微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與匯編語言程序設(shè)計(jì)：ch14-中斷2

1、中斷技術(shù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo): 中斷的基本原理及過程8086中斷機(jī)制 8259A 中斷的基本概念中斷與中斷源什么是中斷？什么是中斷源？什么是中斷系統(tǒng)？中斷的分類：硬件中斷、軟件中斷、異常中斷。中斷源：發(fā)出中斷請求的來源(設(shè)備、請求者)。有外部事件(硬件中斷)、內(nèi)部軟件。如：I/O設(shè)備、數(shù)據(jù)通道、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、硬件故障、軟件故障等。中斷的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)主機(jī)與I/O設(shè)備并行工作實(shí)時(shí)處理人機(jī)對話故障處理多機(jī)系統(tǒng)中各處理機(jī)之間的協(xié)調(diào)工作中斷接口電路最簡單的中斷接口電路有三個(gè)輸入設(shè)備A，B，C中斷源，一個(gè)電源掉電中斷源；CPU有三個(gè)可屏蔽請求輸入端INTR0、INTR1、INTR2和一個(gè)非屏蔽中斷請求輸入端NMI。中斷請

2、求觸發(fā)器(D觸發(fā)器)中斷允許觸發(fā)器(CPU內(nèi)部)可屏蔽中斷INTR0、INTR1、INTR2非屏蔽中斷NMI中斷請求輸入線圖中是以三個(gè)中斷請求輸入線來區(qū)分中哪個(gè)中斷源產(chǎn)生的中斷。而實(shí)際的CPU并沒有這么多的中斷請求輸入線。如何處理？中斷優(yōu)先級有多個(gè)中斷請求時(shí)，先處理誰？多個(gè)中斷源同時(shí)有請求時(shí)，CPU要確定為個(gè)中斷源服務(wù)。多個(gè)中斷源有優(yōu)先級。確定優(yōu)先級的方法：軟件查詢、硬件排隊(duì)。軟件查詢確定優(yōu)先級有中斷時(shí)，在中斷服務(wù)程序中讀入狀態(tài)，區(qū)分是哪個(gè)中斷源，以確定為其服務(wù)。先判斷的中斷優(yōu)先級最高。硬件優(yōu)先級排隊(duì)電路確定優(yōu)先級具有中斷屏蔽的接口電路中斷源的中斷請求能送到CPU嗎？通過中斷屏蔽R，可以在接口

3、中屏蔽某個(gè)中斷源。有多個(gè)中斷源時(shí)，對應(yīng)每個(gè)中斷源有一個(gè)中斷屏蔽位，寫入1時(shí)，該中斷被屏蔽。CPU內(nèi)部對可屏蔽中斷的控制 CPU什么時(shí)候會(huì)響應(yīng)中斷？CPU內(nèi)部有一個(gè)中斷允許觸發(fā)器，可以由程序控制開中斷(EI)或關(guān)中斷(DI)。8086CPU響應(yīng)中斷及處理過程單重中斷處理過程2.多重中斷處理過程*中斷服務(wù)程序入口地址是如何形成的？8086中斷機(jī)制（實(shí)模式中的中斷處理過程）1.中斷類型最多可處理256個(gè)中斷源。每個(gè)中斷源有一個(gè)中斷類型碼n。2.中斷向量表(中斷服務(wù)程序入口地址表)表中保存著中斷服務(wù)程序的入口地址。(n*4)(n*4+1)中保存著中斷服務(wù)程序入口地址的偏移量IP；(n*4+2)(n*4

4、+3) 中保存著中斷服務(wù)程序入口地址的段地址CS；可屏蔽中斷INTRINTR -中斷請求/INTA-中斷應(yīng)答CPU開中斷(STI)時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生/INTA。中斷應(yīng)答的時(shí)序:第1個(gè)中斷響應(yīng)周期與第2個(gè)中斷響應(yīng)周期之間插入4個(gè)空閑周期TI。圖示可屏蔽中斷過程非屏蔽中斷NMI 有能用指令屏蔽，當(dāng)NMI腳有請求時(shí)，總是會(huì)響應(yīng)。中斷類型碼n=2。內(nèi)部中斷(軟件中斷)除法中斷(n=0)溢出中斷(n=4) INTO單步中斷(n=1)斷點(diǎn)中斷(n=3)用戶定義軟中斷(n=)實(shí)模式中斷處理過程(包括NMI，INTR，內(nèi)部中斷)，NMI只進(jìn)入一次，單步中斷可能進(jìn)入兩次。 保護(hù)模式中的中斷處理過程(略)中斷類型碼中斷

5、描述符表全局/局部描述符表中斷服務(wù)程序IDTRIDT（中斷門描述符）可編程中斷控制器8259A一個(gè)中斷管理部件，中斷控制器。引腳D70、 A0、/CS、/RD、/WR、INT、/INTA、IR70CAS20級聯(lián)緩沖/比較器，多片級聯(lián)地址輸出(主片)/輸入(從片)；SP/EN -(1)緩沖方式時(shí)：用于數(shù)據(jù)輸出緩沖控制端，輸出；(2)非緩沖方式時(shí)：用于標(biāo)識主片/從片，輸入。與CPU的連接D70, /RD, /WR，/CS, A0; INTR, /INTA多片級聯(lián)(1)與CPU的連接(一片8259最多可連接8片8259從片)D70, /RD, /WR，A0，/INTA連接到所有8259對應(yīng)端；A15

6、A1與M/IO經(jīng)地址譯碼后選擇每個(gè)8259A，連接/CS；主片8259A的INT連接到CPU的中斷請求INTR端。 (2)多片8259的連接從片的INT連接到主片對應(yīng)的IR70端；主片CAS20連接到所有從片的CAS20端；外設(shè)的中斷請求連接到從片(最多8片，64個(gè)中斷請求輸入端)；本圖為非緩沖方式，主片SP=1，從片SP=0。8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中斷請求R(IRR)：鎖存外部來的中斷請求。沿/電平觸發(fā)方式;中斷服務(wù)R(ISR)：保存正在處理中的中斷，對應(yīng)位為1;多重中斷時(shí)， 有多位為1。優(yōu)先級比較器(PR): 比較IRR與ISR，最高級進(jìn)入ISR，并發(fā)中斷請求到CPU；中斷屏蔽R(IMR):

7、用于屏蔽IRR中的中斷請求；ICW14:初始化命令字；其中ICW2中保存著中斷類型碼n;OCW13:操作命令字。8259A的控制編程初始化命令字ICW14/操作命令字OCW13。初始化命令字：設(shè)置工作方式、緩沖方式、結(jié)束方式，級聯(lián)，中斷類型碼，主片/從片的連接等。初始化命令字的寫入順序：ICW1 A0=0ICW2 A0=1中斷類型碼n=T70ICW3 A0=1多片級聯(lián)方式時(shí)用，ICW1 D1=0時(shí)用。用于指出主片與從片的連接關(guān)系。主片：相應(yīng)中斷請求輸入端IRx連接有從片，則相應(yīng)的Sx位為1 。從片：ICW4 A0=1工作方式，緩沖方式，結(jié)束方式。緩沖方式時(shí)(BUF=1),由M/S位表示8259

8、是主片還是從片。中斷結(jié)束方式自動(dòng)結(jié)束方式時(shí)，在/INTA2后沿，自動(dòng)清ISRx;非自動(dòng)結(jié)束方式時(shí)，人工清ISRx, 用OCW2發(fā)EOI命令。一般結(jié)束，特殊結(jié)束。全嵌套方式(優(yōu)先級的方式)固定優(yōu)先級 IR0IR7 , IR0優(yōu)先級最高，IR7優(yōu)先級最低。一個(gè)中斷處理過程，只能響應(yīng)更高級的中斷()。特殊全嵌套方式(優(yōu)先級的方式)也是固定優(yōu)先級 IR0IR7 , IR0優(yōu)先級最高，IR7優(yōu)先級最低。一個(gè)中斷處理過程，只能響應(yīng)同級或高級的中斷(=)。多片級聯(lián)時(shí)，主片設(shè)為特殊全嵌套方式，從片設(shè)為全嵌套方式。其它優(yōu)先級方式循環(huán)優(yōu)先級：自動(dòng)循環(huán)，特殊循環(huán)。操作命令字OCW13在工作過程中隨時(shí)會(huì)寫入或讀出。(

9、1)中斷屏蔽寄存器OCW1可讀寫。(2)OCW2 設(shè)置(1)優(yōu)先級方式; (2)中斷結(jié)束方式。功能：優(yōu)先級：(1)固定(全嵌套，特殊全嵌套)、(2)循環(huán)(自動(dòng)循環(huán)(不用L20)、特殊循環(huán)(用L20)）。中斷結(jié)束：(1)一般EOI(編程送OCW2)、(2)自動(dòng)結(jié)束(/INTA2, ICW4設(shè)置)、(3)特殊EOI(用L20)Note:特殊循環(huán)優(yōu)先級和特殊EOI都用L20，而其它方式不用。RSLEOI優(yōu)先級管理方式中斷結(jié)束方式001固定優(yōu)先級(全嵌套，特殊全嵌套)一般EOI(中斷結(jié)束時(shí)，編程送EOI)011固定優(yōu)先級(用于特殊全嵌套)特殊EOI (ISRL20清0)000進(jìn)入全嵌套方式x100設(shè)置自動(dòng)循環(huán)方式x101自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先級(剛結(jié)束的中斷優(yōu)先級置為最低，順序不變)一般EOI。(中斷結(jié)束時(shí)，編程送EOI)110特殊循環(huán)優(yōu)先級(自動(dòng)循環(huán)中使用L20)(置IRL20優(yōu)先級最低，順序不變)x111特殊循環(huán)優(yōu)先級(置IRL20優(yōu)先級最低，順序不變)特殊EOI(ISRL20清0)010 xx(3)OCW3 多功能操作命令字功能：設(shè)置特殊屏蔽方式；中斷查詢方式；讀IRR