第5章 中斷技術

浙江工業(yè)大學計算機學院1內(nèi)容回顧DMA傳輸基本概念DMA的傳送過程、傳送方式和操作類型。DMA控制器8237A8237A的內(nèi)部結構和外部引腳。8237A的內(nèi)部寄存器（10種）及其地址分配。8237A的編程步驟和工作時序。PC中的DMA應用DMA系統(tǒng)的組成。單片DMA系統(tǒng)和雙片DMA系統(tǒng)。DMA系統(tǒng)的應用實例。23第五章中斷技術8259A的應用舉例48086/8088微機中斷系統(tǒng)28259A可編程中斷控制器3PC機中的中斷應用5中斷技術概述1中斷方式下，CPU無需完全服務于某個外設，效率高。當出現(xiàn)某些異?；蚰惩庠O有請求時，CPU暫停正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行某一特定的程序，執(zhí)行完后再返回原來的程序處繼續(xù)執(zhí)行。

5.1中斷技術概述4中斷指CPU正在執(zhí)行某程序的過程中，由于出現(xiàn)了某些異?；蛲庠O提出了某種請求，CPU暫停當前程序，轉(zhuǎn)去處理異常或外設請求的程序，執(zhí)行完后再返回原來被終止的程序處繼續(xù)執(zhí)行。該過程稱為中斷。主程序未發(fā)生中斷時，CPU正在執(zhí)行的程序稱為主程序。5

(1)中斷的常用術語中斷服務程序ISR處理中斷事件的程序，又稱中斷子程序。不同的中斷對應不同的ISR。斷點中斷時，主程序中被終止指令的下一條指令的地址。CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行ISR時，斷點被壓入棧中進行保護；ISR執(zhí)行完畢后，CPU通過出棧操作從棧頂獲得中斷斷點，確保能返回到主程序處繼續(xù)執(zhí)行。6中斷源引起中斷的事件或設備。內(nèi)部中斷：在CPU的內(nèi)部產(chǎn)生。例：CPU執(zhí)行程序時遇到的特殊情況，如：除法錯。外部中斷：在CPU的外部產(chǎn)生。例：外設提出的中斷，如電源故障。中斷類型號微機系統(tǒng)中有多個中斷源。為便于區(qū)分，為每個中斷源分配一個編號，即中斷類型號。7中斷接口當中斷源向CPU發(fā)中斷請求時，需由一個電路來進行管理，如：接收中斷請求、屏蔽/打開中斷請求、中斷優(yōu)先級排隊、中斷嵌套和中斷結束等。實現(xiàn)中斷管理的邏輯電路稱為中斷接口。本章使用8259A可編程中斷控制器對系統(tǒng)的中斷進行管理。8中斷識別指CPU確定哪一個中斷源發(fā)出中斷請求的過程。目的：最終形成該中斷源所對應的中斷服務程序的入口地址，實現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。中斷識別的2種方法：查詢法：采用軟件或硬件查詢技術來確定發(fā)出中斷請求的中斷源。硬件法：由可編程中斷控制器來提供中斷類型號。9中斷向量和中斷向量表中斷向量：指中斷服務程序的入口地址。每個ISR都有一個確定的入口地址。入口地址=段基址CS：

偏移地址IP，共4個字節(jié)。中斷向量表：將系統(tǒng)中所有的中斷向量集中起來，按中斷類型號從小到大的順序存放在內(nèi)存某區(qū)域。該存儲區(qū)域稱為中斷向量表。PC機中共有256個中斷（0~255），每個中斷向量占4個字節(jié)，共占1KB的存儲區(qū)域。用0000~03FFH的內(nèi)存單元存儲中斷向量表。1011

從中斷源請求中斷到完成ISR后返回主程序的過程，稱為中斷過程。包含4個階段。中斷源請求中斷外設發(fā)出中斷請求時，中斷接口電路需設置中斷請求觸發(fā)器，保持外設的中斷請求信號，直到CPU響應該中斷后才清除它。中斷接口電路應設置中斷屏蔽寄存器，CPU可通過對其進行設置，使得某些中斷源的中斷請求不能提交到CPU。12

(2)中斷過程中斷判優(yōu)由于同一時刻可能會有多個中斷源同時請求中斷服務，因此接口電路需對這些中斷源進行優(yōu)先級判別和優(yōu)先級排隊。這個過程稱為中斷判優(yōu)。CPU按照優(yōu)先級的高低順序來響應中斷。13中斷響應收到中斷請求后，若CPU滿足響應條件，則進入中斷響應周期。CPU響應中斷的條件：CPU當前指令執(zhí)行結束。沒有更高級的中斷請求在執(zhí)行。CPU處于開中斷狀態(tài)(IF=1)?？捎弥噶罡淖僆F的狀態(tài)：STI開中斷；CLI關中斷。1415中斷響應及處理過程示意圖中斷響應周期需完成的操作(CPU硬件自動完成)清IF和TF單步陷阱標志，以免在響應過程中被新的中斷源中斷，破壞了當前中斷處理的現(xiàn)場。將標志寄存器FLGAS和中斷斷點(CS:IP)壓棧保存。查找中斷向量表，獲得ISR的入口地址，轉(zhuǎn)去執(zhí)行ISR。中斷服務CPU轉(zhuǎn)入ISR后，需做以下幾件事情：保護現(xiàn)場：ISR將要用到的寄存器壓棧，以免其數(shù)據(jù)破壞。開中斷：以便在執(zhí)行ISR時，能響應更高級的中斷請求。中斷處理：處理中斷請求所要求的操作。關中斷：保證在恢復現(xiàn)場時不被新的中斷打斷。恢復現(xiàn)場：在ISR結束前，執(zhí)行出棧操作，恢復各寄存器的內(nèi)容，以便主程序正確執(zhí)行。開中斷：保證返回主程序后仍能響應中斷。中斷返回：ISR的最后一條指令為IRET，它將IP、CS和FLAGS的內(nèi)容依次彈出，以便恢復到主程序的斷點處。16中斷管理包括中斷源識別、優(yōu)先級排隊和中斷嵌套。中斷源識別PC機內(nèi)有多個中斷源，CPU收到中斷請求后，需識別是哪一個中斷源發(fā)出了中斷請求信號，以便執(zhí)行相應的中斷服務程序。中斷源識別的兩種方法：軟件查詢：CPU逐個查詢各中斷源的狀態(tài)，從而確定是哪個設備發(fā)出了中斷請求。硬件處理：中斷接口電路將要響應的中斷類型號送給CPU。17

(3)中斷管理2.中斷的優(yōu)先級排隊當有多個中斷源同時請求中斷時，由于CPU在同一時刻只能響應并處理一個中斷請求，因此，需根據(jù)中斷的性質(zhì)及輕重緩急對中斷源進行優(yōu)先級排隊。CPU先響應優(yōu)先級高的中斷請求。高優(yōu)先級的中斷請求可中斷低優(yōu)先級的中斷服務。優(yōu)先級排隊的方法：軟件查詢法硬件菊花鏈排隊法可編程中斷控制器排隊法18軟件查詢法19軟件查詢法的實現(xiàn)：屏蔽法20INAL，20H;讀取中斷請求觸發(fā)器的內(nèi)容TESTAL，80H

JNEA_ISP;外設A有請求，則轉(zhuǎn)入A的服務程序TESTAL，40H

JNEB_ISP ;外設B有請求，則轉(zhuǎn)入B的服務程序TESTAL，20HJNEC_ISP ;外設C有請求，則轉(zhuǎn)入C的服務程序……移位法21INAL，20HSHLAL，1JCA_ISP ;外設A有請求，則轉(zhuǎn)至A的服務程序SHLAL，1JCB_ISP ;外設B有請求，則轉(zhuǎn)至B的服務程序SHLAL，1JCC_ISP ;外設C有請求，則轉(zhuǎn)至C的服務程序……軟件查詢法的優(yōu)缺點：優(yōu)點：實現(xiàn)簡單，節(jié)省硬件。缺點：中斷源較多時，查詢程序較長，由查詢轉(zhuǎn)入相應的中斷服務程序入口需要的時間較長。查詢的先后順序決定了中斷的優(yōu)先級順序：先被查詢的中斷，優(yōu)先級最高。22硬件菊花鏈法在每個外設的接口上接一個邏輯電路，這些電路構成一個鏈來實現(xiàn)中斷應答信號的控制，稱為菊花鏈。23(a)菊花鏈

(b)菊花鏈邏輯電路

菊花鏈工作原理中斷請求：設備A、B、C通過接口發(fā)出中斷請求：1有請求，0無請求。只要有一個設備發(fā)出請求，則INTR=1。中斷響應：若CPU允許中斷，則發(fā)INTA中斷響應信號。該信號先送給外設A的菊花鏈電路。若A沒有請求，則它輸出的INTA仍為0，繼續(xù)往下傳。若A有中斷請求，則經(jīng)過或門時，由于其中斷請求為1，故輸出的INTA為1，使得后繼的中斷得不到響應。24特點：越靠近CPU的外設，優(yōu)先級越高?？删幊炭刂破髋抨牱ㄔ缙诘腜C多采用軟件查詢或菊花鏈法。目前的PC一般采用專用的可編程控制器芯片來完成中斷優(yōu)先級的排隊管理，如8259A。253.中斷嵌套CPU正在處理某個中斷的過程中，若出現(xiàn)了更高級的中斷請求，則CPU停止執(zhí)行級別低的ISR，而轉(zhuǎn)去處理級別更高的中斷。等高級別的中斷處理完后，再返回原來的低級中斷繼續(xù)執(zhí)行，依次類推，直到返回主程序。這種方式稱為多重中斷或中斷嵌套。2627內(nèi)容概要8259A的應用舉例48086/8088微機中斷系統(tǒng)28259A可編程中斷控制器3PC機中的中斷應用5中斷技術概述1中斷的常用術語：9個基本概念中斷過程：申請、判優(yōu)、響應、服務中斷管理：判優(yōu)、優(yōu)先級、嵌套8086/8088用8位二進制數(shù)表示一個中斷類型號，可區(qū)分256個中斷源。8086/8088中斷系統(tǒng)的結構28

(1)中斷的類型外部中斷

由CPU外的硬件產(chǎn)生，又稱硬件中斷。有以下2種：

①NMI（不可屏蔽中斷）觸發(fā)，不受IF標志位控制。只要有NMI，CPU在當前指令結束后，立刻響應該中斷。中斷類型號為2，CPU無需發(fā)中斷應答即可立即執(zhí)行2號中斷的ISR。外部中斷中，NMI的優(yōu)先級最高，用于電源掉電、時鐘錯誤等緊急情況，一般用戶不能使用。29②INTR（可屏蔽中斷）高電平觸發(fā)，必須保持到當前指令結束。受IF標志位控制。STI：允許中斷；CLI：禁止中斷。中斷類型號為08~0FH和070H~077H。當中斷允許時，CPU發(fā)出中斷應答信號INTA，并從8259A獲得中斷源的中斷類型碼。中斷響應的條件：有中斷請求系統(tǒng)處于開中斷狀態(tài)(IF=1)30內(nèi)部中斷

由CPU執(zhí)行指令產(chǎn)生的中斷，又稱軟件中斷。

①除法錯當除數(shù)為0，或?qū)Х枖?shù)進行除法運算時所得結果超出規(guī)定的范圍，則CPU自動產(chǎn)生該中斷。中斷類型號為0。31②單步中斷調(diào)試程序時用。CPU每執(zhí)行一條指令，就進入一次中斷。功能：顯示出CPU內(nèi)部各寄存器的內(nèi)容。受TF標志位控制。TF=1時，CPU自動產(chǎn)生單步中斷。中斷類型號為1。32③斷點中斷INT單字節(jié)中斷指令，類型號為3。調(diào)試時可在程序關鍵處設置斷點。當程序執(zhí)行到該指令處，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個斷點中斷。功能：顯示CPU內(nèi)部各寄存器的內(nèi)容，并給出一些提示信息。33④溢出中斷INTO單字節(jié)中斷指令。類型號為4。該指令常跟在帶符號數(shù)加、減法運算指令之后。若標志寄存器的OF=1，則執(zhí)行溢出中斷，其中斷服務程序給出出錯信息。⑤用戶定義的軟件中斷雙字節(jié)中斷指令INTn，由用戶定義，類型號為n。不可被屏蔽。CPU不發(fā)響應信號，中斷控制器不提供中斷類型號。34內(nèi)、外中斷的優(yōu)先級次序8086/8088系統(tǒng)中，除單步中斷外，所有內(nèi)部中斷的優(yōu)先級均高于外部中斷。除單步中斷外，所有內(nèi)部中斷都不能被屏蔽。

35中斷名中斷類型號優(yōu)先級除法出錯類型0高↑低INTn類型nINTO類型4NMI類型2INTR外設送入單步類型18086/8088系統(tǒng)支持256個中斷源，各個中斷源用不同的中斷類型號標識，即：0~255。每個中斷源都有相應的ISR，每個ISR都有不同的入口地址（又稱中斷向量）。每個入口地址由4個字節(jié)標識：低2個字節(jié)：存放中斷入口的偏移地址（IP）。高2個字節(jié)：存放中斷入口的段基址（CS）。系統(tǒng)各個中斷入口地址的集合形成中斷向量表。共占1KB空間，地址范圍0000H~03FFH（DS=0）。36

(2)中斷向量表37由于0~255號中斷的入口地址依次連續(xù)排列，故：已知某中斷的類型號為n，則其對應的ISR入口地址在中斷向量表中的存儲位置為4n。依次從4n處取出4個字節(jié)的內(nèi)容，低2個字節(jié)送入偏移地址IP，高2個字節(jié)送入段地址CS，即：(IP)←(4n+1,4n)。(CS)←(4n+3,4n+2)。獲得了中斷的入口地址，即可轉(zhuǎn)入相應的ISR執(zhí)行中斷處理過程。38【例5-1】已知類型號為15H的中斷，其ISR存放在內(nèi)存的5678H:0100H~5678H:0123H單元。畫出該中斷的中斷向量在中斷向量表中的位置和內(nèi)容。解：ISR的入口地址為5678H:0100H，其中IP=0100H，CS=為5678H。已知中斷類型號n=15H，n×4=15H×4=0054H，故0054H和0055H單元存放偏移地址0100H。0056H和0057H單元存放段地址5678H。由此可畫出中斷向量在中斷向量表中的位置和內(nèi)容。3940中斷向量表建立中斷類型號與中斷向量間的關系。中斷類型號固定不變，但其對應的中斷向量（即存儲的內(nèi)容）可以修改和變化。（系統(tǒng)中的專用中斷不允許修改）設置或修改中斷向量前，要關閉中斷，避免在設置或修改過程中被中斷。設置中斷向量的2種方法：直接寫入法利用DOS功能調(diào)用41

(3)中斷向量的設置與修改①直接寫入法

直接使用MOV指令把中斷向量寫入向量表對應的單元。方法：設中斷類型號為n，對應的中斷服務程序名為P1，則將P1程序的偏移地址放到內(nèi)存0000數(shù)據(jù)段的[4n+1]、[4n]單元中；將其段地址放到[4n+3]、[4n+2]單元中。4243CLI ；關中斷MOV AX，0MOV DS，AX ；中斷向量表段基址為0MOV BX，n*4 ；中斷類型號為nMOV AX，OFFSETP1 MOV DS:[BX]，AX ；偏移地址放入4n,4n+1單元MOV AX，SEGP1 MOV DS:[BX+2]，AX ；段地址寫入4n+2,4n+3單元STI ；開中斷【例5-2】某外設的中斷服務程序名為P1，中斷類型號為5。請使用直接寫入法設置其中斷向量。44CLI ；關中斷MOV AX，0MOV DS，AX ；中斷向量表段基址為0MOV AX，OFFSETP1MOV DS:[0014H]，AX ；

4*5=0014HMOV AX，SEGP1 MOV DS:[0016H]，AX ；段地址寫入0016H,0017HSTI ；開中斷②DOS功能調(diào)用寫入法

使用INT21H中斷的25H號功能調(diào)用，設置中斷向量。

功能號：AH=25H

入口參數(shù)：DS=中斷服務程序入口地址的段基址DX=中斷服務程序入口地址的偏移量AL=中斷類型號45【例5-3】某外設的中斷服務程序名為P1，中斷類型號為5。請使用DOS功能調(diào)用法設置其中斷向量。46PUSHDS ；原DS入棧MOV AX，SEGP1；段基址存入DS中MOV DS，AX MOV AX，OFFSETP1 MOV DX，AX ；偏移地址存入DX中MOVAL，5

；中斷類型號在AL中MOVAH，25H；DOS調(diào)用功能號INT21HPOPDS

；DS出棧中斷向量的修改

中斷類型號不變，但是其指向的中斷服務程序（入口地址）改變，即中斷向量改變。

修改中斷向量的步驟：利用35H號功能，獲取原中斷向量，并保存。利用25H號功能，設置新的中斷向量。新的中斷服務程序服務完畢，利用25H號功能恢復原中斷向量。4735H號功能——讀取中斷向量

入口參數(shù)：AH=35H，AL=中斷號

出口參數(shù)：ES=中斷服務程序入口地址的段基址

BX=中斷服務程序入口地址的偏移地址25H號功能——設置新的中斷向量

入口參數(shù)：AH=25H，AL=中斷號

DS=中斷服務程序入口地址的段基址

DX=中斷服務程序入口地址的偏移地址

出口參數(shù)：無48【例5-4】修改類型號為n的中斷向量，使得新中斷服務程序入口地址的段基址為SEG_INTR，偏移地址為OFFSET_INTR。對應的程序段為：49MOV AH，35H；獲取原中斷向量MOV AL，n INT21H

；保存在ES:BX中MOV OLD_OFF，BX

；保存原中斷向量的偏移量

MOV BX，ESMOVOLD_SEG，BX；保存原中斷向量的段基址

50MOV AH，25H；設置新的中斷向量MOV AL，nMOVDX，SEG_INTR

MOVDS，DX

；DS=段基址MOVDX，OFFSET_INTR

；DX=偏移地址INT21H……MOV AH，25H；恢復原中斷向量MOV AL，nMOVDX，OLD_SEG

MOVDS，DX

；DS=段基址MOVDX，OLD_OFF

；DX=偏移地址INT21H51內(nèi)容概要8259A的應用舉例48086/8088微機中斷系統(tǒng)28259A可編程中斷控制器3PC機中的中斷應用5中斷技術概述1中斷的類型：外部中斷與內(nèi)部中斷中斷向量表：中斷入口地址的排列中斷向量表的設置與修改Intel8259A是一種可編程中斷控制器，可協(xié)助CPU進行中斷管理。其功能：接受和擴充外設的中斷請求中斷優(yōu)先級排隊提供中斷類型號屏蔽或打開中斷接受CPU命令或返回當前工作狀態(tài)一片8259A可直接管理8級中斷，通過級聯(lián)可擴展至64級中斷。通過對8259A進行編程，可設置多種工作方式，以滿足不同中斷系統(tǒng)的需要。52

5.38259A可編程中斷控制器53

(1)8259A的內(nèi)部結構1.數(shù)據(jù)總線緩沖器8位的雙向三態(tài)緩沖器，連接8259A與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線。用于在CPU與8259A間傳送數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)信息。2.讀/寫控制邏輯接收CPU命令，完成對8259A內(nèi)部端口的讀寫操作。具體操作內(nèi)容由CS、RD、WR和A0

信號來決定。543.級聯(lián)緩沖/比較器CAS0~CAS2用于多塊8259A的級聯(lián)。4.中斷請求寄存器(IRR)8位寄存器，通過引腳IR0

~IR7與8個中斷源相連。若IRi=1，表明對應的中斷源有中斷請求，則IRR寄存器相應的第i位置1。5.中斷屏蔽寄存器(IMR)8位寄存器，第i位為1，表示屏蔽IRi的請求。其值可通過軟件設置或改變。556.中斷優(yōu)先權判別電路PR對已進入IRR且未被IMR屏蔽的中斷請求進行優(yōu)先權判別，確定優(yōu)先級最高的中斷，向CPU發(fā)送中斷請求信號INT。若8259A正在為某一中斷服務時，又出現(xiàn)了新的中斷請求，則PR判斷新的中斷請求優(yōu)先級是否更高。若是，則進入中斷嵌套。567.中斷服務寄存器(ISR)8位，用來記錄CPU當前正在為哪些中斷源服務。當CPU響應IRi請求時，ISR中相應的位置1。當ISR中有多個1時，表明CPU處于中斷嵌套

中。當某個中斷處理完畢，ISR相應的位復位。578.控制邏輯作用：根據(jù)IRR、IMR和PR的狀態(tài)，通過INT信號向CPU發(fā)送中斷請求。接受CPU的中斷響應信號INTA，置ISR相應的位，且使IRR相應的位清0，避免該中斷源的一次請求產(chǎn)生多次中斷。內(nèi)部包含7個寄存器：ICW1~ICW4

存放初始化命令字，用來設置8259A的工作方式和工作條件等。OCW1~OCW3存放操作命令字，用來對中斷處理過程進行動態(tài)控制。58幾個縮寫字母的含義IRR：中斷請求寄存器（InterruptRequestRegister）IMR：中斷屏蔽寄存器（InterruptMaskRegister）ISR：中斷服務寄存器（InServiceRegister）PR：優(yōu)先級裁決器（PriorityResolver）ICW：初始化命令字（InitializationCommandWord）OCW：操作命令字（OperationCommandWord）5960

(2)8259A外部引腳61D7~D0：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，在8259A與CPU間傳送數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)信息。A0：選擇8259A內(nèi)寄存器的端口地址。2種端口地址：A0=0的端口為偶端口，A0=1的端口為奇端口。WR、RD、CS：寫、讀、片選信號。IR7~IR0：中斷請求信號，高電平或上升沿有效。INT：中斷請求信號，高有效。向CPU發(fā)中斷請求。INTA：中斷響應信號，為2個負脈沖。CAS2~CAS0：級聯(lián)信號線，雙向。主片8259A的CAS2~CAS0為輸出。從片8259A的CAS2~CAS0為輸入。SP/EN：主從片設定/允許緩沖信號，雙向雙功能。緩沖方式下，為輸出信號，EN信號控制緩沖器。非緩沖方式下，作為輸入信號，表示8259A是主片（SP=1）還是從片（SP=0）。621.8259A的工作過程單片8259A工作時，每次中斷處理過程如下：當IR7~IR0上有中斷請求，則IRR相應的位置1。對于已進入IRR且未被IMR屏蔽的中斷請求，PR電路進行優(yōu)先級判定，得到最高級的中斷請求。控制邏輯接收中斷請求，向CPU發(fā)INT信號。若CPU允許中斷，則在當前指令結束后連續(xù)發(fā)出2個中斷應答信號INTA，進行中斷響應。每個信號持續(xù)2個時鐘周期。63

(3)8259A工作方式CPU發(fā)第一個INTA時，輸出總線鎖定信號LOCK，防止其它處理器或DMA控制器占用總線。8259A收到第一個負脈沖后，將優(yōu)先級最高的中斷ISR相應位置1，同時使IRR相應位清0。64CPU發(fā)第二個INTA時，撤銷總線鎖存信號LOCK，地址允許信號ALE無效，允許數(shù)據(jù)線工作。8259A收到第二個負脈沖后，將相應中斷的類型號送到數(shù)據(jù)線上。CPU讀取中斷類型號，查找中斷向量表得到中斷向量，轉(zhuǎn)而進入中斷服務程序。若系統(tǒng)為自動結束中斷方式(AEOI)，則8259A會在第2個脈沖結束時，自動將ISR的相應位復位；

若為非自動結束中斷方式(EOI)，則ISR相應位的“1”一直保持，直到CPU發(fā)EOI(中斷結束)命令時才將其復位。652.8259A的級聯(lián)方式單片8259A最多可管理8級中斷。當中斷源多于8個時，需將多個8259A芯片級聯(lián)構成主從模式。系統(tǒng)最多支持8個8259A芯片級聯(lián)，即：最多可支持64個中斷源。每個從片的IR7~IR0可直接與8個中斷源相連，經(jīng)過優(yōu)先級判優(yōu)后主片發(fā)送INT信號。主片對所有從片發(fā)來的INT進行判優(yōu)后，最終向CPU發(fā)INT信號。6667SP/EN引腳用于區(qū)分8259A是主片還是從片。高電平為主片，低電平為從片。主/從片通過CAS2~CAS0互連。主片的CAS2~CAS0為輸出，從片的CAS2~CAS0為輸入。CPU發(fā)出第一個INTA時，主片使ISR相應的位置1，使IRR的相應位清0；并通過CAS2~CAS0輸出一組從片的編碼

ID2~ID0。從片收到該編碼后，與自身ICW3中的D2~D0編碼進行比較。若相同，則在第二個INTA信號將從片的中斷類型號送到數(shù)據(jù)總線。683.中斷觸發(fā)方式電平觸發(fā)：IRi端出現(xiàn)高電平時，有中斷請求。

邊沿觸發(fā)：IRi端出現(xiàn)上升沿時，有中斷請求。

69注意：當該中斷請求得到響應后(ISR相應位置1)，必須及時撤銷其高電平，否則可能會再次觸發(fā)中斷。優(yōu)點：IRi端可一直保持高電平，而不會被誤判為又一次中斷請求。4.中斷屏蔽方式普通屏蔽方式中斷屏蔽寄存器IMR的某位為1，則禁止相應的中斷請求；為0，則允許。這種方式下，由于優(yōu)先權判別器PR的作用（查ISR的狀態(tài)），只有級別高的中斷源才允許中斷。若CPU不希望某些中斷源申請中斷，或在處理某中斷時不希望比該中斷級別低的中斷源申請中斷，可采用該方法。70特殊屏蔽方式在處理某中斷時，若想開放級別較低的中斷請求，則：(1)將IMR中本級中斷的相應位置1，屏蔽本級中斷，為開放級別較低的中斷提供可能。(2)將本級中斷ISR的相應位復位，才能真正開放級別較低的中斷。71與普通屏蔽的區(qū)別：特殊屏蔽方式除了在IMR中屏蔽本級中斷源外，還需使當前ISR的相應位復位。5.中斷優(yōu)先權管理方式①固定優(yōu)先級--IR0優(yōu)先級最高，IR7最低。②循環(huán)優(yōu)先級--某中斷被服務后，其優(yōu)先權自動降為最低，而相鄰中斷源的優(yōu)先級升為最高。優(yōu)先權自動循環(huán)方式初始時，IR0優(yōu)先級最高，IR7優(yōu)先級最低。優(yōu)先權特殊循環(huán)方式用戶編程來指定初始時哪個中斷源的優(yōu)先級最低。例：初始時規(guī)定IR5最低，則優(yōu)先級順序為：IR6

>IR7>IR0>

…>IR4>IR5。726.中斷嵌套方式普通全嵌套方式簡稱全嵌套方式，是最基本、最常用的方式。某中斷被響應時，只有更高級的中斷請求才會響應。特殊全嵌套方式用于級聯(lián)場合?？身憫呒墑e和同級別中斷。級聯(lián)時從片的INT端連接主片IRi端。從片上不同級別的中斷請求，主片視之為同一級別。普通全嵌套無法響應第二次高級別中斷。而特殊全嵌套方式可正常響應。73單片8259A時，通常采用普通全嵌套方式。多片級聯(lián)時，從片采用普通全嵌套方式，而主片必須采用特殊全嵌套。7.中斷結束方式當某個中斷請求得到響應時，其ISR的相應位置1。當其中斷服務結束時，其ISR中的相應位必須清0。中斷結束方式是指使ISR相應位復位的方式。8259A有2種中斷結束方式自動結束方式（AEOI）非自動結束方式（EOI）74自動結束方式（AEOI）ISR相應位的復位由8259A硬件自動完成。當CPU響應某中斷時，第二個INTA信號的下降沿

自動將ISR相應位的復位。該方式只適用于單片8259A、無中斷嵌套的場合。75非自動結束方式（EOI）該方式下，由CPU發(fā)EOI命令來使ISR的相應位復位。普通中斷結束方式CPU向8259A發(fā)送EOI命令，使當前ISR中級別最高的位復位。特殊中斷結束方式CPU向8259A發(fā)送EOI命令，該命令字指定了要結束哪一級中斷源，從而使ISR相應的位復位。768.連接系統(tǒng)總線的方式緩沖方式多片8259A級聯(lián)時，8259A通過總線驅(qū)動器與數(shù)據(jù)總線相連。此時8259A的SP/EN

端輸出一個低電平(EN=0)作為總線驅(qū)動器的啟動信號。即：SP/EN信號與總線驅(qū)動器的允許端相連。7778輸出信號緩沖器非緩沖方式當系統(tǒng)中只有單片或少數(shù)幾片8259A時，8259A可直接與數(shù)據(jù)總線相連。此時，8259A的SP/EN端作為輸入信號。單片8259A時，SP=1。多片8259A級聯(lián)時，主片的SP=1，從片的SP=0。798081

(4)8259A編程CPU向8259A發(fā)送的命令字分為以下2種：初始化命令字ICW包含ICW1~ICW4四個命令字，在系統(tǒng)啟動時由初始化程序設置。一旦設定后，在系統(tǒng)工作過程中一般不再改變。操作命令字OCW包含OCW1~OCW3，由應用程序設定，用來對中斷處理過程進行動態(tài)控制，如：中斷屏蔽、中斷結束、優(yōu)先權設定等?？啥啻卧O置。828259A只有一根輸入地址線A0，如何區(qū)分7個寄存器？ICW1：

20H A0=0，D4=1ICW2：21H A0=1ICW3：21H A0=1，ICW1中的SNGL(D1)=0ICW4：21H A0=1，ICW1中的IC4(D0)=1OCW1：21H A0=1OCW2：20H A0=0，D3D4=00OCW3：20H A0=0，D3D4=1083采用讀寫分時法、順序法及特征位法解決端口沖突。1.ICW1：設置觸發(fā)方式、是否級聯(lián)和需ICW4等。84（一）初始化命令字ICW未用表ICW1要寫入偶端口特征位×××1LTIMADISNGLIC4D7D6D5D4D3D2D1D00A0IRi中斷觸發(fā)方式1：電平觸發(fā)0：邊沿觸發(fā)8086/8088中不用是否級聯(lián)1：單片0：級聯(lián)1：需要ICW40：不需要85D0(ICW4)的設置：8086/8088系統(tǒng)必須設置D0=1，即：需要ICW4。寫入ICW1后，8259A內(nèi)部有一個初始化過程，相當于Reset功能，其作用：指示8259A順序邏輯復位，即：它準備按ICW2、ICW3、ICW4的順序接受其余初始化命令字。清除IMR、ISR。指定優(yōu)先級方式為普通全嵌套方式、普通屏蔽方式、非自動中斷結束方式。86【例5-5】若8259A采用電平觸發(fā)，單片使用，需要ICW4，請寫出ICW1的初始化程序段?！痢痢?LTIMADISNGLIC4D7D6D5D4D3D2D1D00A0MOV AL，1BH ；ICW1=00011011OUT 20H，AL ；偶端口2.ICW2：設置類型碼。87高5位由用戶編程設定表ICW2要寫入奇端口T7T6T5T4T3D7D6D5D4D3D2D1D01A0低3位由IR7~IR0自動生成中斷類型號=ICW2高5位+低3位(IRi的編碼)。ICW2緊隨ICW1之后。CPU響應中斷發(fā)第2個INTA時，8259A將ICW2的內(nèi)容（中斷類型號）送到數(shù)據(jù)總線。88【例5-6】PC機中斷系統(tǒng)的中斷類型號范圍為08~0FH，某中斷請求線連接到8259A的IR5上，請寫出設置ICW2

的程序段。MOV AL，08H ；高5位OUT 21H，AL ；奇端口

CPU響應硬盤中斷后，8259A把IR5的編碼101作為低3位，與ICW2中設置的高5位合一起，構成完整的8位中斷類型號0DH，經(jīng)數(shù)據(jù)總線提供給CPU。T7T6T5T4T3D7D6D5D4D3D2D1D01A03.ICW3：設置級聯(lián)方式。僅當級聯(lián)模式下（即ICW1

的SNGL=0時）才需設置ICW3。這時需分別對主片和從片進行設置。主片ICW3：說明主片IR7~IR0的哪些引腳上連有從片。89S7S6S5S4S3S2S1S0D7D6D5D4D3D2D1D01A01：IRi

上接有從片0：IRi

上未接從片表ICW3要寫入奇端口從片ICW3：ID2~ID0的編碼值說明該從片的INT信號連接至主片IR7~IR0的哪個引腳。90×××××ID2ID1ID0D7D6D5D4D3D2D1D01A0任意表ICW3要寫入奇端口000：連至主片的IR0……111：連至主片的IR7例：從片的INT連接至主片的IR5，則ID2~ID0

=101。4.ICW4：設置緩沖方式、中斷結束方式等。當ICW1

的D0=1時，需設置ICW4。91000SFNMBUFM/SAEOIuPMD7D6D5D4D3D2D1D01A0表ICW4要寫入奇端口1：緩沖方式0：非緩沖方式1：特殊全嵌套0：普通全嵌套1：主片0：從片1：AEOI0：EOI1：8086/80880：8080/8085特征位僅當buf=1時M/S位才起作用92【例5-7】PC機中，單片8259A與系統(tǒng)總線之間采用緩沖器連接，非自動結束方式，正常完全嵌套。請寫出設置ICW4

的程序段。MOV AL，0DH ；00001101BOUT 21H，AL ；奇端口000SFNMBUFM/SAEOIuPMD7D6D5D4D3D2D1D01A0要使中斷系統(tǒng)正常工作，CPU必須對系統(tǒng)中的每片8259A進行初始化編程，即：順序?qū)CW1~ICW4寫入各個8259A芯片。單片8259A時，需依次寫入ICW1、ICW2和ICW4。多片8259A時，需依次寫入ICW1、ICW2、ICW3和ICW4。93（二）8259A初始化編程9495【例5-8】IBMPC/XT機中，僅用單片8259A，中斷請求采用邊沿觸發(fā)，中斷類型號為08H~0FH，普通全嵌套，緩沖方式，非自動中斷結束方式。8259A的端口地址為20H和21H。請按上述要求對8259A進行初始化編程。MOVAL，00010011B;ICW1:邊沿觸發(fā),單片,需ICW4OUT20H，ALMOVAL，00001000B;ICW2:08H~0FH的高5位OUT21H，ALMOVAL，00001101B;ICW4:全嵌套,緩沖,EOI方式OUT21H，AL96【例5-9】IBMPC/AT機中，使用兩片8259A構成主從中斷系統(tǒng)。從片的INT與主片的IRQ2相連。主片的中斷類型號為08H~0FH，端口地址為20H和21H。從片的中斷類型號為70H~77H，端口地址為0A0H和0A1H。主片、從片均采用邊沿觸發(fā)、緩沖、非自動中斷結束方式。請按照上述要求對8259A進行初始化編程。97主片編程：MOVAL，00010001B;ICW1:邊沿觸發(fā)、級聯(lián)、需ICW4OUT20H，ALMOVAL，00001000B;ICW2:08H~0FH的高5位OUT21H，ALMOVAL，00000100B;ICW3:主片IRQ2接有從片OUT21H，ALMOVAL，00011101B;ICW4：特殊全嵌套、緩沖方式、OUT21H，AL ;主片、EOI方式98從片編程：MOVAL，00010001B;ICW1:邊沿觸發(fā)、級聯(lián)、需ICW4OUT0A0H，ALMOVAL，01110000B;ICW2:70H~77H的高5位OUT0A1H，ALMOVAL，00000010B;ICW3:從片接主片的IRQ2OUT0A1H，ALMOVAL，00001001B;ICW4：普通全嵌套、緩沖方式、OUT0A1H，AL ;從片、EOI方式對8259A進行初始化后(寫入初始化命令字)，8259A進入工作狀態(tài)，可接收IRi的中斷請求，并按系統(tǒng)設定的方式來響應和管理中斷。在8259A工作期間，可通過寫入操作命令字OCW，對其中斷管理方式進行動態(tài)設置和修改。操作命令字有3個：OCW1~OCW3。99（三）操作命令字OCW1.OCW1：設置中斷屏蔽字直接對IMR

相應的位進行設置。100M7M6M5M4M3M2M1M0D7D6D5D4D3D2D1D01A01：屏蔽中斷0：允許中斷OCW1要寫入奇端口101【例5-10】已知8259A的端口地址為20H、21H。若要屏蔽IR5、IR4和IR1引腳上的中斷請求，而不改變其余中斷源原來的屏蔽情況。試給出對應的程序段。INAL，21H ;讀取IMR的當前值ORAL，00110010B;IRQ5、IRQ4、IRQ1OUT21H，AL ;寫入OCW12.OCW2：設置/修改優(yōu)先級模式、發(fā)送EOI命令等102指出優(yōu)先級最低的IRi，或要清除的ISR的相應位。OCW2要寫入偶端口特征位RSLEOI00L2L1L0D7D6D5D4D3D2D1D00A00：固定優(yōu)先級1：循環(huán)優(yōu)先級0:普通1:特殊0：不發(fā)1：發(fā)EOI命令D7(R)：0為固定優(yōu)先級；1為循環(huán)優(yōu)先級。D6(SL)：0為“普通”；1為“特殊”。這2位決定優(yōu)先級方式：

R=0,SL=× ：固定優(yōu)先級(L2~L0無效)

R=1,SL=0 ：優(yōu)先級自動循環(huán)(L2~L0無效)

R=1,SL=1 ：優(yōu)先級特殊循環(huán)(L2~L0有效)此時L2~L0指明循環(huán)開始時哪個IRi的優(yōu)先級最低。

103D5(EOI)：1時發(fā)EOI命令；0時不發(fā)EOI命令。

在非自動中斷結束方式下，可通過發(fā)EOI命令來使ISR相應的位復位。（非硬件復位）

EOI位可和SL位配合使用。EOI=0,SL=×：不發(fā)EOI命令。EOI=1,SL=0：普通中斷結束。此時EOI命令將ISR中優(yōu)先級最高的中斷對應的位清0。(L2~L0無效)EOI=1,SL=1：特殊中斷結束。此時EOI命令將ISR中L2~L0所指定的中斷對應位清0。(L2~L0有效)104R、SL、EOI三位的組合含義

105RSLEOI功能說明001普通EOI命令，全嵌套方式011特殊EOI命令，全嵌套方式，L2~L0指定的ISR位清0101普通EOI命令，優(yōu)先級自動循環(huán)111特殊EOI命令，優(yōu)先級特殊循環(huán)，L2~L0指定的ISR位清0，且L2~L0指定的IR位為最低優(yōu)先級100自動EOI時，優(yōu)先級自動循環(huán)000自動EOI時，取消優(yōu)先級自動循環(huán)110優(yōu)先級特殊循環(huán)，L2~L0指定優(yōu)先級最低的IR位010無操作106MOVAL，00100000B;OCW2：EOI=1,SL=0OUT20H，AL ;寫入OCW2IRET ;中斷返回，回到主程序【例5-11】已知8259A的端口地址為20H、21H。8259A設置為非自動中斷結束的普通中斷結束方式。在中斷子程序中，CPU向8259A發(fā)送一個中斷結束命令后返回主程序。試給出對應的程序段。3.OCW3：設置中斷屏蔽方式；設置中斷查詢方式；發(fā)送讀內(nèi)部寄存器的命令10710:讀IRR11:讀ISR0×:無效

OCW3要寫入偶端口特征位0ESMMSMM01PIRRISRD7D6D5D4D3D2D1D00A0未用11:設置特殊屏蔽10:取消特殊屏蔽0×:保持原方式

1:發(fā)查詢命令0:不發(fā)查詢命令ESMM/SMM：設置/取消特殊屏蔽方式11：設置特殊屏蔽方式。屏蔽正在服務的同級中斷，而允許優(yōu)先級較低的中斷請求。10：取消特殊屏蔽方式。0×：保持原來的屏蔽方式。SMM無效。108D2(P)：查詢命令位。P=1，CPU向8259A發(fā)查詢命令。P=0不發(fā)。當CPU處于關中斷時(IF=0)，INTR引腳發(fā)送的中斷不被處理。此時，CPU可向8259發(fā)查詢命令(偶端口)，然后從偶端口讀取查詢字，以獲知當前是否有中斷請求及正在申請的中斷源中優(yōu)先級最高的中斷源編碼。109有中斷請求時，當前中斷請求中優(yōu)先級最高的中斷源編號偶端口I××××W2W1W0D7D6D5D4D3D2D1D00A01:有中斷請求0:無中斷請求未用110CLI ;關中斷L1：MOVAL，00001100B;OCW3:D4D3=01,P=1OUT0A0H，AL ;發(fā)查詢命令字

INAL，0A0H;讀查詢字TESTAL，10000000B;判斷是否有中斷請求JNZNEXT ;有中斷請求時轉(zhuǎn)入NEXTJMPL1NEXT：……【例5-12】已知8259A的端口地址為0A0H~0A1H，處于關中斷狀態(tài)。將8259A設置為中斷查詢方式，判斷當前是否有中斷請求。若有，則轉(zhuǎn)向NEXT處執(zhí)行；若無，則重復查詢。試編寫程序段實現(xiàn)之。111讀IMR：直接讀OCW1（奇端口）INAL,21H

【例5-13】已知8259A的端口地址為20H、21H。試寫程序段，讀取其IMR、IRR、ISR三個寄存器的值。讀IRR：必須發(fā)讀IRR寄存器的命令才能讀取（OCW3）MOVAL,00001010B;發(fā)讀IRR的OCW3命令字OUT20H,ALINAL,20H;讀IRR的內(nèi)容

讀ISR：必須發(fā)讀ISR寄存器的命令才能讀?。∣CW3）MOVAL,00001011B;發(fā)讀ISR的OCW3命令字OUT20H,ALINAL,20H;讀ISR的內(nèi)容

112內(nèi)容概要8259A的應用舉例48086/8088微機中斷系統(tǒng)28259A可編程中斷控制器3PC機中的中斷應用5中斷技術概述1內(nèi)部結構、外部引腳工作方式（7個：工作過程、級聯(lián)方式、觸發(fā)方式、屏蔽方式、優(yōu)先級方式、中斷結束方式、系統(tǒng)連線方式）8259A編程：ICW、OCW、初始化編程(1)中斷程序設計若要以中斷方式實現(xiàn)CPU與外設間的數(shù)據(jù)交換，用戶需完成主程序和中斷服務子程序的設計。主程序：對中斷系統(tǒng)的軟硬件進行初始化。如：設置中斷向量、設置8259A的工作方式等。中斷服務程序：實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入輸出及相關控制。113

5.48259A應用舉例主程序設計CPU初始化：設置中斷向量表、設置中斷標志（使IF=1開中斷）。8259A初始化：寫ICW1~ICW4初始化命令字，設置工作方式、優(yōu)先級、結束方式等。中斷源接口初始化：如：使中斷源允許中斷等。中斷服務程序初始化：進入ISR前，要設置ISR使用的緩沖區(qū)指針和狀態(tài)位等。114中斷服務程序設計（ISR）保護現(xiàn)場：把ISR中要使用的寄存器入棧。開中斷：運行當前ISR程序時，要能響應更高級的中斷。數(shù)據(jù)輸入輸出：與外設間進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)的處理比較費時，一般交由主程序完成。關中斷：ISR結束時，關中斷以避免不必要的中斷嵌套?；謴同F(xiàn)場：將堆棧中保存的各寄存器值出棧，以便返回主程序后可以正確使用原數(shù)據(jù)。中斷結束命令：8259A采用非自動中斷結束方式時，發(fā)EOI命令使ISR的相應位清0。中斷返回：用IRET指令返回主程序。115116

(2)中斷應用實例【例5-14】已知某輸入設備接口內(nèi)有一個8位的數(shù)據(jù)端口(地址200H)和一個8位的狀態(tài)端口(地址201H)。當狀態(tài)端口的最高位為1時，數(shù)據(jù)端口中的數(shù)據(jù)有效，并且此時在STB引腳上出現(xiàn)一個脈沖信號。請設計一個微機系統(tǒng)，讀取該接口內(nèi)的有效數(shù)據(jù)，并將之存入內(nèi)存的BUFFER單元中。117方法一：查詢法硬件電路設計軟件流程圖設計118MOVDX，201H ;讀取狀態(tài)端口L1：INAL，DXTESTAL，10000000B;測試其最高位JZL1 ;無有效數(shù)據(jù)MOVDX，200H ;有有效數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)端口INAL，DXMOVBUFFER，AL ;保存數(shù)據(jù)到BUFFER

119方法二：中斷法當接口中的數(shù)據(jù)有效時，會產(chǎn)生STB脈沖信號，該信號可作為中斷請求信號，通過8259A向CPU發(fā)送中斷請求。一旦有數(shù)據(jù)到來，觸發(fā)中斷，進入中斷服務程序ISR。CPU在ISR中讀取數(shù)據(jù)端口的內(nèi)容。當沒有數(shù)據(jù)到來時(STB信號不觸發(fā)中斷)，CPU可運行其它程序。120假設條件：STB信號連接到8259A的IR3端。8259A的端口地址為20H~21H，其IR0~IR7中斷類型號為08H~0FH。中斷服務子程序名為P1。未發(fā)生中斷時，CPU執(zhí)行其它程序。其它程序假設用CX+1的來模擬。121硬件電路設計122軟件程序設計關中斷開中斷123DATASEGMENT;定義數(shù)據(jù)段就是數(shù)據(jù)存放的地方 BUFFERDB？DATAENDSCODESEGMENT;定義代碼段當然就是要執(zhí)行的程序代碼了 ASSUMECS：CODE，DS：DATA;assumeds:data這是指明了ds（數(shù)據(jù)段寄存器）和data段的對應關系START：

MOV AX，DATA ；數(shù)據(jù)段段地址MOV DS，AX

PUSHDSCLI ；關中斷MOVAL，00010011B；ICW1:邊沿觸發(fā),單片,要ICW4OUT20H，ALMOVAL，08H ；ICW2:中斷類型號前5位OUT21H，AL主程序設計124MOVAL，00000001B ；ICW4:普通全嵌套,非緩沖OUT21H，AL ；非自動中斷結束

MOVAX，0 ；設置中斷向量表段基址為0MOVDS，AXMOVAX，OFFSETP1 MOV[002CH]，AX ；IR3中斷類型號為0BH，2CH？MOVAX，SEGP1 MOV[002EH]，AX POPDSSTI ；開中斷L1：INCCXJMPL1125P1PROC ；中斷服務子程序PUSHCX ；保護現(xiàn)場STI ；開中斷MOVDX，200H ；讀數(shù)據(jù)端口IN AL，DXMOVBUFFER，AL ；保存數(shù)據(jù)CLI ；關中斷