微型計(jì)算機(jī)的中斷系統(tǒng)

微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用

——第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A1第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A8.1中斷的概念及處理過(guò)程8.28086中斷系統(tǒng)8.3中斷控制器8259A2第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A中斷的概念及處理過(guò)程8086中斷系統(tǒng)中斷控制器8259A3第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程什么是中斷？

在CPU執(zhí)行程序的過(guò)程中，由于某種突發(fā)事件的發(fā)生，強(qiáng)迫CPU暫時(shí)停止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)向?qū)υ撏话l(fā)事件進(jìn)行處理，對(duì)這個(gè)事件處理結(jié)束后又能回到原中止的程序,接著中止前的狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序，這一個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為中斷。把引起中斷的原因或觸發(fā)中斷請(qǐng)求的來(lái)源稱(chēng)為中斷源。4第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程中斷請(qǐng)求信號(hào)的產(chǎn)生

中斷方式提高了CPU的工作效率，但是它同時(shí)也提高了系統(tǒng)的硬件開(kāi)銷(xiāo)。因?yàn)橄到y(tǒng)需增加含有中斷功能接口電路，用來(lái)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)。以輸入方式為例，接口電路如圖所示。

外設(shè)發(fā)STB→數(shù)據(jù)入鎖存器，中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置1→若沒(méi)有屏蔽則產(chǎn)生INTR→CPU滿(mǎn)足條件(允許中斷；指令執(zhí)行完)發(fā)→(進(jìn)入中斷服務(wù)子程序)讀數(shù)據(jù)，發(fā)，和地址→清中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，數(shù)據(jù)送D0～D7。

5第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程中斷優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)（1）如果有多個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的中斷源同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU應(yīng)當(dāng)先響應(yīng)最高優(yōu)先級(jí)的中斷源。（2）如果CPU正在對(duì)某一中斷源服務(wù)時(shí)，比它優(yōu)先級(jí)更高的中斷源提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU能夠暫停正在執(zhí)行的中斷服務(wù)程序轉(zhuǎn)向?qū)?yōu)先級(jí)高的中斷源進(jìn)行服務(wù)，當(dāng)服務(wù)結(jié)束后再返回原優(yōu)先級(jí)較低的中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷嵌套正在運(yùn)行的中斷處理程序，被優(yōu)先級(jí)高的中斷源中斷，從而轉(zhuǎn)入新的中斷處理程序，當(dāng)新的中斷處理程序執(zhí)行完再回到原來(lái)的中斷處理程序，這一現(xiàn)象稱(chēng)為中斷嵌套。6第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程中斷優(yōu)先級(jí)

當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)設(shè)備提出中斷請(qǐng)求時(shí)，就有一個(gè)該響應(yīng)誰(shuí)的問(wèn)題，也就是一個(gè)優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題，解決優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題一般可有三種方法：軟件查詢(xún)法、簡(jiǎn)單硬件方法及專(zhuān)用硬件方法。

軟件查詢(xún)方法

只需有簡(jiǎn)單的硬件電路，如將A、

B、C三臺(tái)設(shè)備的中斷請(qǐng)求信號(hào)“或”

后作為系統(tǒng)INTR，這時(shí)，A、B、C

三臺(tái)設(shè)備中只要至少有一臺(tái)設(shè)備提

出中斷請(qǐng)求，都可以向CPU發(fā)中斷

請(qǐng)求。進(jìn)入中斷服務(wù)子程序后，再

用軟件查詢(xún)的方式分別對(duì)不同的設(shè)

備的服務(wù)，查詢(xún)程序的設(shè)計(jì)思想同

查詢(xún)式，查詢(xún)的前后順序就給出了

設(shè)備的優(yōu)先級(jí)。

7第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程中斷優(yōu)先級(jí)——簡(jiǎn)單硬件方法將所有的設(shè)備連成一條鏈，靠近CPU的設(shè)備優(yōu)先級(jí)最高，越遠(yuǎn)的設(shè)備優(yōu)先級(jí)別越低，則發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)，若級(jí)別高的設(shè)備發(fā)出了中斷請(qǐng)求，在它接到中斷響應(yīng)信號(hào)的同時(shí)，封鎖其后的較低級(jí)設(shè)備使得它們的中斷請(qǐng)求不能響應(yīng)，只有等它的中斷服務(wù)結(jié)束以后才開(kāi)放，允許為低級(jí)的設(shè)備服務(wù)。

8第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程中斷優(yōu)先級(jí)——專(zhuān)用硬件方法

采用可編程的中斷控制器芯片，如Intel8259A。9第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程中斷過(guò)程

是指中斷請(qǐng)求、中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回這四個(gè)過(guò)程。中段請(qǐng)求、中斷響應(yīng)由硬件完成，中斷處理、中斷返回由軟件完成。

中斷請(qǐng)求

1）外部設(shè)備發(fā)中斷請(qǐng)求的條件：當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備就緒或本身工作已經(jīng)完成時(shí)，才向CPU提出中斷請(qǐng)求。

2）外部設(shè)備中斷請(qǐng)求的標(biāo)志：當(dāng)外設(shè)要求和CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，將中斷請(qǐng)求信號(hào)送往中斷請(qǐng)求觸發(fā)器或中斷控制器，經(jīng)它們處理后，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。中斷響應(yīng)

如果CPU處于開(kāi)中斷狀態(tài)，經(jīng)判優(yōu)后響應(yīng)其中最高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求，關(guān)中斷，將斷點(diǎn)壓入堆棧中（有的微機(jī)還將程序狀態(tài)字和相關(guān)寄存器的內(nèi)容壓入堆棧）保存，以備返回原程序，緊接著將相應(yīng)的中斷處理程序入口地址或中斷向量送CPU，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。10第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程中斷過(guò)程

中斷處理

保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。將在中斷處理程序中使用的有關(guān)寄存器的內(nèi)容壓入堆棧保護(hù)起來(lái)。在現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)的過(guò)程中，絕對(duì)不允許被中斷(應(yīng)禁止中斷),否則現(xiàn)場(chǎng)將被破壞。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)好后應(yīng)開(kāi)中斷。

中斷服務(wù)。即該中斷所要執(zhí)行的具體指令內(nèi)容。

恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)中斷服務(wù)結(jié)束后，應(yīng)用中斷結(jié)束命令清除中斷標(biāo)志，立即關(guān)中斷，以保證恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程不受干擾?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)就是把原來(lái)壓入堆棧的有關(guān)寄存器的內(nèi)容彈出。現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)后應(yīng)開(kāi)中斷，以便CPU響應(yīng)更高級(jí)的中斷請(qǐng)求。中斷返回將壓入的斷點(diǎn)地址彈出，保證被中斷的程序按原來(lái)狀態(tài)執(zhí)行下去。11第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——概念及處理過(guò)程中斷過(guò)程

中斷處理和中斷返回中的所有內(nèi)容，也叫做中斷服務(wù)程序。即：12第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A中斷的概念及處理過(guò)程8086中斷系統(tǒng)中斷控制器8259A13第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷分類(lèi)及中斷類(lèi)型碼

中斷源可以分為兩大類(lèi)，即外部(硬件)中斷和內(nèi)部(軟件)中斷。硬件中斷：即通過(guò)外部的硬件產(chǎn)生的中斷，如打印機(jī)、鍵盤(pán)等。硬件中斷又可分為：可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷。不可屏蔽中斷：由NMI引腳引入，它不受中斷允許標(biāo)志的影響，每個(gè)系統(tǒng)中僅允許有一個(gè)，都是用來(lái)處理緊急情況的，如掉電處理。這種中斷一旦發(fā)生，系統(tǒng)會(huì)立即響應(yīng)?？善帘沃袛啵河蒊NTR引腳引入，它受中斷允許標(biāo)志的影響，也就是說(shuō)，只有當(dāng)IF＝1時(shí)，可屏蔽中斷才能進(jìn)入，反之則不允許進(jìn)入，可屏蔽中斷可有多個(gè)，一般是通過(guò)優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，從多個(gè)中斷源中選出一個(gè)進(jìn)行處理。軟件中斷：即根據(jù)某條指令或者對(duì)標(biāo)志寄存器中某個(gè)標(biāo)志的設(shè)置而產(chǎn)生，它與硬件電路無(wú)關(guān)，常見(jiàn)的如除數(shù)為0，或用INTn指令產(chǎn)生。14第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷分類(lèi)及中斷類(lèi)型碼

8086/8088系統(tǒng)最多可處理256級(jí)不同類(lèi)型的中斷。15第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷分類(lèi)及中斷類(lèi)型碼

16第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷分類(lèi)及中斷類(lèi)型碼

中斷類(lèi)型碼：8086為每個(gè)中斷源分配了一個(gè)中斷類(lèi)型碼，其取值范圍為0～255，即可處理256種中斷。其中包括軟件中斷，系統(tǒng)占用的中斷以及開(kāi)放給用戶(hù)使用的中斷。中斷類(lèi)型碼或者包含在指令中，或者預(yù)先規(guī)定；所有內(nèi)部中斷和NMI中斷都不執(zhí)行INTA總線(xiàn)周期；除單步中斷外，任何內(nèi)部中斷都無(wú)法禁止且都比外部中斷優(yōu)先級(jí)高；

中斷優(yōu)先級(jí)內(nèi)中斷（除法錯(cuò)，INTO，INT）最高

最低非屏蔽中斷NMI可屏蔽中斷INTR單步中斷17第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷向量和中斷向量表中斷向量：把各個(gè)中斷服務(wù)子程序的入口都稱(chēng)為一個(gè)中斷向量；中斷向量表：將這些中斷向量按一定的規(guī)律排列成一個(gè)表，就是所謂的中斷向量表，當(dāng)中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，即可查找該表，找出其中斷向量，就可轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。向量表地址：中斷向量在中斷向量表中的位置。8086中斷系統(tǒng)中的中斷向量表是位于0段的0～3FFFH的存貯區(qū)內(nèi)，每個(gè)中斷向量占四個(gè)單元，其中前兩個(gè)單元存放中斷處理子程序的入口地址的偏移量(IP)，低位在前，高位在后；后兩個(gè)單元存放中斷處理子程序入口地址的段地址(CS)，也是低位在前，高位在后，整個(gè)中斷向量的排列是按中斷類(lèi)型號(hào)進(jìn)行的。18第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷向量和中斷向量表0000H0004H0008H000CH0014H0080H03FFHIP偏移地址CS段基地址IP偏移地址CS段基地址IP偏移地址CS段基地址······中斷類(lèi)型碼0（除法錯(cuò)）中斷類(lèi)型碼1（單步中斷）中斷類(lèi)型碼2（NMI中斷）中斷類(lèi)型碼3（斷點(diǎn)中斷）中斷類(lèi)型碼4（溢出中斷）中斷類(lèi)型碼5（保留）系統(tǒng)保留中斷用戶(hù)自定義中斷19第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷向量和中斷向量表00H～04H----系統(tǒng)專(zhuān)用10H～1FH----BIOS用40H～FFH----用戶(hù)用08H～0FH----硬件中斷20H～3FH----DOS用20第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷響應(yīng)過(guò)程與時(shí)序21第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——8086的中斷系統(tǒng)中斷響應(yīng)過(guò)程與時(shí)序22第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A中斷的概念及處理過(guò)程8086中斷系統(tǒng)中斷控制器8259A23第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A性能概述1.具有8級(jí)中斷優(yōu)先控制，通過(guò)級(jí)連可以擴(kuò)展至64級(jí)優(yōu)先權(quán)控制；2.每一級(jí)中斷都可以通過(guò)初始設(shè)置為允許或屏蔽狀態(tài)；3.8259A的工作方式，可以通過(guò)編程進(jìn)行設(shè)置，使用非常靈活；4.8259A采用NMOS制造工藝，只需要單一的+5V電源。24第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理25第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理數(shù)據(jù)總線(xiàn)緩沖器：它是8259A與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)的接口，是8位雙向三態(tài)緩沖器。CPU與8259A之間的控制命令信息、狀態(tài)信息以及中斷類(lèi)型信息，都是通過(guò)該緩沖器傳送的。讀/寫(xiě)控制邏輯：CPU通過(guò)它實(shí)現(xiàn)對(duì)8259A的讀/寫(xiě)操作。級(jí)連緩沖器：用以實(shí)現(xiàn)8259A芯片之間的級(jí)連，使得中斷源可以由8級(jí)擴(kuò)展至64級(jí)?？刂七壿嬰娐罚簩?duì)整個(gè)芯片內(nèi)部各部件的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。中斷請(qǐng)求寄存器IRR：8位，用以分別保存8個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，當(dāng)相應(yīng)的中斷請(qǐng)求輸入引腳有中斷請(qǐng)求時(shí)，該寄存器的相應(yīng)位置1。中斷屏蔽寄存器IMR：8位，相應(yīng)位用以對(duì)8個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行屏蔽控制。當(dāng)其中某位置”0”時(shí)，則相應(yīng)的中斷請(qǐng)求可以向CPU提出；否則，相應(yīng)的中斷請(qǐng)求被屏蔽，即不允許向CPU提出中斷請(qǐng)求。該寄存器的內(nèi)容為8259A的操作命令字OCW1，可以由程序設(shè)置或改變。中斷服務(wù)寄存器ISR：

8位，當(dāng)CPU正在處理某個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求時(shí)，ISR寄存器中的相應(yīng)位置1。優(yōu)先級(jí)比較器PR：用以比較正在處理的中斷和剛剛進(jìn)入的中斷請(qǐng)求之間的優(yōu)先級(jí)別，以決定是否產(chǎn)生多重中斷或中斷嵌套。

26第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的外部引腳27第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的外部引腳D7-D0：雙向數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，用以與CPU進(jìn)行信息交換。IR7-IR0：8級(jí)中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳。INT：中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出引腳，高電平有效，用以向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求，應(yīng)接在CPU的INTR輸入端。INTA#：中斷響應(yīng)應(yīng)答信號(hào)輸入引腳，低電平有效，接在CPU的中斷應(yīng)答信號(hào)輸出端。RD#、WR#：讀/寫(xiě)控制信號(hào)輸入引腳，低電平有效，實(shí)現(xiàn)對(duì)8259A內(nèi)部有關(guān)寄存器內(nèi)容的讀操作。CS#：片選信號(hào)輸入引腳，低電平有效，決定了8259A的端口地址范圍。A0：8259A兩組內(nèi)部寄存器的選擇信號(hào)輸入引腳，決定8259A的端口地址。CAS2-CAS0：級(jí)連信號(hào)引腳，當(dāng)8259A為主片時(shí)，為輸出；否則為輸入，與信號(hào)配合，實(shí)現(xiàn)芯片的級(jí)連，這三個(gè)引腳信號(hào)的不同組合000～111，剛好對(duì)應(yīng)于8個(gè)從片。SP#/EN#：為級(jí)連管理信號(hào)輸入引腳，在非緩沖方式下，若8259A在系統(tǒng)中作從片使用，則SP=1；否則SP=0；在緩沖方式下，用作8259A外部數(shù)據(jù)總線(xiàn)緩沖器的啟動(dòng)信號(hào)。+5V、GND：電源和接地引腳。28第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作過(guò)程當(dāng)有一條或若干條中斷請(qǐng)求輸入（IR7-IR0）有效時(shí)，則使中斷請(qǐng)求寄存器的IRR的相應(yīng)位置位。若CPU處于開(kāi)中斷狀態(tài)，則在當(dāng)前指令執(zhí)行完之后，響應(yīng)中斷，并且發(fā)應(yīng)答信號(hào)（兩個(gè)連續(xù)的INTA#負(fù)脈沖）。第一個(gè)INTA#負(fù)脈沖到達(dá)時(shí)，IRR的鎖存功能失效，對(duì)于IR7-IR0上發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求信號(hào)不予理睬。使中斷服務(wù)寄存器ISR的相應(yīng)位置1，以便為中斷優(yōu)先級(jí)比較器的工作做好準(zhǔn)備。使中斷請(qǐng)求寄存器的相應(yīng)位復(fù)位，即清除中斷請(qǐng)求。第二個(gè)INTA#負(fù)脈沖到達(dá)時(shí)，將中斷類(lèi)型寄存器中的內(nèi)容ICW2，送到數(shù)據(jù)總線(xiàn)的D7-D0上，CPU以此作為相應(yīng)中斷的類(lèi)型碼。若ICW4中的中斷結(jié)束位為1，那么，第二個(gè)INTA#負(fù)脈沖結(jié)束時(shí)，8259A將ISR寄存器的相應(yīng)位清零。否則，直至中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢，才能通過(guò)輸出操作命令字EOI，使該位復(fù)位。29第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式優(yōu)先權(quán)的管理方式中斷源的屏蔽方式結(jié)束中斷處理的方式系統(tǒng)總線(xiàn)的連接方式

引入中斷的請(qǐng)求方式30第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式優(yōu)先權(quán)的管理方式中斷源的屏蔽方式結(jié)束中斷處理的方式系統(tǒng)總線(xiàn)的連接方式

引入中斷的請(qǐng)求方式31第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式——優(yōu)先權(quán)的管理方式1.全嵌套方式這是8259A默認(rèn)的優(yōu)先權(quán)設(shè)置方式，在全嵌套方式下，8259A所管理的8級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)是固定不變的，其中IR0的中斷優(yōu)先級(jí)最高，IR7的中斷優(yōu)先級(jí)最低。CPU響應(yīng)中斷后，請(qǐng)求中斷的中斷源中，優(yōu)先級(jí)最高的中斷源，在中斷服務(wù)寄存器ISR中的相應(yīng)位置位，而且把它的中斷矢量送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)，在此中斷源的中斷服務(wù)完成之前，與它同級(jí)或優(yōu)先級(jí)低的中斷源的中斷請(qǐng)求被屏蔽，只有優(yōu)先級(jí)比它高的中斷源的中斷請(qǐng)求才是運(yùn)算的，從而出現(xiàn)中斷嵌套。2.特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式與全嵌套方式基本相同，所不同的是，當(dāng)CPU處理某一級(jí)中斷時(shí)，如果有同級(jí)中斷請(qǐng)求，那么CPU也會(huì)作出響應(yīng)，從而形成了對(duì)同一級(jí)中斷的特殊嵌套。特殊全嵌套方式通常應(yīng)用在有8259A級(jí)連的系統(tǒng)中，在這種情況下，對(duì)主8259A編程時(shí)，通常使它工作在特殊全嵌套方式下。這樣，一方面，CPU對(duì)于優(yōu)先級(jí)別較高的主片的中斷輸入是允許的，另一方面，CPU對(duì)于來(lái)自同一從片的優(yōu)先級(jí)別較高（但對(duì)于主片來(lái)講，優(yōu)先級(jí)別是相同的）的中斷也是允許、能夠響應(yīng)的。

32第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式——優(yōu)先權(quán)的管理方式3.優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)方式

在實(shí)際應(yīng)用中，中斷源優(yōu)先級(jí)的情況是比較復(fù)雜的，要求8級(jí)中斷的優(yōu)先級(jí)在系統(tǒng)工作過(guò)程中，可以動(dòng)態(tài)改變。即一個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求被響應(yīng)之后，其優(yōu)先級(jí)自動(dòng)降為最低。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，8級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)默認(rèn)為IR0—IR7，這時(shí)，剛好IR4發(fā)出了中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)之后，若8259A工作在優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)方式下，則中斷優(yōu)先級(jí)自動(dòng)變?yōu)镮R5、IR6、IR7、IR0、IR1、IR2、IR3、IR4。優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式

優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式與自動(dòng)循環(huán)方式相比，只有一點(diǎn)不同，即初始化的優(yōu)先級(jí)是由程序控制的，而不是默認(rèn)的IR0—IR7。

33第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式優(yōu)先權(quán)的管理方式中斷源的屏蔽方式結(jié)束中斷處理的方式系統(tǒng)總線(xiàn)的連接方式

引入中斷的請(qǐng)求方式34第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式——中斷源的屏蔽方式1.普通屏蔽方式8259A的每個(gè)中斷請(qǐng)求輸入，都要受到屏蔽寄存器中相應(yīng)位的控制。若相應(yīng)位為“1”，則中斷請(qǐng)求不能送CPU。屏蔽是通過(guò)對(duì)屏蔽寄存器IMR的編程（操作命令字OCW1），來(lái)加以設(shè)置和改變的。2.特殊屏蔽方式有些場(chǎng)合下，希望一個(gè)中斷服務(wù)程序的運(yùn)行過(guò)程中，能動(dòng)態(tài)地改變系統(tǒng)中的中斷優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)，即在中斷處理的一部分，禁止低級(jí)中斷，而在中斷處理的另一部分，又能夠允許低級(jí)中斷，于是引入了對(duì)中斷的特殊屏蔽方式。設(shè)置了特殊屏蔽方式后，用OCW1對(duì)屏蔽寄存器中的某一位復(fù)位時(shí)，同時(shí)也會(huì)使中斷服務(wù)寄存器ISR中的相應(yīng)位復(fù)位，這樣就不只屏蔽了正在處理的等級(jí)中斷，而且真正開(kāi)放了其它優(yōu)先級(jí)別較低的中斷請(qǐng)求。特殊屏蔽是在中斷處理程序中使用的，用了這種方式之后，盡管系統(tǒng)正在處理高級(jí)中斷，但對(duì)外界來(lái)講，只有同級(jí)中斷被屏蔽，而允許其它任何級(jí)別的中斷請(qǐng)求。

35第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式優(yōu)先權(quán)的管理方式中斷源的屏蔽方式結(jié)束中斷處理的方式系統(tǒng)總線(xiàn)的連接方式引入中斷的請(qǐng)求方式

36第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式——結(jié)束中斷的處理方式1.中斷自動(dòng)結(jié)束方式這種方式僅適用于只有單片8259A的場(chǎng)合，在這種方式下，系統(tǒng)一旦響應(yīng)中斷，那么CPU在發(fā)第二個(gè)INTA#脈沖時(shí)，就會(huì)使中斷響應(yīng)寄存器ISR中相應(yīng)位復(fù)位，這樣一來(lái)，雖然系統(tǒng)在進(jìn)行中斷處理，但對(duì)于8259A來(lái)講，ISR沒(méi)有相應(yīng)的指示，就象中斷處理結(jié)束，返回主程序之后一樣。CPU可以再次響應(yīng)任何級(jí)別的中斷請(qǐng)求。2.一般的中斷結(jié)束方式一般的中斷結(jié)束方式適用用在全嵌套的情況下，當(dāng)CPU用輸出指令向8259A發(fā)一般中斷結(jié)束命令OCW2時(shí)，8259A才會(huì)使中斷響應(yīng)寄存器ISR中優(yōu)先級(jí)別最高的位復(fù)位。3.特殊的中斷結(jié)束方式在特殊全嵌套模式下，系統(tǒng)無(wú)法確定哪一級(jí)中斷為最后相應(yīng)和處理的中斷，也就是說(shuō)，CPU無(wú)法確定當(dāng)前所處理的是哪級(jí)中斷，這時(shí)就要采用特殊的中斷結(jié)束方式。特殊的中斷結(jié)束方式是指在CPU結(jié)束中斷處理之后，向8259A發(fā)送一個(gè)特殊的EOI中斷結(jié)束命令，這個(gè)特殊的中斷結(jié)束EOI命令，明確指出了中斷響應(yīng)寄存器ISR中需要復(fù)位的位。37第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式優(yōu)先權(quán)的管理方式中斷源的屏蔽方式結(jié)束中斷處理的方式系統(tǒng)總線(xiàn)的連接方式

引入中斷的請(qǐng)求方式38第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式——系統(tǒng)總線(xiàn)的連接方式1.緩沖方式在多片8259A級(jí)連的大系統(tǒng)中，8259A通過(guò)外部總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連，這就是緩沖方式。在緩沖方式下，8259的輸出信號(hào)作為緩沖器的啟動(dòng)信號(hào)，用來(lái)啟動(dòng)總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器，在8259A與CPU之間進(jìn)行信息交換。2.非緩沖方式當(dāng)系統(tǒng)中只有一片或幾片8259A芯片時(shí)，可以將數(shù)據(jù)總線(xiàn)直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連，這時(shí)8259A處于非緩沖方式下。在這種方式下，8259A的作為輸入端設(shè)置，主片應(yīng)接高電平，從片應(yīng)接低電平。39第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式優(yōu)先權(quán)的管理方式中斷源的屏蔽方式結(jié)束中斷處理的方式系統(tǒng)總線(xiàn)的連接方式

引入中斷的請(qǐng)求方式40第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的工作方式——引入中斷請(qǐng)求的方式1.邊沿觸發(fā)方式8259A將中斷請(qǐng)求輸入端出現(xiàn)的上升沿，作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，上升沿后相應(yīng)引腳，可以一直保持高電平。2.電平觸發(fā)方式8259A將中斷請(qǐng)求輸入端出現(xiàn)的高電平作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，在這種方式下，必須注意：中斷響應(yīng)之后，高電平必須及時(shí)撤除，否則，在CPU響應(yīng)中斷，開(kāi)中斷之后，會(huì)引起第二次不應(yīng)該有的中斷。3.中斷查詢(xún)方式當(dāng)系統(tǒng)中的中斷源很多，超過(guò)64個(gè)時(shí)，則可以使8259A工作在查詢(xún)方式下，中斷查詢(xún)方式的特點(diǎn)是：a.中斷源仍往8259A發(fā)中斷請(qǐng)求，但8259A卻不使用INT信號(hào)向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)。b.CPU內(nèi)部的中斷允許標(biāo)志復(fù)位，所以CPU對(duì)INT引腳上出現(xiàn)的中斷請(qǐng)求呈禁止?fàn)顟B(tài)。c.CPU用軟件查詢(xún)的方法來(lái)確定中斷源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的中斷服務(wù)，可見(jiàn)，中斷查詢(xún)方式，既有中斷的特點(diǎn)，又有查詢(xún)的特點(diǎn)，從外設(shè)的角度來(lái)看，是靠中斷的方式來(lái)請(qǐng)求服務(wù)，但從CPU的角度來(lái)看，是用查詢(xún)方式來(lái)確定發(fā)中斷請(qǐng)求的中斷源。41第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字

8259A的命令字有兩種。一種是初始化命令字(ICW)，在8259A啟動(dòng)之前寫(xiě)入，使其處于預(yù)定的初始狀態(tài)。另一種是操作命令字(OCW)，使處于初始狀態(tài)的8259去執(zhí)行具體的某種操作方式。操作命令字可在8259初始化后的任何時(shí)刻寫(xiě)入。

42第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字1.初始化命令字1）ICW1：芯片控制初始化命令字,在A(yíng)0=0,D4=1時(shí)寫(xiě)入。

1：需ICW4

0：不需ICW41：?jiǎn)?259A0：多片8259A1：間隔為40：間隔為81：電平觸發(fā)0：邊沿觸發(fā)任意值X1LTIMAXSNGLIC4X

A0D7D6D5D4D3D2D1D00ICW1標(biāo)志43第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字1.初始化命令字2）ICW2：設(shè)置中斷向量碼初始化命令字。

T5T4T30T600T7

A0D7D6D5D4D3D2D1D0144第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字1.初始化命令字3）ICW3：主片/從片初始化命令字。

000ID20ID1ID00

A0D7D6D5D4D3D2D1D01三位編碼對(duì)應(yīng)從片接主控片的IR編號(hào)從屬片ICW3

A0D7D6D5D4D3D2D1D011：相應(yīng)IR端接從片0：未接從片主控片ICW345第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字1.初始化命令字4）ICW4：方式控制字初始化命令字。ICW4用來(lái)設(shè)定8259A的工作模式。

1：86/88模式0：80/85模式1：自動(dòng)EOI0：非自動(dòng)結(jié)束0X：非緩沖方法10：緩沖方式/從屬片11：緩沖方式/主控片1：特殊完全嵌套方式0：一般完全嵌套方式0SFNMBUFM/S0AEOIPM0

A0D7D6D5D4D3D2D1D01ICW4標(biāo)識(shí)碼46第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字

47第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字2.操作命令字1）OCW1：中斷屏蔽操作命令字，在A(yíng)0=1時(shí)寫(xiě)入到中斷屏蔽寄存器IMR中，當(dāng)某一位為1時(shí)，就屏蔽與之相應(yīng)的IR輸入。

M5

M4

M3

M2

M6

M1

M0

M7

A0D7D6D5D4D3D2D1D0

148第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字2.操作命令字2）OCW2：優(yōu)先循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式操作字。其中R是優(yōu)先級(jí)循環(huán)控制位，R=1為循環(huán)優(yōu)先級(jí)，R=0為固定優(yōu)先級(jí)。

ISRi(IRi)序號(hào)0不設(shè)EIO命令1EIO命令EOI00L2SLL1L0R

A0D7D6D5D4D3D2D1D00OCW2標(biāo)志

SL=0時(shí)，L2-L0無(wú)效SL=1時(shí)，L2-L0有效0非設(shè)循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式1循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式49第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的控制字2.操作命令字3）OCW3：特殊屏蔽方式和查詢(xún)方式操作字。OCW3的功能有三個(gè)方面：一是設(shè)置和撤消特殊屏蔽方式，二是設(shè)置中斷查詢(xún)方式，三是用來(lái)設(shè)置對(duì)8259A內(nèi)部的寄存器的讀出命令。在A(yíng)0=0，D4D3=01時(shí)寫(xiě)入OCW3。

0×：無(wú)效10：可讀IRR11：可讀ISR1：允許查詢(xún)0：不查詢(xún)0×：無(wú)效10：復(fù)位特殊屏蔽11：設(shè)置特殊屏蔽SMM01PESMMRRRIS0

A0D7D6D5D4D3D2D1D00OCW3標(biāo)志50第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程——8259A的級(jí)聯(lián)51第8章：中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A——中斷控制器8059A8259A的編程

[例7-1]