第7章-中斷系統(tǒng)-微型計算機原理(第三版)(共10章)課件

09一月2023第1頁

7.1中斷的概念

7.2中斷的響應(yīng)和中斷處理

7.38086中斷系統(tǒng)

7.4中斷控制器825909一月2023第1頁7.1中斷的概念7.209一月2023第2頁7.1中斷（Interrupt）的概念CPU在正常執(zhí)行程序時，由于內(nèi)部或外部事件引起CPU暫時中止正在執(zhí)行的程序，而去執(zhí)行服務(wù)程序，完畢后，又返回到暫時被終止的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程——中斷。

中斷是指計算機運行過程中，出現(xiàn)某些意外情況需主機干預(yù)時，機器能自動停止正在運行的程序并轉(zhuǎn)入處理新情況的程序，處理完畢后又返回原被暫停的程序繼續(xù)運行。分類：硬件中斷（HardwareInterrupt）軟件中斷（SoftwareInterrupt）09一月2023第2頁7.1中斷（Interrupt09一月2023第3頁7.1中斷（Interrupt）的概念計算機科學(xué)術(shù)語.指處理機處理程序運行中出現(xiàn)的緊急事件的整個過程.程序運行過程中，系統(tǒng)外部、系統(tǒng)內(nèi)部或者現(xiàn)行程序本身若出現(xiàn)緊急事件，處理機立即中止現(xiàn)行程序的運行，自動轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序(中斷服務(wù)程序)，待處理完后，再返回原來的程序運行，這整個過程稱為程序中斷;當處理機接受中斷時，只需暫停一個或幾個周期而不執(zhí)行處理程序的中斷，稱為簡單中斷.中斷又可分為屏蔽中斷和非屏蔽中斷兩類.可由程序控制其屏蔽的中斷稱為屏蔽中斷或可屏蔽中斷.屏蔽時，處理機將不接受中斷.反之，不能由程序控制其屏蔽，處理機一定要立即處理的中斷稱為非屏蔽中斷或不可屏蔽中斷.非屏蔽中斷主要用于斷電、電源故障等必須立即處理的情況.處理機響應(yīng)中斷時，不需執(zhí)行查詢程序.由被響應(yīng)中斷源向CPU發(fā)向量地址的中斷稱為向量中斷，反之為非向量中斷.向量中斷可以提高中斷響應(yīng)速度。09一月2023第3頁7.1中斷（Interrupt09一月2023第4頁7.1中斷（Interrupt）的概念中斷過程按照事件發(fā)生的順序，中斷過程包括

[4]

：①中斷源發(fā)出中斷請求;②判斷當前處理機是否允許中斷和該中斷源是否被屏蔽;③優(yōu)先權(quán)排隊;④處理機執(zhí)行完當前指令或當前指令無法執(zhí)行完，則立即停止當前程序，保護斷點地址和處理機當前狀態(tài)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序;⑤執(zhí)行中斷服務(wù)程序;⑥恢復(fù)被保護的狀態(tài)，執(zhí)行“中斷返回”指令回到被中斷的程序或轉(zhuǎn)入其他程序。上述過程中前四項操作是由硬件完成的，后兩項是由軟件完成的。09一月2023第4頁7.1中斷（Interrupt09一月2023第5頁7.1中斷（Interrupt）的概念CPU在正常執(zhí)行程序時，由于內(nèi)部或外部事件引起CPU暫時中止正在執(zhí)行的程序，而去執(zhí)行服務(wù)程序，完畢后，又返回到暫時被終止的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程——中斷。7.1.1中斷的基本概念

中斷源的概念：通常在計算機系統(tǒng)中有多個外部設(shè)備并行工作，或存在多個事件，它們都可以向CPU發(fā)申請，這些外部設(shè)備或事件就稱為中斷源。

1．中斷概念：當外設(shè)需要服務(wù)或事件發(fā)生時，向主機發(fā)出“請求”信號，CPU暫停當前正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)去為請求服務(wù)的外設(shè)或事件進行服務(wù)，待服務(wù)完畢后又自動返回到暫時被終止的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程。09一月2023第5頁7.1中斷（Interrupt09一月2023第6頁2．中斷的作用

⑴實現(xiàn)CPU與多臺I/O設(shè)備并行工作。若CPU與設(shè)備串行運行，則CPU效率低下。啟動啟動啟動CPU設(shè)備完成完成

查詢等待(t)查詢等待查詢等待CPU與設(shè)備串行運行示意圖⑵實現(xiàn)實時處理。如壓力過大、溫度過高等情況等。

⑶故障處理。如電源掉電及軟、硬件故障等，提高了計算機系統(tǒng)的可靠性。

09一月2023第6頁2．中斷的作用⑴實09一月2023第7頁⑷實現(xiàn)人機對話。操作人員通過控制臺發(fā)命令，對系統(tǒng)進行隨機干預(yù)。⑸實現(xiàn)多機系統(tǒng)中各主機間的聯(lián)系。實現(xiàn)多機系統(tǒng)中，各個處理機之間的信息交流和任務(wù)切換。3．中斷系統(tǒng)的功能

⑵實現(xiàn)優(yōu)先排隊。響應(yīng)優(yōu)先級最高的中斷請求。⑶實現(xiàn)中斷嵌套。當CPU響應(yīng)某一中斷并進行處理時，若有優(yōu)先級更高的中斷源發(fā)出申請，則響應(yīng)。⑴實現(xiàn)中斷和返回。CPU判斷中斷源，轉(zhuǎn)入相應(yīng)中斷處理程序，處理完畢后返回原斷點，繼續(xù)執(zhí)行。

09一月2023第7頁⑷實現(xiàn)人機對話。操作09一月2023第8頁⑴處理機內(nèi)部中斷：如零作除數(shù)，為調(diào)試程序設(shè)置的斷點等。8.1.2中斷源類型

⑶數(shù)據(jù)通道中斷：如磁盤、磁帶等。⑵I/O設(shè)備中斷：如鍵盤、打印機等輸入輸出設(shè)備引起的中斷。⑷實時時鐘中斷：如外部時鐘電路、內(nèi)部定時電路等引起的中斷。⑸故障源：如電源掉電等。磁帶等。⑹軟中斷：在程序中，用命令設(shè)置的中斷。09一月2023第8頁⑴處理機內(nèi)部中斷：如09一月2023第9頁1．軟件查詢方式7.1.3中斷優(yōu)先排隊（優(yōu)先權(quán)）

中斷源0INTR

≥1

中斷源1中斷源2中斷源3中斷源4中斷源5中斷源6中斷源7各中斷請求信號“或”操作后作為INTR信號。當有中斷源發(fā)出請求時，INTR=1。CPU響應(yīng)中斷后，進入中斷處理程序，先從左到右逐位檢查狀態(tài)，先被查詢到的中斷申請先得到服務(wù)。09一月2023第9頁1．軟件查詢方式7.1.3中斷09一月2023第10頁2．硬件方式——硬件優(yōu)先權(quán)排隊電路⑴多線請求優(yōu)先權(quán)排隊電路。

&

&

&

&

&

&

INTR0

INTR1

INTR2

INTR2’INTR1’

INTR0’

I/O設(shè)

備申請

多線請求優(yōu)先權(quán)排隊電路

⑵多線請求，判優(yōu)響應(yīng)。

Intel8259——可編程中斷控制器，用來接收、屏蔽、判優(yōu)、傳遞中斷請求，功能強大，應(yīng)用方便。

如INTR1’有請求,則INTR2’被封鎖。09一月2023第10頁2．硬件方式——硬件優(yōu)先權(quán)排隊電09一月2023第11頁7.2中斷處理

1．中斷響應(yīng)的條件——三個：

⑴中斷源有中斷請求。

7.2.1中斷響應(yīng)

⑵CPU允許中斷。中斷允許標志IF為1⑶一條指令執(zhí)行完畢。

2．中斷響應(yīng)過程

⑴中斷源的識別。

⑵保存中斷現(xiàn)場和轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序?，F(xiàn)場——斷點地址、條件碼、屏蔽字、通用寄存器中的內(nèi)容和狀態(tài)位等等。壓入堆棧中保存，由硬件直接控制執(zhí)行，稱為中斷隱指令。

09一月2023第11頁7.2中斷處理1．中斷響09一月2023第12頁7.2.2中斷處理1．中斷的處理過程⑴關(guān)中斷。目的：CPU不響應(yīng)更高級的中斷申請。

⑵保存斷點和現(xiàn)場。即將現(xiàn)行狀態(tài)字和斷點地址相繼壓入堆棧。目的：在中斷處理完后返回主程序時，恢復(fù)原程序運行狀態(tài)。⑶開中斷。目的：允許更高級中斷請求能夠及時得到響應(yīng)，實現(xiàn)中斷嵌套。

⑷轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。目的：完成的最終目的。

⑸退出中斷。返回到主程序的執(zhí)行。

09一月2023第12頁7.2.2中斷處理1．中斷的09一月2023第13頁2．中斷服務(wù)程序中斷處理過程流程圖關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場開中斷開中斷轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序執(zhí)行中斷服務(wù)程序N取下一條指令YN執(zhí)行一條指令結(jié)束有中斷？Y保存斷點、保護現(xiàn)場關(guān)中斷09一月2023第13頁2．中斷服務(wù)程序中斷處理過09一月2023第14頁3．多重中斷處理多重中斷：在處理某一中斷過程中又發(fā)生了新的中斷，而中斷該服務(wù)程序的執(zhí)行，又轉(zhuǎn)去新的中斷處理。——中斷嵌套。3級中斷服務(wù)主程序主程序kk+11級中斷服務(wù)主程序mm+1n-12n-10n-8n-6n-4n-2nSPm+1(IP)m+1(CS)PSWmSP兩級嵌套的情況:k+1(IP)k+1(CS)PSWkSP09一月2023第14頁3．多重中斷處理多重中斷09一月2023第15頁1．內(nèi)部中斷⑴單步中斷，中斷號為01H。當TF為1時，每執(zhí)行一條指令后立即產(chǎn)生1號中斷。7.38086中斷系統(tǒng)

7.3.18086的中斷分類:內(nèi)部中斷和外部中斷。

⑵斷點中斷，03H。用在程序調(diào)試中設(shè)置斷點。⑶溢出中斷，04H。若OF=1，則執(zhí)行INTO指令，INTO指令經(jīng)常安排在運算指令之后。⑷除數(shù)為0中斷，0H。當除法指令所得商大于機器能表示的最大值，則立即產(chǎn)生0號中斷。

⑸指令中斷，即CPU執(zhí)行INTn指令。09一月2023第15頁1．內(nèi)部中斷⑴09一月2023第16頁2．外部中斷:分為非屏蔽中斷和可屏蔽中斷，分別通過NMI和INTR引入。

⑴非屏蔽中斷:NMI引腳引入。不受IF的影響，用于處理緊迫事件，如掉電、存儲器錯誤或總線極性錯誤等緊急事態(tài)。中斷號2。CPU在執(zhí)行NMI中斷服務(wù)時不允許響應(yīng)INTR引腳上出現(xiàn)的中斷請求。⑵可屏蔽中斷:通過CPU的INTR引腳引入。特點：①請求經(jīng)中斷控制器判優(yōu)后再送往CPU；②CPU可通過對中斷標志位IF置位或復(fù)位來允許或禁止INTR請求；③由中斷控制器向CPU提供中斷類型碼；④可屏蔽中斷允許嵌套。09一月2023第16頁2．外部中斷:分為非屏蔽中斷和可09一月2023第17頁8086中斷系統(tǒng)的各中斷源分類示意圖

中斷邏輯INTn指令非屏蔽中斷NMIINT2INT0除數(shù)為0INT1單步

INT3斷點INT4溢出8259A中斷

控制器INTR

IR0IR1

IR7……優(yōu)先級別：除單步中斷外，所有內(nèi)部中斷的優(yōu)先級最高，其次為不可屏蔽中斷、可屏蔽中斷，單步中斷的優(yōu)先級最低。09一月2023第17頁8086中斷系統(tǒng)的各中斷源分類示09一月2023第18頁7.3.2中斷向量和中斷向量表

除數(shù)為0中斷單步中斷非屏蔽中斷斷點中斷溢出中斷IPLIPHCSLCSH0000H0004H0008H000CH0010H0014H007FH0080H03FCH03FFH類型0類型1類型2類型3類型4類型IFH類型FFH專用中斷系統(tǒng)保留中斷27個用戶使用每個中斷向量占4個字節(jié)，256個中斷向量共占1K個單元。

09一月2023第18頁7.3.2中斷向量和中斷向量09一月2023第19頁1．8086硬件中斷的響應(yīng)過程⑴CPU讀取中斷類型碼并存入暫存器；⑵標志寄存器值壓棧保護；⑶IF和TF清零，即禁止單步執(zhí)行中斷服務(wù)程序；⑷保存斷點，即將斷點地址（CS，IP）壓棧保護；⑸根據(jù)中斷類型碼從中斷向量表中取出中斷向量，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序執(zhí)行。7.3.38086硬件中斷的響應(yīng)時序

中斷執(zhí)行示意圖如下：09一月2023第19頁1．8086硬件中斷的響應(yīng)過程09一月2023第20頁執(zhí)行下一條指令NTF=1？無內(nèi)部中斷?結(jié)束當前指令？有Y有NMI？N無取中斷類型碼Y有有INTR？IF=1?YN返回斷點①

開中斷執(zhí)行中斷服務(wù)程序關(guān)中斷標志寄存器入棧TEMP=TF(暫存)清除IF、TF標志斷點(CS，IP)入棧取中斷向量進入中斷服務(wù)程序①

關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場，恢復(fù)斷點開中斷，返回09一月2023第20頁執(zhí)行下一條指令NTF=1？無內(nèi)部09一月2023第21頁2．8086中斷響應(yīng)總線周期說明：第一個總線周期通知外設(shè)CPU準備響應(yīng)中斷，外設(shè)備好中斷類型碼；第二個總線周期CPU接收中斷類型碼；共用7個總線周期完成。軟件中斷和NMI共用5個總線周期。T1T2T3T4TITITIT1T2T3T4三個空閑狀態(tài)CLKALED0～D7中斷類型碼INTA09一月2023第21頁2．8086中斷響應(yīng)總線周期09一月2023第22頁軟件中斷有如下特點：

1．INTn指令，中斷類型碼是n。7.3.4軟件中斷

3．軟件中斷不受IF的影響。2．不執(zhí)行中斷響應(yīng)總線周期，不讀取中斷類型碼。5．軟件中斷沒有隨機性，中斷指令引起的，事先知道的。4．可進行中斷嵌套，即可以響應(yīng)非屏蔽中斷；也可響應(yīng)屏蔽中斷的高優(yōu)先級請求。09一月2023第22頁軟件中斷有如下特點：09一月2023第23頁7.4中斷控制器8259A

7.4.18259A的引腳信號、編程結(jié)構(gòu)和工作原理

芯片引腳信號CSWRRDD7D6D5D4D3D2D1D0CAS0CAS1GND28272625242322212019181716151234567891011121314VCCA0INTAIR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0INTSP/ENCAS28259A邏輯圖8259AD7～D0CSRDWRA0SP/ENINTCAS0CAS1CAS2INTAVCCGNDIR7～IR0可對8個中斷源實現(xiàn)優(yōu)先級控制

9片對64個中斷源實現(xiàn)優(yōu)先級控制

可編程設(shè)置不同工作方式向x86提供不同中斷類型碼09一月2023第23頁7.4中斷控制器8259A09一月2023第24頁1．8259A的外部引腳信號

VCC和GND是電源和地，接+5V。

D7～D0：8根數(shù)據(jù)引線。D7～D0和數(shù)據(jù)總線的低8位相連，實現(xiàn)和CPU的數(shù)據(jù)交換。CS：片選信號。低電平有效，系統(tǒng)中地址總線經(jīng)過譯碼后與其相連。用于選擇芯片。INT：中斷請求引線，它與CPU的INTR相連，以向CPU發(fā)出中斷請求信號。INTA用來接收來自CPU的中斷應(yīng)答信號。RD：讀允許信號。低電平有效，通知8259A將被訪問的端口的內(nèi)容送往數(shù)據(jù)總線。09一月2023第24頁1．8259A的外部引腳信號V09一月2023第25頁A0：地址線，選擇8259A的端口，8259A有一個偶和一個奇地址，偶地址低，奇地址高。

IR7～IR0：來自I/O設(shè)備的中斷請求信號。

CAS2～CAS0：級連信號，用于指示從片的標識。SP/EN:雙向，若=1時，則8259A為主片，若=0時，8259A為從片。在8086系統(tǒng)中，只用低8位數(shù)據(jù)線進行連接，需用地址線A1與8259A的A0連接，用兩個相鄰的偶地址來作為8259A的端口地址。

09一月2023第25頁A0：地址線，選擇8259A的端09一月2023第26頁2．8259A的結(jié)構(gòu)和工作原理CAS2CAS1CAS0SP/EN8259A芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫邏輯級連緩沖/比較器控制邏輯當前中斷服務(wù)寄存器(ISR)優(yōu)先權(quán)裁決電路(PR)中斷請求寄存器(IRR)中斷屏蔽寄存器(IMR)…IR0IR1…IR7INTD7～D0RDWRA0CSINTA09一月2023第26頁2．8259A的結(jié)構(gòu)和工作原理C09一月2023第27頁☆中斷請求寄存器IRR：保存IR0～IR7中斷請求信號，某位=1表示對應(yīng)的IRi有中斷請求

☆中斷服務(wù)寄存器ISR：保存所有正在服務(wù)的中斷源，某位=1表示對應(yīng)的IRi中斷正在被服務(wù)

☆中斷屏蔽寄存器IMR：存放中斷屏蔽字，某位=1表示對應(yīng)的IRi輸入被屏蔽

☆中斷優(yōu)先權(quán)判別電路：確定是否向CPU發(fā)出中斷請求。☆級連邏輯：當引入的中斷超過8級時，用多片8259A級聯(lián)，構(gòu)成主從關(guān)系。09一月2023第27頁☆中斷請求寄存器IRR：保存IR09一月2023第28頁⑵

工作原理。

8259A對中斷請求的處理過程：

當某IRi有效時，IRR相應(yīng)位置1若有效的IRi未被屏蔽，則向CPU發(fā)出中斷請求檢測到第1個INTA#信號后，ISRi=1，IRRi=0

檢測到第2個INTA#信號后，把ISRi=1中最高優(yōu)先級的中斷類型碼放到DB上若工作在AEOI方式，在第2個INTA#結(jié)束時，使ISRi復(fù)位；否則由CPU發(fā)出EOI命令使ISRi復(fù)位09一月2023第28頁⑵工作原理。8259A對中斷09一月2023第29頁3.8259A的工作方式

⑴設(shè)置優(yōu)先級的方式：有全嵌套、特殊全嵌套、優(yōu)先級自動循環(huán)和優(yōu)先級特殊循環(huán)等4種優(yōu)先級方式?！钊短追绞剑篒R0的級別最高，IR2的級別次之，……，IR7的級別最低。加電后8259A的默認方式，默認優(yōu)先級順序從高到低為IR0～IR7

IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR076543210最低級最高級09一月2023第29頁3.8259A的工作方式09一月2023第30頁☆特殊全嵌套方式：用在多片8259A級連的系統(tǒng)中。主片8259A工作在特殊全嵌套方式。對來自同一從片的較高優(yōu)先級請求也會開放。☆優(yōu)先級自動循環(huán)方式：一個中斷源受到中斷服務(wù)以后，它的中斷優(yōu)先級自動降為最低。IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR076543210最低級最高級01010000ISRiIR4的服務(wù)結(jié)束以前21076543最高級最低級IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR001000000IR4的服務(wù)結(jié)束以后09一月2023第30頁☆特殊全嵌套方式：用在多片82509一月2023第31頁☆普通屏蔽方式：可通過編程設(shè)置操作命令字OCW1(屏蔽寄存器)屏蔽不需要響應(yīng)的中斷。也可以撤消⑵屏蔽中斷源的方式：普通屏蔽和特殊屏蔽方式?！钐厥馄帘畏绞剑寒擟PU正在處理某級中斷時，要求僅對本級進行屏蔽，而允許其它優(yōu)先級高的或低的中斷進入系統(tǒng)?！顑?yōu)先級特殊循環(huán)方式:8個中斷優(yōu)先級自動循環(huán)。通過對8259A的操作命令字OCW2來設(shè)置的。09一月2023第31頁☆普通屏蔽方式：可通過編程設(shè)置操09一月2023第32頁☆中斷自動結(jié)束方式:系統(tǒng)一進入中斷過程，在第二個中斷響應(yīng)信號結(jié)束時，ISR相應(yīng)位清0。因不保留當前正在服務(wù)的中斷的狀態(tài)，故AEOI不能用于中斷嵌套方式⑶

結(jié)束中斷處理的方式：當IRi中斷被服務(wù)時，ISRi=1。當服務(wù)結(jié)束后，則必須清零ISRi位。是通過向8259A發(fā)出中斷結(jié)束命令（EOI命令）實現(xiàn)的。有三種中斷結(jié)束方式：自動EOI（AEOI）——中斷自動結(jié)束方式非指定EOI（NSEOI）——一般中斷結(jié)束方式指定EOI（SEOI）——特殊的中斷結(jié)束方式

09一月2023第32頁☆中斷自動結(jié)束方式:系統(tǒng)一進入中09一月2023第33頁☆一般中斷結(jié)束方式：用于普通全嵌套方式的情況。由CPU發(fā)出正常EOI命令，該EOI命令使ISRi=1的位中優(yōu)先級最高的那一位復(fù)位?！钐厥獾闹袛嘟Y(jié)束方式：用于優(yōu)先級自動循環(huán)或優(yōu)先級特殊循環(huán)方式中。通過對8259A的OCW2來實現(xiàn)。由CPU發(fā)出一條特殊的中斷結(jié)束命令，命令中指出所要復(fù)位的ISR的位號。09一月2023第33頁☆一般中斷結(jié)束方式：用于普通全嵌09一月2023第34頁⑷連接系統(tǒng)總線的方式：緩沖方式和非緩沖方式?！?/p>

緩沖方式：多片8259A通過總線緩沖器和數(shù)據(jù)總線連接，即為緩沖方式。

09一月2023第34頁⑷連接系統(tǒng)總線的方式：緩沖09一月2023第35頁☆非緩沖方式：相對于緩沖方式而言的。當系統(tǒng)中只有一片或很少幾片8259A時，可將8259A的數(shù)據(jù)線直接與系統(tǒng)總線相連。

采用多片8259A級連，可最多支持64個中斷源。只能有一片8259A為主片，其余的均為從屬片；涉及到的8259A引腳包括：CAS0-CAS2、SP/EN、IRi、INT單片8259A可支持8個中斷源；09一月2023第35頁☆非緩沖方式：相對于緩沖方式而言09一月2023第36頁⑸引入中斷請求的方式：有下列三種?！钸呇赜|發(fā)方式：IRi出現(xiàn)上升沿表示有中斷請求

☆電平觸發(fā)方式：IRi出現(xiàn)高電平表示有中斷請求。在第1個INTA#結(jié)束前，IRi必須保持高電平☆中斷查詢方式：CPU通過查詢8259A狀態(tài)來確定是否有中斷申請，并判別是哪個中斷源。09一月2023第36頁⑸引入中斷請求的方式：有下09一月2023第37頁7.4.28259A的初始化命令字和操作命令字

4個初始化命令字和3個操作命令字。

1．8259A的初始化命令字：由初始化程序填寫⑴

ICW1——芯片控制初始化命令字。(A0=0)。ICW1的格式如下：1LTIMADISNGLIC4A0D7D6D5D4D3D2D1D00D7～D5：一般不用。

D4=1：為ICW1的標志位，而不是操作命令OCW2和OCW3。09一月2023第37頁7.4.28259A的初始09一月2023第38頁D3(LTIM)：設(shè)置中斷請求信號(IRi引腳)的觸發(fā)方式。LTIM=0：邊沿觸發(fā)；LTIM=1：電平觸發(fā)。D2(ADI)：在8086/8088系統(tǒng)中不用。D1(SNGL)：是否與其他8259A處于級連方式。當只有一片8259A時，使D1=1；有多片8259A時，D1=0。D0(IC4)：后面是否設(shè)置ICW4。當IC4=0，不設(shè)置ICW4；若IC4=1，設(shè)置ICW4。在8086/8088系統(tǒng)中要求必須使用ICW4命令字，IC4必須設(shè)置為1。

09一月2023第38頁D3(LTIM)：設(shè)置中斷請求09一月2023第39頁⑵ICW2——中斷類型碼初始化命令字:設(shè)置中斷類型碼。寫入8259A的奇地址端口(A0=1)。

T7T6T5T4T3

A0D7D6D5D4D3D2D1D01ICW2的高5位為中斷類型碼的高5位，低3位由引入中斷的引腳序號決定。例如：ICW2的值為40H，則8259A的IR0～IR7對應(yīng)的8個中斷類型碼為：40H，41H，42H，…，47H。09一月2023第39頁⑵ICW2——中斷類型碼初始化09一月2023第40頁⑶

ICW3——主從片標識字初始化命令字:標識主/從片，寫入8259A的奇地址口，跟在ICW2后設(shè)置。IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0A0D7D6D5D4D3D2D1D01主片ICW3的格式如下：從片ICW3的格式如下：IRi=1：表示IRi引腳上連有從片；IRi=0：表示IRi引腳上無從片連接。0

0000ID2ID1ID0

A0D7D6D5D4D3D2D1D01D2～D0：為從片標識符。D2～D0的組合決定哪個中斷請求輸出到INT腳。如從片的INT引腳連在主片的IR5引腳上，則此從片的ICW3中的D2～D0應(yīng)設(shè)置為101B。09一月2023第40頁⑶ICW3——主從片標識字初始09一月2023第41頁⑷ICW4——方式控制初始化命令字:寫入8259A的奇地址口，在ICW1中的第0位(IC4)為1時，才設(shè)置ICW4。主機類型主/從片嵌套方式中斷結(jié)束方式緩沖方式標志000SFNMBUFM/SAEOIPM

A0D7D6D5D4D3D2D1D01D7D6D5：ICW4的標志位，這三位總是為0。D4(SFNM)：定義在級連方式下是否采用特殊全嵌套方式。SFNM=0：非特殊全嵌套；SFNM=1：特殊全嵌套。在非級連方式下，D4(SFNM)位無效。09一月2023第41頁⑷ICW4——方式控制初始化命令09一月2023第42頁D3(BUF)：是否采用緩沖方式。BUF=0：非緩沖；BUF=1：緩沖D2(M/S)：在緩沖方式，規(guī)定本片為主片還是從片。BUF位、M/S位和/信號線之間的關(guān)系：

BUF位

M/S位

SP/EN信號線0非緩沖方式無意義有效，輸入，=1主8259A0非緩沖方式無意義有效，輸入，=0從8259A1緩沖方式1主8259A有效，輸出，=1CPU→8259A1緩沖方式0從8259A有效，輸出，=0CPU←8259AD1(AEOI)：中斷結(jié)束方式。AEOI=0：正常結(jié)束方式；AEOI=1：自動結(jié)束方式。09一月2023第42頁D3(BUF)：是否采用緩沖方09一月2023第43頁2．8259A的初始化流程是否為級連方式?用ICW1設(shè)置：是否級連、請求信號格式、后面是否用ICW4用ICW2設(shè)置中斷類型碼YESNO設(shè)置ICW3，各位對應(yīng)IR0～IR7的連接情況NO本片為主片?設(shè)置ICW3，高5位為0，低3位為標識碼YES①需要設(shè)置ICW4嗎?YES用ICW4設(shè)置：是否為特殊全嵌套方式；是否為緩沖方式；是否為自動結(jié)束中斷方式；是否為8086/88系統(tǒng)設(shè)置結(jié)束NO①09一月2023第43頁2．8259A的初始化流程是否為09一月2023第44頁例1：當8086/8088系統(tǒng)，8259A單級使用，端口地址是80H和81H。要求：需要設(shè)置ICW4，單級、不設(shè)置ICW3、中斷請求為邊沿方式；中斷類型碼為30H～37H；非緩沖方式和一般中斷結(jié)束方式。初始化程序如下：MOV AL，13H；設(shè)置ICW1=00010011BOUT80H，AL；寫入偶地址端口。MOVAL，30H；設(shè)置ICW2=00110000B，OUT81H，AL；寫入奇地址端口。MOVAL，01H；設(shè)置ICW4=00000001B：OUT81H，AL；寫入奇偶地址端口。09一月2023第44頁例1：當8086/8088系統(tǒng)，09一月2023第45頁3．8259A的操作命令字：3個，即OCW1～OCW3

Mi=1，屏蔽相應(yīng)的中斷請求(IRi)；Mi=0，允許相應(yīng)的中斷請求(IRi)⑴OCW1——中斷屏蔽操作命令字：實現(xiàn)中斷屏蔽功能

M7M6M5M4M3M2M1M0

A0D7D6D5D4D3D2D1D01例如：OCW1=03H(00000011B)，則IR1和IR0引腳上的中斷請求被屏蔽，其它引腳上的中斷請求則允許。09一月2023第45頁3．8259A的操作命令字：3個09一月2023第46頁D4D3=00：為OCW2的標志。D7(R)：決定系統(tǒng)中斷優(yōu)先級是否按循環(huán)方式設(shè)置。若R=1，優(yōu)先級循環(huán)；若R=0，非循環(huán)。D6(SL)：決定了OCW2中的L2、L1、L0是否有效，若SL=1，表示由L2、L1、L0設(shè)定的優(yōu)先級有效；D5(EOI)：中斷結(jié)束命令。⑵

OCW2——工作方式操作命令字：設(shè)置優(yōu)先級循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式

RSLEOI00L2L1L0A0D7D6D5D4D3D2D1D0009一月2023第46頁D4D3=00：為OCW2的標09一月2023第47頁D2、D1、D0(L2、L1、L0)有兩個用途：一是當特殊的中斷結(jié)束命令時，L2、L1、L0指出要清除當前中斷服務(wù)寄存器ISR中的哪一位；二是當OCW2給出特殊的優(yōu)先級循環(huán)方式命令字時，L2、L1、L0指出循環(huán)開始時，哪一個中斷的優(yōu)先級最低（SL=1）。EOIRSL

說明

000001010011100101

110

111結(jié)束優(yōu)先級自動循環(huán)方式無效設(shè)置中斷優(yōu)先級自動循環(huán)方式特殊優(yōu)先級循環(huán)方式，按L2L1L0為最低優(yōu)先級一般EOI命令，清除ISR對應(yīng)位，非循環(huán)方式特殊EOI命令，清除ISR的L2L1L0指定位，自動循環(huán)一般EOI命令，清除ISR對應(yīng)位，自動循環(huán)特殊EOI命令，清除ISR中L2L1L0指定位，自動循環(huán)09一月2023第47頁D2、D1、D0(L2、L09一月2023第48頁D4、D3=01：為OCW3標志，用來和OCW2區(qū)別；D6(ESMM)：特殊屏蔽模式允許位。D5(SMM)：特殊屏蔽模式位。⑶OCW3——工作方式操作命令字：設(shè)置和撤消特殊屏蔽方式、設(shè)置中斷查詢方式和設(shè)置8259A內(nèi)部寄存器的讀命令。

0

ESMMSMM01PRRRISA0D7D6D5D4D3D2D1D00ESMM

SMM

說

明

0×

使SMM位無作用

10恢復(fù)原優(yōu)先級，即復(fù)位特殊屏蔽方式

11設(shè)置特殊屏蔽方式

09一月2023第48頁D4、D3=01：為OCW3標志09一月2023第49頁D7：無用。D2(P)：查詢方式位。當CPU往8259A發(fā)出查詢命令后，執(zhí)行一條輸入指令，得到查詢字，表明當前外設(shè)有沒有中斷請求，當前優(yōu)先級最高的中斷請求到底是哪一個中斷源。I----W2W1W0A0D7D6D5D4D3D2D1D001：有設(shè)備中斷請求0：無設(shè)備中斷請求指示當前中斷請求的最高級

例如：當前優(yōu)先級次序為IR5、IR6、IR7、IR0、IR1、IR2、IR3、IR4，而在IR2和IR6引腳上又有中斷請求，得到如下的查詢字：1××××110B09一月2023第49頁D7：無用。D2(P09一月2023第50頁系統(tǒng)中只有一片8259A，對初始化全嵌套方式,執(zhí)行一條開中斷指令STI后，遇到IR3請求中斷，允許后，執(zhí)行IR3的中斷服務(wù)程序，IS3被置位。

7.4.38259A的編程【例7.1】關(guān)于中斷全嵌套方式的例子：

在執(zhí)行IR3的服務(wù)中，又有IR2申請中斷，比IR3的優(yōu)先級高，IR3中斷處理程序執(zhí)行了STI指令后，CPU響應(yīng)IR。

IR2中斷處理程序結(jié)束時，執(zhí)行中斷結(jié)束命令，使IS2復(fù)位，再執(zhí)行中斷返回指令，CPU才能返回IR3中斷處理程序。09一月2023第50頁系統(tǒng)中只有一片8259A09一月2023第51頁IR3請求中斷初始化開中斷STI主程序中斷結(jié)束命令關(guān)中斷開中斷中斷返回IR2請求中斷IR3中斷處理程序開中斷開中斷IR2中斷處理程序…關(guān)中斷中斷結(jié)束命令開中斷中斷返回09一月2023第51頁IR3請求中斷初始化開中斷STI09一月2023第52頁【例7.2】8259A單片系統(tǒng)，管理8級中斷，邊沿觸發(fā)，全嵌套，設(shè)定0級中斷請求對應(yīng)的中斷類型為8，8259的端口地址為20H。

則初始化程序如下：

MOV AL，13H；ICW100010011OUT 20H，ALMOV AL，08H；ICW200001000OUT 21H，ALMOV AL，01H；ICW400000001OUT 21H，AL分析：

ICW1

=00010011，ICW2

=00001000ICW4

=0000000109一月2023第52頁【例7.2】8259A單片系統(tǒng)，09一月2023第53頁【例7.3】兩片8259級連，15級中斷，主片偶地址口為20H，從片偶地址口為A0H，邊沿觸發(fā)，全嵌套中斷，從片INT端接主片的IR2，主片中斷類型為8～FH，從片為：70H～77H。進行初始化編程。

主片初始化：

MOV AL，11HOUT 20H，AL

MOV AL，08HOUT 21H，AL

MOV AL，04HOUT 21H，ALMOV AL，11HOUT 21H，AL從片初始化：

MOV AL，11HOUT 0A0H，ALMOV AL，70HOUT 0A1H，AL

MOV AL，02HOUT 0A1H，ALMOV AL，11HOUT 0A1H，AL09一月2023第53頁【例7.3】兩片8259級連，109一月2023第54頁【例7.4】某一中斷服務(wù)程序，要讀取8259A的ISR，判斷是否為硬件中斷，若是則發(fā)非特殊中斷結(jié)束命令，結(jié)束中斷。設(shè)8259A的地址為20H、21H。

MOVAL，0BH；發(fā)讀ISR命令(OCW3)OUT20H，ALNOPIN AL，20H；讀ISRMOVAH，AL；保存當前優(yōu)先級OR AL，AH；ISR=0？JNZ HW_INT；不為0則為硬件中斷，轉(zhuǎn)處理

MOV AH，0FFH ；非硬件中斷設(shè)標志JMP S_I_FLAG09一月2023第54頁【例7.4】某一中斷服務(wù)程序，要09一月2023第55頁HW_INT：IN AL，21H；讀IMROR AL，AHOUT 21H，AL；寫OCW1屏蔽當前優(yōu)先級

MOV AL，20H ；發(fā)EOI命令

OUT 20H，ALS_I_FLAG：MOV INTR_FLAG，AH09一月2023第55頁HW_INT：IN AL09一月2023第56頁

7.1中斷的概念

7.2中斷的響應(yīng)和中斷處理

7.38086中斷系統(tǒng)

7.4中斷控制器825909一月2023第1頁7.1中斷的概念7.209一月2023第57頁7.1中斷（Interrupt）的概念CPU在正常執(zhí)行程序時，由于內(nèi)部或外部事件引起CPU暫時中止正在執(zhí)行的程序，而去執(zhí)行服務(wù)程序，完畢后，又返回到暫時被終止的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程——中斷。

中斷是指計算機運行過程中，出現(xiàn)某些意外情況需主機干預(yù)時，機器能自動停止正在運行的程序并轉(zhuǎn)入處理新情況的程序，處理完畢后又返回原被暫停的程序繼續(xù)運行。分類：硬件中斷（HardwareInterrupt）軟件中斷（SoftwareInterrupt）09一月2023第2頁7.1中斷（Interrupt09一月2023第58頁7.1中斷（Interrupt）的概念計算機科學(xué)術(shù)語.指處理機處理程序運行中出現(xiàn)的緊急事件的整個過程.程序運行過程中，系統(tǒng)外部、系統(tǒng)內(nèi)部或者現(xiàn)行程序本身若出現(xiàn)緊急事件，處理機立即中止現(xiàn)行程序的運行，自動轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序(中斷服務(wù)程序)，待處理完后，再返回原來的程序運行，這整個過程稱為程序中斷;當處理機接受中斷時，只需暫停一個或幾個周期而不執(zhí)行處理程序的中斷，稱為簡單中斷.中斷又可分為屏蔽中斷和非屏蔽中斷兩類.可由程序控制其屏蔽的中斷稱為屏蔽中斷或可屏蔽中斷.屏蔽時，處理機將不接受中斷.反之，不能由程序控制其屏蔽，處理機一定要立即處理的中斷稱為非屏蔽中斷或不可屏蔽中斷.非屏蔽中斷主要用于斷電、電源故障等必須立即處理的情況.處理機響應(yīng)中斷時，不需執(zhí)行查詢程序.由被響應(yīng)中斷源向CPU發(fā)向量地址的中斷稱為向量中斷，反之為非向量中斷.向量中斷可以提高中斷響應(yīng)速度。09一月2023第3頁7.1中斷（Interrupt09一月2023第59頁7.1中斷（Interrupt）的概念中斷過程按照事件發(fā)生的順序，中斷過程包括

[4]

：①中斷源發(fā)出中斷請求;②判斷當前處理機是否允許中斷和該中斷源是否被屏蔽;③優(yōu)先權(quán)排隊;④處理機執(zhí)行完當前指令或當前指令無法執(zhí)行完，則立即停止當前程序，保護斷點地址和處理機當前狀態(tài)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序;⑤執(zhí)行中斷服務(wù)程序;⑥恢復(fù)被保護的狀態(tài)，執(zhí)行“中斷返回”指令回到被中斷的程序或轉(zhuǎn)入其他程序。上述過程中前四項操作是由硬件完成的，后兩項是由軟件完成的。09一月2023第4頁7.1中斷（Interrupt09一月2023第60頁7.1中斷（Interrupt）的概念CPU在正常執(zhí)行程序時，由于內(nèi)部或外部事件引起CPU暫時中止正在執(zhí)行的程序，而去執(zhí)行服務(wù)程序，完畢后，又返回到暫時被終止的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程——中斷。7.1.1中斷的基本概念

中斷源的概念：通常在計算機系統(tǒng)中有多個外部設(shè)備并行工作，或存在多個事件，它們都可以向CPU發(fā)申請，這些外部設(shè)備或事件就稱為中斷源。

1．中斷概念：當外設(shè)需要服務(wù)或事件發(fā)生時，向主機發(fā)出“請求”信號，CPU暫停當前正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)去為請求服務(wù)的外設(shè)或事件進行服務(wù)，待服務(wù)完畢后又自動返回到暫時被終止的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程。09一月2023第5頁7.1中斷（Interrupt09一月2023第61頁2．中斷的作用

⑴實現(xiàn)CPU與多臺I/O設(shè)備并行工作。若CPU與設(shè)備串行運行，則CPU效率低下。啟動啟動啟動CPU設(shè)備完成完成

查詢等待(t)查詢等待查詢等待CPU與設(shè)備串行運行示意圖⑵實現(xiàn)實時處理。如壓力過大、溫度過高等情況等。

⑶故障處理。如電源掉電及軟、硬件故障等，提高了計算機系統(tǒng)的可靠性。

09一月2023第6頁2．中斷的作用⑴實09一月2023第62頁⑷實現(xiàn)人機對話。操作人員通過控制臺發(fā)命令，對系統(tǒng)進行隨機干預(yù)。⑸實現(xiàn)多機系統(tǒng)中各主機間的聯(lián)系。實現(xiàn)多機系統(tǒng)中，各個處理機之間的信息交流和任務(wù)切換。3．中斷系統(tǒng)的功能

⑵實現(xiàn)優(yōu)先排隊。響應(yīng)優(yōu)先級最高的中斷請求。⑶實現(xiàn)中斷嵌套。當CPU響應(yīng)某一中斷并進行處理時，若有優(yōu)先級更高的中斷源發(fā)出申請，則響應(yīng)。⑴實現(xiàn)中斷和返回。CPU判斷中斷源，轉(zhuǎn)入相應(yīng)中斷處理程序，處理完畢后返回原斷點，繼續(xù)執(zhí)行。

09一月2023第7頁⑷實現(xiàn)人機對話。操作09一月2023第63頁⑴處理機內(nèi)部中斷：如零作除數(shù)，為調(diào)試程序設(shè)置的斷點等。8.1.2中斷源類型

⑶數(shù)據(jù)通道中斷：如磁盤、磁帶等。⑵I/O設(shè)備中斷：如鍵盤、打印機等輸入輸出設(shè)備引起的中斷。⑷實時時鐘中斷：如外部時鐘電路、內(nèi)部定時電路等引起的中斷。⑸故障源：如電源掉電等。磁帶等。⑹軟中斷：在程序中，用命令設(shè)置的中斷。09一月2023第8頁⑴處理機內(nèi)部中斷：如09一月2023第64頁1．軟件查詢方式7.1.3中斷優(yōu)先排隊（優(yōu)先權(quán)）

中斷源0INTR

≥1

中斷源1中斷源2中斷源3中斷源4中斷源5中斷源6中斷源7各中斷請求信號“或”操作后作為INTR信號。當有中斷源發(fā)出請求時，INTR=1。CPU響應(yīng)中斷后，進入中斷處理程序，先從左到右逐位檢查狀態(tài)，先被查詢到的中斷申請先得到服務(wù)。09一月2023第9頁1．軟件查詢方式7.1.3中斷09一月2023第65頁2．硬件方式——硬件優(yōu)先權(quán)排隊電路⑴多線請求優(yōu)先權(quán)排隊電路。

&

&

&

&

&

&

INTR0

INTR1

INTR2

INTR2’INTR1’

INTR0’

I/O設(shè)

備申請

多線請求優(yōu)先權(quán)排隊電路

⑵多線請求，判優(yōu)響應(yīng)。

Intel8259——可編程中斷控制器，用來接收、屏蔽、判優(yōu)、傳遞中斷請求，功能強大，應(yīng)用方便。

如INTR1’有請求,則INTR2’被封鎖。09一月2023第10頁2．硬件方式——硬件優(yōu)先權(quán)排隊電09一月2023第66頁7.2中斷處理

1．中斷響應(yīng)的條件——三個：

⑴中斷源有中斷請求。

7.2.1中斷響應(yīng)

⑵CPU允許中斷。中斷允許標志IF為1⑶一條指令執(zhí)行完畢。

2．中斷響應(yīng)過程

⑴中斷源的識別。

⑵保存中斷現(xiàn)場和轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。現(xiàn)場——斷點地址、條件碼、屏蔽字、通用寄存器中的內(nèi)容和狀態(tài)位等等。壓入堆棧中保存，由硬件直接控制執(zhí)行，稱為中斷隱指令。

09一月2023第11頁7.2中斷處理1．中斷響09一月2023第67頁7.2.2中斷處理1．中斷的處理過程⑴關(guān)中斷。目的：CPU不響應(yīng)更高級的中斷申請。

⑵保存斷點和現(xiàn)場。即將現(xiàn)行狀態(tài)字和斷點地址相繼壓入堆棧。目的：在中斷處理完后返回主程序時，恢復(fù)原程序運行狀態(tài)。⑶開中斷。目的：允許更高級中斷請求能夠及時得到響應(yīng)，實現(xiàn)中斷嵌套。

⑷轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。目的：完成的最終目的。

⑸退出中斷。返回到主程序的執(zhí)行。

09一月2023第12頁7.2.2中斷處理1．中斷的09一月2023第68頁2．中斷服務(wù)程序中斷處理過程流程圖關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場開中斷開中斷轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序執(zhí)行中斷服務(wù)程序N取下一條指令YN執(zhí)行一條指令結(jié)束有中斷？Y保存斷點、保護現(xiàn)場關(guān)中斷09一月2023第13頁2．中斷服務(wù)程序中斷處理過09一月2023第69頁3．多重中斷處理多重中斷：在處理某一中斷過程中又發(fā)生了新的中斷，而中斷該服務(wù)程序的執(zhí)行，又轉(zhuǎn)去新的中斷處理?！袛嗲短?。3級中斷服務(wù)主程序主程序kk+11級中斷服務(wù)主程序mm+1n-12n-10n-8n-6n-4n-2nSPm+1(IP)m+1(CS)PSWmSP兩級嵌套的情況:k+1(IP)k+1(CS)PSWkSP09一月2023第14頁3．多重中斷處理多重中斷09一月2023第70頁1．內(nèi)部中斷⑴單步中斷，中斷號為01H。當TF為1時，每執(zhí)行一條指令后立即產(chǎn)生1號中斷。7.38086中斷系統(tǒng)

7.3.18086的中斷分類:內(nèi)部中斷和外部中斷。

⑵斷點中斷，03H。用在程序調(diào)試中設(shè)置斷點。⑶溢出中斷，04H。若OF=1，則執(zhí)行INTO指令，INTO指令經(jīng)常安排在運算指令之后。⑷除數(shù)為0中斷，0H。當除法指令所得商大于機器能表示的最大值，則立即產(chǎn)生0號中斷。

⑸指令中斷，即CPU執(zhí)行INTn指令。09一月2023第15頁1．內(nèi)部中斷⑴09一月2023第71頁2．外部中斷:分為非屏蔽中斷和可屏蔽中斷，分別通過NMI和INTR引入。

⑴非屏蔽中斷:NMI引腳引入。不受IF的影響，用于處理緊迫事件，如掉電、存儲器錯誤或總線極性錯誤等緊急事態(tài)。中斷號2。CPU在執(zhí)行NMI中斷服務(wù)時不允許響應(yīng)INTR引腳上出現(xiàn)的中斷請求。⑵可屏蔽中斷:通過CPU的INTR引腳引入。特點：①請求經(jīng)中斷控制器判優(yōu)后再送往CPU；②CPU可通過對中斷標志位IF置位或復(fù)位來允許或禁止INTR請求；③由中斷控制器向CPU提供中斷類型碼；④可屏蔽中斷允許嵌套。09一月2023第16頁2．外部中斷:分為非屏蔽中斷和可09一月2023第72頁8086中斷系統(tǒng)的各中斷源分類示意圖

中斷邏輯INTn指令非屏蔽中斷NMIINT2INT0除數(shù)為0INT1單步

INT3斷點INT4溢出8259A中斷

控制器INTR

IR0IR1

IR7……優(yōu)先級別：除單步中斷外，所有內(nèi)部中斷的優(yōu)先級最高，其次為不可屏蔽中斷、可屏蔽中斷，單步中斷的優(yōu)先級最低。09一月2023第17頁8086中斷系統(tǒng)的各中斷源分類示09一月2023第73頁7.3.2中斷向量和中斷向量表

除數(shù)為0中斷單步中斷非屏蔽中斷斷點中斷溢出中斷IPLIPHCSLCSH0000H0004H0008H000CH0010H0014H007FH0080H03FCH03FFH類型0類型1類型2類型3類型4類型IFH類型FFH專用中斷系統(tǒng)保留中斷27個用戶使用每個中斷向量占4個字節(jié)，256個中斷向量共占1K個單元。

09一月2023第18頁7.3.2中斷向量和中斷向量09一月2023第74頁1．8086硬件中斷的響應(yīng)過程⑴CPU讀取中斷類型碼并存入暫存器；⑵標志寄存器值壓棧保護；⑶IF和TF清零，即禁止單步執(zhí)行中斷服務(wù)程序；⑷保存斷點，即將斷點地址（CS，IP）壓棧保護；⑸根據(jù)中斷類型碼從中斷向量表中取出中斷向量，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序執(zhí)行。7.3.38086硬件中斷的響應(yīng)時序

中斷執(zhí)行示意圖如下：09一月2023第19頁1．8086硬件中斷的響應(yīng)過程09一月2023第75頁執(zhí)行下一條指令NTF=1？無內(nèi)部中斷?結(jié)束當前指令？有Y有NMI？N無取中斷類型碼Y有有INTR？IF=1?YN返回斷點①

開中斷執(zhí)行中斷服務(wù)程序關(guān)中斷標志寄存器入棧TEMP=TF(暫存)清除IF、TF標志斷點(CS，IP)入棧取中斷向量進入中斷服務(wù)程序①

關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場，恢復(fù)斷點開中斷，返回09一月2023第20頁執(zhí)行下一條指令NTF=1？無內(nèi)部09一月2023第76頁2．8086中斷響應(yīng)總線周期說明：第一個總線周期通知外設(shè)CPU準備響應(yīng)中斷，外設(shè)備好中斷類型碼；第二個總線周期CPU接收中斷類型碼；共用7個總線周期完成。軟件中斷和NMI共用5個總線周期。T1T2T3T4TITITIT1T2T3T4三個空閑狀態(tài)CLKALED0～D7中斷類型碼INTA09一月2023第21頁2．8086中斷響應(yīng)總線周期09一月2023第77頁軟件中斷有如下特點：

1．INTn指令，中斷類型碼是n。7.3.4軟件中斷

3．軟件中斷不受IF的影響。2．不執(zhí)行中斷響應(yīng)總線周期，不讀取中斷類型碼。5．軟件中斷沒有隨機性，中斷指令引起的，事先知道的。4．可進行中斷嵌套，即可以響應(yīng)非屏蔽中斷；也可響應(yīng)屏蔽中斷的高優(yōu)先級請求。09一月2023第22頁軟件中斷有如下特點：09一月2023第78頁7.4中斷控制器8259A

7.4.18259A的引腳信號、編程結(jié)構(gòu)和工作原理

芯片引腳信號CSWRRDD7D6D5D4D3D2D1D0CAS0CAS1GND28272625242322212019181716151234567891011121314VCCA0INTAIR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0INTSP/ENCAS28259A邏輯圖8259AD7～D0CSRDWRA0SP/ENINTCAS0CAS1CAS2INTAVCCGNDIR7～IR0可對8個中斷源實現(xiàn)優(yōu)先級控制

9片對64個中斷源實現(xiàn)優(yōu)先級控制

可編程設(shè)置不同工作方式向x86提供不同中斷類型碼09一月2023第23頁7.4中斷控制器8259A09一月2023第79頁1．8259A的外部引腳信號

VCC和GND是電源和地，接+5V。

D7～D0：8根數(shù)據(jù)引線。D7～D0和數(shù)據(jù)總線的低8位相連，實現(xiàn)和CPU的數(shù)據(jù)交換。CS：片選信號。低電平有效，系統(tǒng)中地址總線經(jīng)過譯碼后與其相連。用于選擇芯片。INT：中斷請求引線，它與CPU的INTR相連，以向CPU發(fā)出中斷請求信號。INTA用來接收來自CPU的中斷應(yīng)答信號。RD：讀允許信號。低電平有效，通知8259A將被訪問的端口的內(nèi)容送往數(shù)據(jù)總線。09一月2023第24頁1．8259A的外部引腳信號V09一月2023第80頁A0：地址線，選擇8259A的端口，8259A有一個偶和一個奇地址，偶地址低，奇地址高。

IR7～IR0：來自I/O設(shè)備的中斷請求信號。

CAS2～CAS0：級連信號，用于指示從片的標識。SP/EN:雙向，若=1時，則8259A為主片，若=0時，8259A為從片。在8086系統(tǒng)中，只用低8位數(shù)據(jù)線進行連接，需用地址線A1與8259A的A0連接，用兩個相鄰的偶地址來作為8259A的端口地址。

09一月2023第25頁A0：地址線，選擇8259A的端09一月2023第81頁2．8259A的結(jié)構(gòu)和工作原理CAS2CAS1CAS0SP/EN8259A芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫邏輯級連緩沖/比較器控制邏輯當前中斷服務(wù)寄存器(ISR)優(yōu)先權(quán)裁決電路(PR)中斷請求寄存器(IRR)中斷屏蔽寄存器(IMR)…IR0IR1…IR7INTD7～D0RDWRA0CSINTA09一月2023第26頁2．8259A的結(jié)構(gòu)和工作原理C09一月2023第82頁☆中斷請求寄存器IRR：保存IR0～IR7中斷請求信號，某位=1表示對應(yīng)的IRi有中斷請求

☆中斷服務(wù)寄存器ISR：保存所有正在服務(wù)的中斷源，某位=1表示對應(yīng)的IRi中斷正在被服務(wù)

☆中斷屏蔽寄存器IMR：存放中斷屏蔽字，某位=1表示對應(yīng)的IRi輸入被屏蔽

☆中斷優(yōu)先權(quán)判別電路：確定是否向CPU發(fā)出中斷請求?！罴夁B邏輯：當引入的中斷超過8級時，用多片8259A級聯(lián)，構(gòu)成主從關(guān)系。09一月2023第27頁☆中斷請求寄存器IRR：保存IR09一月2023第83頁⑵

工作原理。

8259A對中斷請求的處理過程：

當某IRi有效時，IRR相應(yīng)位置1若有效的IRi未被屏蔽，則向CPU發(fā)出中斷請求檢測到第1個INTA#信號后，ISRi=1，IRRi=0

檢測到第2個INTA#信號后，把ISRi=1中最高優(yōu)先級的中斷類型碼放到DB上若工作在AEOI方式，在第2個INTA#結(jié)束時，使ISRi復(fù)位；否則由CPU發(fā)出EOI命令使ISRi復(fù)位09一月2023第28頁⑵工作原理。8259A對中斷09一月2023第84頁3.8259A的工作方式

⑴設(shè)置優(yōu)先級的方式：有全嵌套、特殊全嵌套、優(yōu)先級自動循環(huán)和優(yōu)先級特殊循環(huán)等4種優(yōu)先級方式。☆全嵌套方式：IR0的級別最高，IR2的級別次之，……，IR7的級別最低。加電后8259A的默認方式，默認優(yōu)先級順序從高到低為IR0～IR7

IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR076543210最低級最高級09一月2023第29頁3.8259A的工作方式09一月2023第85頁☆特殊全嵌套方式：用在多片8259A級連的系統(tǒng)中。主片8259A工作在特殊全嵌套方式。對來自同一從片的較高優(yōu)先級請求也會開放。☆優(yōu)先級自動循環(huán)方式：一個中斷源受到中斷服務(wù)以后，它的中斷優(yōu)先級自動降為最低。IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR076543210最低級最高級01010000ISRiIR4的服務(wù)結(jié)束以前21076543最高級最低級IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR001000000IR4的服務(wù)結(jié)束以后09一月2023第30頁☆特殊全嵌套方式：用在多片82509一月2023第86頁☆普通屏蔽方式：可通過編程設(shè)置操作命令字OCW1(屏蔽寄存器)屏蔽不需要響應(yīng)的中斷。也可以撤消⑵屏蔽中斷源的方式：普通屏蔽和特殊屏蔽方式?！钐厥馄帘畏绞剑寒擟PU正在處理某級中斷時，要求僅對本級進行屏蔽，而允許其它優(yōu)先級高的或低的中斷進入系統(tǒng)?！顑?yōu)先級特殊循環(huán)方式:8個中斷優(yōu)先級自動循環(huán)。通過對8259A的操作命令字OCW2來設(shè)置的。09一月2023第31頁☆普通屏蔽方式：可通過編程設(shè)置操09一月2023第87頁☆中斷自動結(jié)束方式:系統(tǒng)一進入中斷過程，在第二個中斷響應(yīng)信號結(jié)束時，ISR相應(yīng)位清0。因不保留當前正在服務(wù)的中斷的狀態(tài)，故AEOI不能用于中斷嵌套方式⑶

結(jié)束中斷處理的方式：當IRi中斷被服務(wù)時，ISRi=1。當服務(wù)結(jié)束后，則必須清零ISRi位。是通過向8259A發(fā)出中斷結(jié)束命令（EOI命令）實現(xiàn)的。有三種中斷結(jié)束方式：自動EOI（AEOI）——中斷自動結(jié)束方式非指定EOI（NSEOI）——一般中斷結(jié)束方式指定EOI（SEOI）——特殊的中斷結(jié)束方式

09一月2023第32頁☆中斷自動結(jié)束方式:系統(tǒng)一進入中09一月2023第88頁☆一般中斷結(jié)束方式：用于普通全嵌套方式的情況。由CPU發(fā)出正常EOI命令，該EOI命令使ISRi=1的位中優(yōu)先級最高的那一位復(fù)位。☆特殊的中斷結(jié)束方式：用于優(yōu)先級自動循環(huán)或優(yōu)先級特殊循環(huán)方式中。通過對8259A的OCW2來實現(xiàn)。由CPU發(fā)出一條特殊的中斷結(jié)束命令，命令中指出所要復(fù)位的ISR的位號。09一月2023第33頁☆一般中斷結(jié)束方式：用于普通全嵌09一月2023第89頁⑷連接系統(tǒng)總線的方式：緩沖方式和非緩沖方式?！?/p>

緩沖方式：多片8259A通過總線緩沖器和數(shù)據(jù)總線連接，即為緩沖方式。

09一月2023第34頁⑷連接系統(tǒng)總線的方式：緩沖09一月2023第90頁☆非緩沖方式：相對于緩沖方式而言的。當系統(tǒng)中只有一片或很少幾片8259A