第五章數(shù)字量輸入輸出2of7

1、 15.3 5.3 中中 斷斷主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：一、基本概念一、基本概念 1. 1. 中斷的功能中斷的功能 2. 2. 中斷的分類中斷的分類 3. 3. 中斷的響應(yīng)過程中斷的響應(yīng)過程二、可編程中斷控制器二、可編程中斷控制器8259A8259A 25.3 5.3 中中 斷斷一、基本概念一、基本概念( (一一) )中斷的中斷的概念概念及及功能功能 當(dāng)前程序當(dāng)前程序: :中斷發(fā)生時正執(zhí)行的程序中斷發(fā)生時正執(zhí)行的程序( (主程序主程序) )當(dāng)前指令當(dāng)前指令：中斷發(fā)生時正在執(zhí)行的指令。：中斷發(fā)生時正在執(zhí)行的指令。中斷中斷：當(dāng)前指令完成后，打斷原正常的執(zhí)行：當(dāng)前指令完成后，打斷原正常的執(zhí)行順序，插入執(zhí)行

2、另一段程序后返回繼續(xù)。順序，插入執(zhí)行另一段程序后返回繼續(xù)。 3中斷源中斷源: :發(fā)出原始中斷請求信號的設(shè)備發(fā)出原始中斷請求信號的設(shè)備( (接口接口) )中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序：中斷后插入執(zhí)行的另一段程：中斷后插入執(zhí)行的另一段程序，一般是為中斷源實現(xiàn)序，一般是為中斷源實現(xiàn)I/OI/O服務(wù)。服務(wù)。斷點斷點：中斷發(fā)生時主程序中原應(yīng)執(zhí)行的下一：中斷發(fā)生時主程序中原應(yīng)執(zhí)行的下一條指令，具體化為條指令，具體化為CSCS、IPIP、FLAGSFLAGS?，F(xiàn)場現(xiàn)場：中斷發(fā)生時其他需保護的寄存器。：中斷發(fā)生時其他需保護的寄存器。 4( (二二) ) 中斷分類中斷分類(1)(1)除以零中斷：產(chǎn)生除以零中斷：產(chǎn)生

3、INT INT 0 0(2)(2)單步中斷：當(dāng)單步中斷：當(dāng)IF=TF=1IF=TF=1時時, ,產(chǎn)生產(chǎn)生INT INT 1 1(3)(3)溢出中斷溢出中斷: :當(dāng)當(dāng)OF=1OF=1時執(zhí)行時執(zhí)行INTO,INTO,產(chǎn)生產(chǎn)生INT INT 4 4以上三種都是以上三種都是CPU產(chǎn)生產(chǎn)生中斷類型號中斷類型號n。 (4) 其它其它 INT n指令指令,由指令提供中斷類型號由指令提供中斷類型號n。由中斷類型號由中斷類型號 n，用，用4n當(dāng)作指針到中斷矢量表中當(dāng)作指針到中斷矢量表中取中斷服務(wù)程序取中斷服務(wù)程序入口地址入口地址，轉(zhuǎn)入服務(wù)，轉(zhuǎn)入服務(wù) 5 6非屏蔽中斷非屏蔽中斷NMINMI不受不受IFIF控制，控

4、制， CPUCPU產(chǎn)生產(chǎn)生 INT 2INT 2NMINMI中斷源：浮點運算協(xié)處理器中斷源：浮點運算協(xié)處理器80878087請求、請求、 RAMRAM錯、錯、I/OI/O通道錯通道錯CPU中的非屏蔽，在系統(tǒng)板上增加了屏蔽：中的非屏蔽，在系統(tǒng)板上增加了屏蔽：NMI屏蔽寄存器屏蔽寄存器可以控制可以控制NMI允許允許 / 禁止禁止NMI屏蔽寄存器僅屏蔽寄存器僅1位，接位，接DB7 ，當(dāng)作，當(dāng)作I/O端端口管理，端口地址為口管理，端口地址為A0H: MOV AL，80H ；D7=1 OUT 0A0H，AL ；允許；允許NMI若清零若清零AL后輸出則禁止后輸出則禁止NMI。 7(2) (2) 可屏蔽中斷

5、可屏蔽中斷INTRINTR 外部中斷源的請求經(jīng)過外部中斷源的請求經(jīng)過82598259產(chǎn)生。產(chǎn)生。PC/XTPC/XT中外部中斷類型號為中外部中斷類型號為080FH080FH， 286286以上機器外部中斷類型號還有以上機器外部中斷類型號還有70H77H70H77H 不論何種中斷，得到響應(yīng)后都是首先獲取中不論何種中斷，得到響應(yīng)后都是首先獲取中斷類型號斷類型號n，其值都在，其值都在0255的范圍。然后根的范圍。然后根據(jù)據(jù)n乘以乘以4到中斷矢量表中尋找中斷服務(wù)程序到中斷矢量表中尋找中斷服務(wù)程序的入口地址，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。的入口地址，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。 8中斷類型與中斷類型與響應(yīng)條件響應(yīng)條件判斷判斷

6、中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 91 1形成中斷類型號形成中斷類型號 n n；2 2保護斷點：保護斷點：FLAGSFLAGS入棧、清零入棧、清零IFIF及及TFTF、CSCS入棧、入棧、IPIP入棧；入棧；3 3以以 4n 4n 到中斷矢量表中取中斷服務(wù)程到中斷矢量表中取中斷服務(wù)程序入口地址。序入口地址。 中斷矢量表見中斷矢量表見P397P397附錄附錄8 84 4執(zhí)行中斷服務(wù)程序執(zhí)行中斷服務(wù)程序( (保護現(xiàn)場、保護現(xiàn)場、I I/ /O O服服務(wù)、恢復(fù)現(xiàn)場、務(wù)、恢復(fù)現(xiàn)場、IRETIRET）5.5.返回斷點返回斷點 10下一條下一條主程序主程序當(dāng)前指令當(dāng)前指令中斷申請矢量表矢量表0+3+2+14nCSIP3F

7、FHSS堆棧堆棧SP-1-2-3-4-5-6FLAGCSIPIRET中斷中斷服務(wù)程序服務(wù)程序 入口入口中斷服中斷服務(wù)務(wù)根據(jù)中斷類型號根據(jù)中斷類型號n到中斷矢量到中斷矢量表找服務(wù)程序入口表找服務(wù)程序入口 11主要功能：主要功能：針對多個中斷請求，對其進行屏蔽、優(yōu)先級等管理針對多個中斷請求，對其進行屏蔽、優(yōu)先級等管理向向CPUCPU轉(zhuǎn)達中斷請求，并視轉(zhuǎn)達中斷請求，并視CPUCPU的響應(yīng)送出中斷類的響應(yīng)送出中斷類型號型號要點：要點：u中斷請求是如中斷請求是如何識別的？何識別的？u片內(nèi)是如何尋址的？片內(nèi)是如何尋址的？u類型號是如何確定及何時向類型號是如何確定及何時向CPUCPU送出的？送出的？u中斷請

8、求的處理是如何完結(jié)的？中斷請求的處理是如何完結(jié)的？ 12每片可管理每片可管理8 8個外部中斷源個外部中斷源( (一一) 8529A) 8529A的構(gòu)成的構(gòu)成P253圖圖5.178259A功能框圖功能框圖 13請求寄存器請求寄存器IRRIRR、服務(wù)寄存器、服務(wù)寄存器ISRISR 都屬于狀態(tài)信息。都屬于狀態(tài)信息。初始化寄存器初始化寄存器組組ICWICW、工作寄存器、工作寄存器組組OCWOCW 主要是控制命令。主要是控制命令。 14P2P25353 圖圖5.15.16 6 8257A 8257A引腳引腳 15(1) (1) 外部請求信號外部請求信號IRIR7 7IRIR0 0：可連接可連接8 8個外

9、部中斷源，接受外設(shè)中斷請個外部中斷源，接受外設(shè)中斷請求信號，按照中斷系統(tǒng)設(shè)計的功能進求信號，按照中斷系統(tǒng)設(shè)計的功能進行屏蔽、中斷優(yōu)先級等管理行屏蔽、中斷優(yōu)先級等管理(2) (2) 對對CPUCPU的聯(lián)系信號：的聯(lián)系信號： INT:INT:中斷請求。接受中斷請求。接受IRIR后向后向CPUCPU轉(zhuǎn)達轉(zhuǎn)達 INTA:INTA:中斷響應(yīng)，中斷響應(yīng)，CPUCPU回答回答8259A8259A的允許的允許 16 CS: CS:片選，系統(tǒng)片選，系統(tǒng)I/OI/O譯碼選中本片。譯碼選中本片。 A A0 0 : :地址線，片內(nèi)譯碼再與地址線，片內(nèi)譯碼再與 片選地址組合，選中各寄存器。片選地址組合，選中各寄存器。

10、RD:RD:讀，讀，CPUCPU讀讀8259A8259A各寄存器內(nèi)容。各寄存器內(nèi)容。 WR:WR:寫，寫，CPUCPU寫數(shù)據(jù)到寫數(shù)據(jù)到8259A8259A各寄存器各寄存器。 若若A A0 0接系統(tǒng)總線接系統(tǒng)總線A A1 1？ 17(3) (3) 級連信號：級連信號： SP/EN:SP/EN:主片接主片接+5+5V V，從片接地。，從片接地。 CASCAS2 2CASCAS0 0： 主片輸出三位主片輸出三位2 2進制進制從片標(biāo)識碼從片標(biāo)識碼， 從片接受后與自己的從片接受后與自己的編號編號對比識別。對比識別。 188259的級連信號的級連信號應(yīng)答應(yīng)答請求請求 IR0 IR1 IR2 IR6 IR7

11、INTINTA8259主片主片SP +5V（去（去CPU）IRQ0IRQ2IRQ7CAS20INTINTA8259從片從片1 CAS20SPINTA8259從片從片8 SPINT 19先初始化編程先初始化編程( (寫寫ICW)ICW)一般一次完成。一般一次完成。后工作編程后工作編程( (寫寫OCW)OCW)工作中可重復(fù)多次。工作中可重復(fù)多次。1.1.內(nèi)部寄存器的讀寫內(nèi)部寄存器的讀寫在在CSCS有效時如何進一步尋址內(nèi)部寄存器有效時如何進一步尋址內(nèi)部寄存器用地址信號進行片內(nèi)譯碼用地址信號進行片內(nèi)譯碼對于對于8259A,8259A,只有一條地址線只有一條地址線A A0 0，只能譯出兩個只能譯出兩個片

12、內(nèi)地址：奇地址和偶地址片內(nèi)地址：奇地址和偶地址 20輔助尋址手段輔助尋址手段特征位：用所寫字節(jié)的某些位作輔助尋址特征位：用所寫字節(jié)的某些位作輔助尋址的特征的特征順順 序：用寫的順序輔助尋址序：用寫的順序輔助尋址RD/WRRD/WR信號：只讀寄存器和只寫寄存器合用信號：只讀寄存器和只寫寄存器合用一個地址，用一個地址，用RD/WRRD/WR信號輔助尋址信號輔助尋址 見見 P P255 255 表表5.45.4初始化完成后，片內(nèi)奇地址固定用來讀中斷初始化完成后，片內(nèi)奇地址固定用來讀中斷屏蔽寄存器屏蔽寄存器IMR/IMR/寫寫OCW1OCW1。OCWOCW1 1寫到寫到IMRIMR中二者內(nèi)容相等名稱混

13、用。中二者內(nèi)容相等名稱混用。 21ICWICW1 1 ICW ICW2 2 ICW ICW3 3 ICW ICW4 4 (1) ICW(1) ICW1 1 主初始化命令字，用偶地址寫主初始化命令字，用偶地址寫任何時候，任何時候， 若用若用偶地址偶地址對本片寫一個對本片寫一個D4=1的字節(jié)，的字節(jié)， 則理解為寫則理解為寫ICW1， 即即8259A的初始化開始。的初始化開始。 系統(tǒng)上電時完成初始化，系統(tǒng)上電時完成初始化， 以后一般只作工作編程。以后一般只作工作編程。 22ICW1格式P256 圖圖5.20 ICW1的作用的作用只對只對8080/8085系統(tǒng)有意義系統(tǒng)有意義 23(2) (2) IC

14、WICW2 2中斷類型號，用奇地址寫。中斷類型號，用奇地址寫。即每個中斷源產(chǎn)生中斷的類型號。即每個中斷源產(chǎn)生中斷的類型號。 同一片中同一片中8 8個中斷類型號連續(xù)個中斷類型號連續(xù) （按（按IRIR0707 的序號的序號D D2 2 D D0 0 自動從自動從 000 000 排到排到 111 )111 )。 24 25(3) (3) ICWICW3 3 級連命令字，用奇地址寫。級連命令字，用奇地址寫。 多片級連時才用寫，單片時不用寫。多片級連時才用寫，單片時不用寫。 主片和各從片的主片和各從片的ICWICW3 3格式不同格式不同, ,分別寫。分別寫。 每個從片還要分別寫。每個從片還要分別寫。

15、26 27第一周期：第一周期：相應(yīng)的相應(yīng)的ISRISR位置位置1 1，IRRIRR位復(fù)位；位復(fù)位；主主片檢測被響應(yīng)的片檢測被響應(yīng)的IRIR端是否接有從片，若有端是否接有從片，若有則送出被響應(yīng)的從片標(biāo)識碼到則送出被響應(yīng)的從片標(biāo)識碼到CASCAS2 2 CAS CAS0 0。第二周期：將自己的中斷類型號送到數(shù)據(jù)總第二周期：將自己的中斷類型號送到數(shù)據(jù)總線上供線上供CPUCPU讀取讀取，如中斷源來自從片則是由，如中斷源來自從片則是由被響應(yīng)的被響應(yīng)的從從片片送出中斷類型號送出中斷類型號。 28(4) ICW4 多種功能，用奇地址寫。多種功能，用奇地址寫。 一般嵌套：只響應(yīng)更高級一般嵌套：只響應(yīng)更高級 特

16、殊嵌套：同級也可以響應(yīng)，用于級連特殊嵌套：同級也可以響應(yīng)，用于級連 29正常正常EOI：每響應(yīng)一個外部中斷，會將每響應(yīng)一個外部中斷，會將8259的的ISR寄存寄存器相應(yīng)位置器相應(yīng)位置1，參與以后的優(yōu)先級比較。，參與以后的優(yōu)先級比較。用戶中斷服務(wù)程序結(jié)尾發(fā)用戶中斷服務(wù)程序結(jié)尾發(fā)EOI命令清除命令清除ISR中中相應(yīng)位，相應(yīng)位，8259可以處理后續(xù)中斷?？梢蕴幚砗罄m(xù)中斷。自動自動EOI：中斷響應(yīng)時：中斷響應(yīng)時8259一送出中斷類型一送出中斷類型號，即自動清除號，即自動清除ISR中相應(yīng)位。中相應(yīng)位。在使用系統(tǒng)中的8259A時，由于操作系統(tǒng)已經(jīng)做完了初始化編程，用戶應(yīng)遵守其初始化的約定，只作工作編程。

17、30(1) OCW(1) OCW1 1 用奇地址寫到用奇地址寫到IMRIMR中。中。 CPUCPU中的中的IFIF管整個系統(tǒng)管整個系統(tǒng)8259的中斷屏蔽字只管本片的中斷屏蔽字只管本片的IRIR信號信號 初始化編程完成后，片內(nèi)奇地址固定用初始化編程完成后，片內(nèi)奇地址固定用來讀來讀/寫寫IMR(OCW1)。P258 圖圖5.24 OCW1的作用（中斷屏蔽字）的作用（中斷屏蔽字） 31(2) OCW2 多種功能，多種功能，最常用：中斷結(jié)束命令（最常用：中斷結(jié)束命令（EOI）D5=1 P258 圖圖5.25 OCW2的作用的作用 32隨后查詢隨后查詢IR7IR0的狀態(tài)的狀態(tài) 33讀之前先寫讀之前先寫O

18、CWOCW3 3, , 其其D D2 2D D1 1D D0 0決定后續(xù)讀決定后續(xù)讀（用偶地址）的對象：（用偶地址）的對象： D D2 2D D1 1D D0 0=010,=010,讀中斷請求寄存器讀中斷請求寄存器IRRIRR。 D D2 2D D1 1D D0 0=011,=011,讀中斷服務(wù)寄存器讀中斷服務(wù)寄存器ISRISR。 D D2 2D D1 1D D0 0=1XX,=1XX,查詢外部請求信號，即讀查詢外部請求信號，即讀IRIR7 7IRIR0 0的狀態(tài)的狀態(tài)（有則讀出的D7為1，且低3位為優(yōu)先級最高的外部請求編碼）。 34( (一一) ) IBM PC/XTIBM PC/XT系統(tǒng)中

19、的連接系統(tǒng)中的連接P260 圖圖5.27 8259A的連接的連接 35 其中其中第第3 3、4 4句句設(shè)置中斷向量為設(shè)置中斷向量為8 8，對照，對照ICWICW2 2 理解自動形成理解自動形成8 8個矢量個矢量8 80FH0FH； 再到附錄再到附錄8 8理解各個中斷矢量表項（理解各個中斷矢量表項（P P397397） 用戶使用時用戶使用時不要再做初始化不要再做初始化movAL,13H;ICW1out20H,ALmovAL,8;ICW2out21H,ALmov AL, 9 ; ICW4out 21H, AL 36( (三三) ) 外部中斷的過程外部中斷的過程 發(fā)發(fā)EOIEOI命令：命令： mov

20、mov AL AL，20H 20H ； outout 20H 20H，AL AL ； 寫寫OCWOCW2 2( (四四) )中斷矢量表的修改中斷矢量表的修改 教材P62列有利用串傳送(STOSW)指令直接寫和通過AH=25H的DOS系統(tǒng)功能調(diào)用2種方式建議用建議用DOS系統(tǒng)功能調(diào)用系統(tǒng)功能調(diào)用 37F中斷向量表的操作中斷向量表的操作取中斷向量取中斷向量預(yù)置預(yù)置AH=35H, AL=中斷類型號中斷類型號執(zhí)行執(zhí)行INT 21H把類型號為把類型號為AL的中斷向量取出到的中斷向量取出到ES:BX中中設(shè)置中斷向量設(shè)置中斷向量預(yù)置預(yù)置AH=25H, AL=中斷類型號中斷類型號,DS:DX=中斷向量中斷向量執(zhí)行執(zhí)行INT 21H把把DS:DX指向的中斷向量放置到中斷向量表指向的中斷向量放置到中斷向量表中類型號為中類型號為AL的中斷向量處的中斷向量處 38F中斷向量表的操作中斷向量表的操作例：填寫中斷向量表，實現(xiàn)用戶所定義的例：填寫中斷向量表，實現(xiàn)用戶所定義的60H中斷中斷.CLIPUSH DSMOV AX, SEG INTP60MOV DS, AXMOV DX, OFFSET INTP60MOV AH, 25HMOV AL, 60HINT 21HPOP DSSTI.