《單片機原理及應(yīng)用》課件第17章 微型計算機的中斷系統(tǒng)

第17章微計算機的中斷系統(tǒng)

教學(xué)目的：了解8086CPU的中斷結(jié)構(gòu)、中斷源、中斷過程、中斷向量表以及NMI和INTR的區(qū)別。教學(xué)重點：微機中中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、中斷源等。教學(xué)難點：中斷控制器8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部引腳、工作原理17.18086的中斷結(jié)構(gòu)

17.1.1中斷源

1.外部中斷1）可屏蔽中斷2）非屏蔽中斷2.內(nèi)部中斷1）除法出錯中斷2）單步中斷3）INTO溢出中斷4）指令中斷INTn8086系統(tǒng)的中斷源優(yōu)先級別由高到低的順序為：除法錯→INTn→INTO→NMI→INTR→單步。

17.1.2中斷向量

8086可設(shè)置256個中斷入口地址，順序存放，序號稱為中斷類型碼，用n表示（也可以稱n為向量號）。類型號為n的中斷服務(wù)程序入口地址（CS：IP），事先存放在物理地址為4n（段基址為0）的4個存儲單元中，如圖17.2所示。用戶在使用中斷之前，必須采用一定的方法，將中斷服務(wù)程序的入口地址設(shè)置在與類型號相對應(yīng)的中斷向量表中，完成中斷向量表的設(shè)置。17.1.3中斷處理過程

1．獲得中斷類型號2．保護斷點3．轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序4．返回斷點5．現(xiàn)場的保護和恢復(fù)

17.2 可編程中斷控制器8259A

17.2.18259A的引腳與結(jié)構(gòu)

1.8259A的引腳

2.8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖17.58259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖17.2.28259A的工作過程及工作方式1.8259A的工作過程2.8259A的工作方式1）中斷優(yōu)先級管理2）中斷結(jié)束方式3）中斷屏蔽方式4）優(yōu)先級循環(huán)方式5）中斷請求觸發(fā)方式17.2.38259A的級聯(lián)

17.2.48259A的編程1.8259A的初始化編程初始化編程由寫入ICW1(稱為主初始化命令字)開始，然后寫入ICW2。至于是否寫入ICW3和ICW4，取決于ICW1的內(nèi)容。

1）ICW1

2)ICW23）ICW3

4）ICW4

2.8259A的操作命令字設(shè)置1）OCW1

2）OCW2

圖17.12操作命令字OCW23）OCW33.8259A設(shè)置舉例例17.1如果8259A的A0接地址總線A0，占用地址為20H和21H。8259A可向系統(tǒng)提供8條中斷輸入線?，F(xiàn)在允許所連接的時鐘、鍵盤和打印機中斷，它們的中斷級分別為0、1和4。根據(jù)實際使用情況對8259A進行初始化編程，有關(guān)部分程序如下：MOV AL，13H ；寫ICW1，邊沿觸發(fā)，單

片工作，需要寫ICW4。OUT 20H，ALMOV AL，8 ；寫ICW2，設(shè)中斷類

型碼，

形成8個矢量08～0FH。OUT 21H，ALMOV AL，1 ；寫ICW4，置非自動結(jié)束，

非緩沖方式，完全嵌套方式OUT 21H，AL例如允許IR0、IR1和IR4中斷,其余禁止，編程如下：MOV AL，0ECH ；設(shè)屏蔽字，只允許IR0IR1和 IR4中斷OUT21H，AL；寫入OCW1

如果要讀IRR狀態(tài)，則可如下編程：

MOV AL，0AH ；設(shè)方式字OUT 20H，AL；寫入OCW3INAL,20H ；讀寄存器IRR

當中斷執(zhí)行完畢需要返回時，可編程如下：MOVAL，20H ；設(shè)OCW2命令字，普通EOI結(jié)束OUT20H，AL；寫入OCW2，使ISR相應(yīng)位清0IRET17.3高檔微機的中斷系統(tǒng)17.3.1異常和中斷向量1.異常中斷（1）失效（2）陷阱（3）終止2.中斷向量Pentium最多可以定義256個不同的中斷或異常，其中系統(tǒng)已經(jīng)定義保留的中斷及異常如表17.1所示。17.3.2中斷描述符表當Pentium工作于保護虛地址方式時，設(shè)立了一個中斷描述表IDT（InterruptDescriptorTable）來管理中斷，表中最多可包含256個描述項，對應(yīng)256個中斷或異常，描述項中包含了各個中斷服務(wù)程序入口地址的信息。中斷描述符表可駐留在物理存儲器的任何位置，其起始地址可通過寫CPU內(nèi)部的中斷描述符表寄存器（IDTR）設(shè)置或者修改，里面包含IDT的一個32位的基地址和一個16位的邊界范圍，即段界限值。根據(jù)向量號和基地址，即可得到相應(yīng)的描述符項。17.3.3中斷的響應(yīng)與處理過程在Pentium中各類中斷/異常從檢測到處理完的過程，除在獲取相應(yīng)向量號這一點上不同之外，其余基本相同。即都可分為中斷檢測、中斷響應(yīng)和中斷處理三個階段。中斷檢測是在每條指令結(jié)束時進行，且按規(guī)定的優(yōu)先級順序依次查詢是否有內(nèi)部異常、NMI和INTR。如果沒有這些中斷/異常，再檢測陷阱標志TF，如果TF=1，執(zhí)行陷阱處理程序；如果TF=0，則順序執(zhí)行下條指令。如果檢測出現(xiàn)了中斷/異常，在對一個中斷/異常響應(yīng)時，Pentium將利用異常/中斷向量在中斷描述符表中尋找與其對應(yīng)的描述符。各類中斷/異常的向量號是在中斷響應(yīng)階段獲得的，獲取方法因中斷源不同而不同。

(1)對于各種內(nèi)部異常，CPU在執(zhí)行指令過程中自動產(chǎn)生中斷類型號。