRR0如： IN AL,屏蔽寄存器口地址 AND AL,11110111B OUT 屏蔽寄存器口地址，AL ;開放IRR3的請求 ;對其它位的請求不改變屏蔽/開

16、放的狀態(tài) 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)先權(quán)電路Q3Q4IR3IR4Q3Q4IMRIRR.數(shù)據(jù)總線緩沖器D0 D7讀/寫邏輯級連/緩沖比較器CAS1CAS0CAS2SP/ENRDWRA0 控制邏輯中斷服務(wù)寄存器(ISR) 優(yōu)先權(quán)電路中斷請求寄存器(IRR)IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7中斷屏蔽寄存器(IMR)內(nèi)部總線CS3. 優(yōu)先權(quán)電路 (排隊電路) 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較CPU正為之服務(wù)的中斷源和剛進入優(yōu)先權(quán)電路的中斷源，哪一個級別更高。 通過判優(yōu)選中其中級別最高的中斷源，然后通過控制電路，從INT端向CPU提中斷請求。作用： 比較同時送達優(yōu)先權(quán)電路的中斷請求，哪一個 級別最高。 8

17、259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器D0 D7讀/寫邏輯級連/緩沖比較器CAS1CAS0CAS2SP/ENRDWRA0 控制邏輯INTINTA中斷服務(wù)寄存器(ISR) 優(yōu)先權(quán)電路中斷請求寄存器(IRR)IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7中斷屏蔽寄存器(IMR)內(nèi)部總線CS4. 中斷控制電路 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過INTA接收CPU送來的中斷響應(yīng)信號，中斷響應(yīng)信號是2個連續(xù)的負脈沖。INTA使8259向CPU送出被選中的中斷源的中斷類型碼使與被選中的中斷源對應(yīng)的ISRi位置1，IRRi位置0作用： 寄存一組初始化命令字和操作命令字，通過譯碼產(chǎn) 生內(nèi)部控制信號當(dāng)判優(yōu)電路選中一個中斷源時向C

18、PU提中斷請求 (INT) 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器D0 D7讀/寫邏輯級連/緩沖比較器CAS1CAS0CAS2SP/ENRDWRA0 控制邏輯INTINTA中斷服務(wù)寄存器(ISR) 優(yōu)先權(quán)電路中斷請求寄存器(IRR)IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7中斷屏蔽寄存器(IMR)內(nèi)部總線CS5. 中斷服務(wù)寄存器 (ISR) 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)ISR: 8位寄存器，ISRi位與IRRi位一一對應(yīng)作用：記錄CPU正為之服務(wù)的是哪一個中斷源，怎樣記錄？反之，如果ISR0位由1 0，表明IR0的中斷服務(wù)程序執(zhí)行完了所以ISR的每一位都是響應(yīng)中斷源的中斷服務(wù)標(biāo)志位。如：通過判優(yōu)電路IR

19、R0位的請求被選中，8259A向CPU發(fā)中斷請求，通過INTA收到第一個中斷響應(yīng)信號后，ISR0位置1，IRR0位置0。ISR0位置1，表明CPU正在準(zhǔn)備(或正在)執(zhí)行IR0的服務(wù)程序。 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)6. 數(shù)據(jù)總線緩沖器 作用：完成與CPU數(shù)據(jù)線配接接收初始化命令字，操作命令字當(dāng)收到第二個中斷響應(yīng)脈沖時，通過他們向CPU送出被選中的中斷源的中斷類型碼n 在這之后CPU從4n+04n+3單元取出n型中斷向量， 從而轉(zhuǎn)入n型服務(wù)程序。 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)7. 讀/寫控制模塊功能：接收片選信號CS 、端口選擇信號A0和讀寫控制信 號RD、WR。 一片8259A在系統(tǒng)中占用兩個口地址,用末位地址

20、線A0選擇端口,其它地址線通過譯碼產(chǎn)生8259A的片選信號。 8. 級連/緩沖比較器 一位8259A可以管理8級中斷，二片8259A“級連”可管理15級中斷，級連/緩沖比較器是為完成多片8259A級連設(shè)置的模塊。 8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8259A的管腳IR0 IR7 ：外部中斷請求信號輸入INT ：輸出，提向CPU的INTR端INTA ：輸入，接收CPU發(fā)來的中斷響應(yīng)D0D7 ：輸入/輸出，數(shù)據(jù)總線CS ：片選信號A0 ：地址線A0，用于選擇內(nèi)部端口WR、RD ：讀/寫控制信號CAS0CAS2：用于8259級聯(lián)SP/EN ：用于8259級聯(lián)CS WRRDD7D6D5D4D3D2D1D0CAS0C

21、AS1GNDVccA0INTAIR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0INTSP/ENCAS21 282 273 264 255 246 237 228 219 2010 1911 1812 1713 1614 15管腳信號2. 8259A的中斷過程CPU響應(yīng)硬件中斷的過程首先由中斷請求寄存器寄存加到引腳IR0IR7上的中 斷請求。 在中斷屏蔽寄存器的管理下,沒有被屏蔽的中斷請求被 送到優(yōu)先權(quán)電路判優(yōu)。 經(jīng)過優(yōu)先權(quán)電路的判別,選中當(dāng)前級別最高的中斷源,然 后從引腳INT向CPU發(fā)出中斷請求信號。 CPU滿足一定條件后,向8259A發(fā)出2個中斷響應(yīng)信號(負脈沖)。 在實模式下,CPU從4

22、n4n3單元取出該中斷源 的中斷向量IP、CS,從而引導(dǎo)CPU執(zhí)行該中斷源的 中斷服務(wù)程序。 8259A從引腳INTA收到第1個中斷響應(yīng)信號之后,立即 使中斷服務(wù)寄存器中與被選中的中斷源對應(yīng)的那一位 置1,同時把中斷請求寄存器中的相應(yīng)位清0。 從引腳INTA收到第2個中斷響應(yīng)信號后,8259A把選中 的中斷源類型碼n,通過數(shù)據(jù)線送往CPU。 3. 8259A的中斷管理方式 8259A中斷管理方式中斷觸發(fā)方式中斷屏蔽方式中斷優(yōu)先級管理方式中斷結(jié)束方式總線連接方式邊沿觸發(fā)電平觸發(fā)常規(guī)屏蔽方式特殊屏蔽方式完全嵌套方式特殊嵌套方式優(yōu)先級循環(huán)方式自動EOI方式非自動EOI方式緩沖方式非緩沖方式常規(guī)EOI

23、循環(huán)方式自動EOI循環(huán)方式特殊EOI循環(huán)方式常規(guī)EOI方式特殊EOI方式4. 8259A的編程 8259A的控制命令分為初始化命令字ICWICW1ICW4向8259A寫入ICW的過程稱為初始化編程操作命令字OCW OCW1OCW3向8259A寫入OCW的過程稱為操作方式編程8259A內(nèi)部寄存器的尋址方法CS#RD#WR#A0D4D3讀寫操作010000寫OCW2寫OCW3寫ICW1寫ICW2,ICW3,ICW4,OCW1(順序?qū)懭?00101x1xx00101xx讀出IRR、ISR讀出IMR需要CS#、A0、RD#、WR#和D4、D3的配合內(nèi)部寄存器的訪問方法如下表： 8259A初始化編程流程

24、圖ICW1偶地址ICW2奇地址ICW3奇地址ICW4奇地址 級連方式？CPU是88/86？準(zhǔn)備接受中斷請求No（SGNL=1） Yes （SGNL=0） No（ICW4=0） Yes （ICW4=1） 初始化命令字ICW（Initialization Command Word）通常是系統(tǒng)開機時，由 初始化程序填寫，且在整個系統(tǒng)工作過程中保持不變。初始化命令字必須按順 序填寫。(1) ICW11 初始化命令字1需要ICW40不需要ICW41單片8259A0級連86系統(tǒng)不用(通常為0)1電平觸發(fā)方式0邊沿觸發(fā)方式86系統(tǒng)不用(通常為0)A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1

25、LTIM ADI SNGL ICW41 T7 T6 T5 T4 T3 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01ICW2設(shè)置中斷類型碼注： T7T3 中斷向量類型碼高位， 由編程決定 低三位 自動設(shè)置為 IR0 IR7 的類型編碼(000 111) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0IR7T7 T6 T5 T4 T3 1 1 1IR6T7 T6 T5 T4 T3 1 1 0IR5T7 T6 T5 T4 T3 1 0 1IR4T7 T6 T5 T4 T3 1 0 0IR3T7 T6 T5 T4 T3 0 1 1IR2T7 T6 T5 T4 T3 0 1 0IR1T7 T6

26、 T5 T4 T3 0 0 1IR0T7 T6 T5 T4 T3 0 0 08259A傳送的中斷類型碼 1 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 1IR輸入帶有一個 從控制器 0IR輸入不帶一個 從控制器A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 1 0 0 0 0 0 ID2 ID1 ID0從控制器ID，編碼000111分別對應(yīng)該從片的INT往主片的IR0IR7哪個端子輸入。A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01(3) ICW3 （主控制器） ICW3 （從控制器） 186 / 88模式080 / 85模式1自動EOI0非自動EOI 0 X 非緩沖方式

27、1 0 緩沖方式/從控制器 1 1 緩沖方式/主控制器1特殊完全嵌套方式0非特殊完全嵌套方式A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01(4) ICW40 0 0 SFNM BUF M / S AEOI PM 由CPU向8259A送三個字節(jié)的操作命令字OCW（Operation Command Word）， 用以規(guī)定8259A的工作方式，如： 中斷屏蔽 結(jié)束中斷 優(yōu)線權(quán)旋轉(zhuǎn) 中斷狀態(tài) 等。 操作命令字是在應(yīng)用程序中設(shè)置的，設(shè)置時，順序上沒有嚴格的要求。2 操作命令字（1）OCW1OCW1是中斷屏蔽命令字，命令格式如圖。命令字中的M7M0對應(yīng)IMR的各位。Mi=1表示該中斷被屏蔽，Mi

28、=0表示該中斷開放。 1 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0中斷屏蔽1置屏蔽0復(fù)位屏蔽A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01中斷結(jié)束命令字,命令格式如圖。 R、SL、EOI的不同組合決定了8259A的幾種工作方式。 L2L0 這幾位確定當(dāng)SL=1時指定的特殊結(jié)束或特殊循環(huán)時的中斷優(yōu)先級。最常用的常規(guī)EOI命令字為20H。（2）OCW2 0 R SL EOI 0 0 L2 L1 L00 0 1 常規(guī)EOI命令0 1 1 特殊EOI命令 1 0 1 常規(guī)EOI,按優(yōu)先級循環(huán)1 0 0 以自動EOI方式旋轉(zhuǎn)（設(shè)置） 自動旋轉(zhuǎn) 0 0 0 取消自動EOI時的優(yōu)先級循環(huán)1 1

29、 1 特殊EOI,按優(yōu)先級循環(huán)1 1 0 置優(yōu)先權(quán)命令0 1 0 無操作0 0 0 0 有 0 0 1 1 效 0 1 0 2 的 0 1 1 3 中1 0 0 4 斷1 0 1 5 請 1 1 0 6 求 1 1 1 7 級 別A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00中斷結(jié)束特殊旋轉(zhuǎn)用于控制8259A的運行方式。命令格式如圖。（3）OCW3 0 0 ESMM SMM 0 1 P RR RIS1 = 查詢命令0 = 非查詢命令A(yù)0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00讀寄存器命令0 1 0 10 0 1 1無作用在下一個讀脈沖時讀IRR在下一個讀脈沖時讀ISR特殊屏蔽

30、方式0 1 0 10 0 1 1無作用取消特殊屏蔽設(shè)置特殊屏蔽8259A編程舉例按以下要求初始化8259A：端口地址為200H和201H；中斷為上升沿觸發(fā)；單片8259A；不寫ICW4；與IR0-IR3對應(yīng)的中斷類型碼為08H-0BH；IR4-IR7不使用。根據(jù)要求，各初始化參數(shù)及工作參數(shù)如下：ICW1 = 00010010 = 12HICW2 = 08H 中斷向量碼 OCW1 = 11110000 = 0F0H 中斷屏蔽字 初始化程序如下：INIT8259A：MOVDX，200H；A0=0，寫ICW1MOVAL，12H；上升沿觸發(fā)，單片，不寫ICW4OUTDX，ALMOVDX，201H；A0

31、=1，寫ICW2，OCW1MOVAL，08H；ICW2OUTDX，ALMOVAL，0F0H；OCW1：屏蔽IR4-IR7OUTDX，AL5. 286以上微機的8259A中斷管理方式 系統(tǒng)加電后由BIOS對8259A初始化編程，設(shè)定中斷管理方式 : 系統(tǒng)8259A,中斷觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā)，即 為中斷請求。 中斷屏蔽方式采用常規(guī)屏蔽方式即應(yīng)用時，向8259A中斷屏蔽寄存器寫入適當(dāng)屏蔽字即可屏蔽/開放某一級中斷。 中斷源為固定優(yōu)先級 即IR0中斷請求級別最高，IR7中斷請求級別最低。采用常規(guī)中斷結(jié)束方式 即在中斷服務(wù)子程序結(jié)束之前向8259送中斷結(jié)束命令。6286以上的微機，對8259A的編程 對8

32、259A編程分二步進行：對8259A進行初始化編程 系統(tǒng)加電后，由BIOS完成對8259A進行應(yīng)用編程 編寫中斷程序時完成，有2項內(nèi)容：每一個硬件中斷服務(wù)程序結(jié)束前必須向8259A送中斷 命令字，通知8259A本次中斷結(jié)束，否則8259A不能響 應(yīng)同一中斷源的下次中斷。 需要時，向8259A中斷屏蔽寄存器寫入屏蔽字。 8259A收到中斷結(jié)束命令后，把ISR中的置1位清0！ 1. 概述 硬件中斷分類：可屏蔽中斷，非屏蔽中斷 CPU有2個接收中斷請求信號的引腳。 可屏蔽中斷： 輸入到INTR引腳的中斷請求信號， 引發(fā)的中斷。非屏蔽中斷： 輸入到NMI引腳的中斷請求信號， 引發(fā)的中斷。INTRNMI

33、 .6 PC/AT 可屏蔽中斷 有可屏蔽中斷請求，沒有DMA請求，沒有非屏蔽中 斷請求 響應(yīng)非屏蔽中斷的條件 有非屏蔽中斷請求，沒有DMA請求 一條指令執(zhí)行完 響應(yīng)可屏蔽中斷的條件CPU一條指令執(zhí)行完畢 硬件中斷的級別 DMA請求級別高于非屏蔽中斷高于可屏蔽中斷。 CPU處于開中斷狀態(tài)（I標(biāo)=1） 2. 可屏蔽中斷的硬件結(jié)構(gòu) IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7日時鐘鍵盤IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7輔串口主串口并口2軟盤并口1CSA0主片片選地址線A0CAS20INTINTRS20D7D0CPUINTARDWRSP/ENS20INTAIORIOW主8259總線控制器+5

34、V從8259 INT從8259 CAS20從8259相應(yīng)引腳可屏蔽中斷硬件結(jié)構(gòu)(1)可屏蔽中斷硬件結(jié)構(gòu)(2)硬盤CSA0從片片選地址線A0CAS20INTD7D0INTARDWRSP/EN從8259主8259 IR2主8259 CAS20主8259相應(yīng)引腳IR1IR3IR5IR7IR0IR2IR4IR6實時時鐘IRQ10IRQ9IRQ12IRQ11用戶中斷保留保留保留保留協(xié)處理器主8259中斷源中斷類型從8259中斷源中斷類型IR0日時鐘08HIR0實時時鐘70HIR1鍵盤09HIR1用戶中斷71H改向0AHIR2從8259IR2保留72HIR3輔串口0BHIR3保留73HIR4主串口0CHI

35、R4保留74HIR5并行口20DHIR5協(xié)處理器75HIR6軟盤0EHIR6硬盤76HIR7并行口10FHIR7保留77H 使用2片8259級連，管理15級中斷 中斷源與中斷類型 硬件可屏蔽中斷的中斷級別主8259中斷源中斷級別從8259中斷源中斷級別IR0日時鐘 最高 次高 高 最低IR0實時時鐘 高 低IR1鍵盤IR1用戶中斷IR2從8259IR2保留IR3輔串口IR3保留IR4主串口IR4保留IR5并行口2IR5協(xié)處理器IR6軟盤IR6硬盤IR7并行口1IR7保留 系統(tǒng)分配的8259口地址 中斷屏蔽寄存器 口地址接收中斷結(jié)束命令的寄存器口地址主825921H20H從8259A1HA0H

36、中斷結(jié)束命令 命令字=20H 接入主8259 IR0 IR7的中斷源 其服務(wù)程序結(jié)束要向主8259送中斷結(jié)束命令字 MOV AL，20H OUT 20H，AL 恢復(fù)現(xiàn)場 IRET MOV AL，20H OUT 20H，AL OUT 0A0H，AL 恢復(fù)現(xiàn)場 IRET接入從8259的中斷源，其服務(wù)程序結(jié)束應(yīng)分別向 主、從8259各送一個中斷結(jié)束命令字 。 中斷的引發(fā)方式不同 CPU獲取中斷類型碼的方式不同 CPU響應(yīng)的條件不同中斷處理程序的結(jié)束方式不同3硬件中斷和軟件中斷的區(qū)別 4. 硬件可屏蔽中斷例 中斷源: 系統(tǒng)8254 0#計數(shù)器，每55ms有一次中斷請求 中斷類型： 8型 (1)日時鐘中

37、斷 CPU轉(zhuǎn)入8型中斷后，完成下列工作 開中斷，保護現(xiàn)場（DS壓棧） 40H DS，對“日時鐘計數(shù)器”加1 測算軟驅(qū)馬達關(guān)閉時間IRET1CH服務(wù)程序向主8259送中斷結(jié)束命令恢復(fù)現(xiàn)場，IRET 執(zhí)行INT 1CH 日時鐘中斷處理流程： 什么是“日時鐘計數(shù)器” BIOS系統(tǒng)規(guī)定：40H:6CH40H:6FH這4個單元（共32位）為日時鐘計數(shù)器，每55ms加1次，計數(shù) 到:001800B0H，為24小時,其計數(shù)值供系統(tǒng)軟件使用。 系統(tǒng)啟動時CPU執(zhí)行BIOS中的一段程序，讀取CMOS實時時鐘電路的時間值計數(shù)值40:6CH40:6FH做為日時鐘計數(shù)器的計數(shù)初值。關(guān)于1CH服務(wù)程序 8#服務(wù)程序，每

38、隔55ms在DS=40H的前提下，調(diào)用一次1CH服務(wù)程序，之后又返回8型！ 所以1CH中斷是日時鐘的外擴中斷，用戶可開發(fā)新的1CH中斷（完成每55ms一次的定時操作）取代原來的中斷服務(wù)子程序。 IRET1CH服務(wù)程序(2)用戶中斷 中斷源: 系統(tǒng)總線插槽B4端引入的用戶設(shè)計的硬件中斷請求信號用戶中斷請求的途徑 用戶中斷請求80X86INTRIR2 INTIMR主8259 INTIR1IMR從8259用戶中斷請求從ISA總線B4端子（IRQ9）引入，經(jīng)過主8259，從8259二級中斷管理，最后由主8259向CPU提中斷。 只有從8259IMR1置0，主8259IMR2置0，其中斷請求方能送到CP

39、U。 B4實現(xiàn)用戶中斷必須對主、從8259應(yīng)用編程,保證中斷申請由8259中斷控制器提向CPU IN AL，0A1HAND AL，11111101BOUT 0A1H，AL ;開放用戶中斷IN AL，21HAND AL，11111011BOUT 21H,AL ;開放從8259中斷 BIOS為“71H型”設(shè)計的服務(wù)程序如下： PUSHAXMOVAL，20HOUT 0A0H，ALPOPAXINT0AH待開發(fā) 用戶服務(wù)程序IRET用戶中斷的中斷類型 CPU響應(yīng)用戶中斷后，自動轉(zhuǎn)向“71H型”服務(wù)程序 用戶中斷服務(wù)程序結(jié)束 若用戶中斷定義為0AH型， 服務(wù)程序結(jié)束前只向主8259送結(jié)束命令 若用戶中斷定

40、義為71H 服務(wù)程序結(jié)束前，向主從8259各送一中斷結(jié)束命令 用戶定義的中斷服務(wù)程序有兩個設(shè)計方法: 定義用戶中斷服務(wù)程序為“71H型” 中斷程序的準(zhǔn)備工作：置換71H型中斷向量，即把用戶 中斷的中斷向量471H 471 H+3單元 定義用戶中斷服務(wù)程序為“0AH型” 中斷程序的準(zhǔn)備工作：置換0AH型中斷向量，即把 用戶中斷的中斷向量40AH 40AH+3單元 IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7日時鐘鍵盤IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7輔串口主串口并口2軟盤并口1CSA0主片片選地址線A0CAS20INTINTRS20D7D0CPUINTARDWRSP/ENS20INTA

41、IORIOW主8259總線控制器+5V從8259 INT從8259 CAS20從8259相應(yīng)引腳(3) 鍵盤中斷 中斷源 ： 主板鍵盤接口電路中斷類型： 9 鍵盤中斷全過程： 主板鍵盤接口電路鍵盤中斷IR1 主8259AINTRDB70CPU并行掃描碼鍵盤電路串行掃描碼 鍵盤接口分2部分： 一部分裝在鍵盤盒內(nèi)鍵盤電路 另一部分裝在主機板鍵盤接口電路，2 部分之間通過5芯電 源連接。 主板鍵盤接口電路鍵盤中斷IR1 主8259AINTRDB70CPU并行掃描碼鍵盤電路串行掃描碼鍵盤電路以單片機為核心，加電后固化在單片機 內(nèi)部的鍵盤掃描程序，不斷掃描每一個按健，一旦有鍵閉合，就把閉合鍵的掃描碼（位

42、置碼） 鍵盤接口電路。 鍵盤接口電路： 把串行掃描碼通過移位寄存器轉(zhuǎn)換成并行掃描碼口地址為60H的端口寄存器 主板鍵盤接口電路鍵盤中斷IR1 主8259AINTRDB70CPU并行掃描碼鍵盤電路串行掃描碼串并轉(zhuǎn)換完畢，向主8259接中斷請求 CPU響應(yīng)后，轉(zhuǎn)9型服務(wù)程序 鍵盤中斷處理流程 開中斷，保護現(xiàn)場（DS壓棧） 40H DS 從60H口地址寄存器取并行掃描碼分析，處理轉(zhuǎn) 換成2字節(jié)鍵代碼存入鍵盤緩沖區(qū) 向8259發(fā)中斷結(jié)束命令 恢復(fù)現(xiàn)場 IRET 鍵盤緩沖區(qū) BIOS規(guī)定：系統(tǒng)RAM 40:1EH 40:3DH為鍵盤緩沖區(qū)共32個單元，實際使用30個單元，存放15個鍵的鍵代碼。鍵盤緩沖區(qū)

43、是以“先進先出”的規(guī)則存取。 由9型服務(wù)程序?qū)懭腈I代碼，用戶用INT 16H訪問鍵盤緩沖區(qū)，鍵盤緩沖區(qū)是9型硬中斷和INT 16H軟中斷之間交換信息的緩沖區(qū) 。由鍵盤中斷處理程序?qū)懭腈I代碼鍵盤緩沖區(qū)40:1E40:3D由INT 16H讀取鍵代碼 .7 實模式下的定時中斷程序設(shè)計 應(yīng)用背景 在許多應(yīng)用中，需要每隔一定時間完成一次預(yù)定的操作定時操作。如定時數(shù)據(jù)采集、定時顯示、定時鍵盤掃描等，而采用定時中斷技術(shù)實現(xiàn)這種操作具有實時性好、占用CPU資源較少的特點。一、定時中斷程序的設(shè)計方法 1.定時中斷源的選擇 系統(tǒng)8254 0#計數(shù)器 外擴8254作為定時中斷源 其它外擴定時中斷源2.確定中斷服務(wù)程

44、序的類型 中斷類型由定時中斷源接入8259A的中斷引腳IRx有關(guān)。 如果中斷源是外擴定時器，由從8259A的IR1引腳引入，則服務(wù)程序應(yīng)定義為0AH或71H型。如果中斷源是系統(tǒng)8254的0#計數(shù)器，并且定時周期是55ms的整數(shù)倍，則定義用戶服務(wù)程序為1CH型，取代系統(tǒng)的1CH型服務(wù)程序。如果中斷源是系統(tǒng)8254的0計數(shù)器，但定時周期55ms的整數(shù)倍，則應(yīng)重新對8254 0計數(shù)器進行初始化則定義用戶服務(wù)程序為08H型。定時周期不等于55ms整數(shù)倍的處理框圖新8型中斷服務(wù)程序3.置換中斷向量 服務(wù)程序的類型確定之后，應(yīng)置換相應(yīng)的中斷向量（使用INT21H的25H和35H子功能）。4.開放8259A

45、中斷 從系統(tǒng)硬件中斷的結(jié)構(gòu)圖可知：用戶中斷要經(jīng)過從8259A、主8259A兩級中斷控制器的管理，為了使用戶中斷請求送到CPU,應(yīng)將從8259A的IMR的D1位置0，主8259A的IMR的D2位置0，從而打通用戶中斷請求的通道。一般說，各種型號的主機板對日時鐘中斷都是開放 的，用戶不必再采取措施。5 .避免“DOS重入” “DOS 重入”示意圖 ： ： ：INT21H現(xiàn)行程序21H型服務(wù)程序：IRET有中斷請求 ： ：INT 21HDOS不允許重入6關(guān)于中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時間 必須遠遠小于定時中斷的時間間隔 7. 中斷結(jié)束向8259A發(fā)中斷結(jié)束命令 定時中斷周期T1服務(wù)程序執(zhí)行時間IRX T2

46、T1T2二.定時中斷程序結(jié)構(gòu)之一主程序 關(guān)中斷*中斷源初始化 置換中斷向量 其他準(zhǔn)備工作 開中斷 等待中斷* 恢復(fù)系統(tǒng)資源 恢復(fù)中斷向量 返回DOS服務(wù)程序 保護現(xiàn)場 定時時間到？ 執(zhí)行定時操作 向8259A送結(jié)束命令 恢復(fù)現(xiàn)場 IRETYN避免DOS 重入特點：服務(wù)程序直接進行定時操作* 表示視具體情況而定程序結(jié)束前主程序 關(guān)中斷 * 中斷源初始化 置換中斷向量 其他準(zhǔn)備工作 開中斷* 恢復(fù)系統(tǒng)資源 恢復(fù)中斷向量 返回DOS 保護現(xiàn)場 定時時間到？ 設(shè)置“時間到”標(biāo)志 向8259A送結(jié)束命令 恢復(fù)現(xiàn)場 IRETYN“時間到”標(biāo)志可利用數(shù)據(jù)段某單元或某個空閑寄存器特點：服務(wù)程序不直接進行定時操

47、作，而是建立“時間到”標(biāo)志。由主程序判斷時間到標(biāo)志再進行定時操作。* 表示視具體情況而定 其它操作 有無“時間到”標(biāo)志？ 執(zhí)行定時操作Y 程序是否需要結(jié)束？NY服務(wù)程序N之二三定時中斷程序舉例 1CH型中斷的應(yīng)用 要求使用系統(tǒng)定時源并采用中斷方式每隔一秒完成一次在屏幕上顯示一行HELLO，直到主機鍵盤按下任意鍵時停止。設(shè)計思路 主要解決四個問題： （1）字符串HELLO的顯示控制問題； （2）定時時間間隔1秒鐘如何實現(xiàn)； （3）顯示過程如何結(jié)束 MOV AH，9MOV DX，OFFSET MESGINT21HSCAN:MOV AL,1 INT 16H JZ SCAN 結(jié)束準(zhǔn)備(4)定時程序結(jié)構(gòu)：由主程序和1CH型中斷程序組成 主程序關(guān)中斷轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的1CH型中斷向量寫入用戶的1CH型中斷向量開中斷有鍵入？N恢復(fù)系統(tǒng)的1CH型中斷向量返回DOSYSCAN:MOV AH,1 INT 16H JZ SCAN CALL RESETMOV AH,4CHINT 21H為中斷服務(wù)做準(zhǔn)備工作1CH型中斷服務(wù)程序 保護現(xiàn)場重新定義用戶數(shù)據(jù)段 中斷計數(shù)滿18次？18中斷計數(shù)單元顯示一行helloYN恢復(fù)現(xiàn)場中斷返回設(shè)計一個計數(shù)單元ICOUNT,初值18，每55ms減1，減到0則表示