微机原理与接口技术实用教程07.ppt

第7章中断系统 2020 1 18 微机原理 2 本章要点 中断的基本概念 8086 8088的中断系统 可编程中断控制器8259A 小型案例实训 8259A的应用 2020 1 18 微机原理 3 7 1中断基本概念 一 中断和中断源 2020 1 18 微机原理 4 7 1中断基本概念 中断CPU接到请求 暂停正在执行的程序而转向请求的处理程序 处理结束后又回到被中止的程序继续执行 这一过程称中断 中断源的分类 内部中断 由处理器内部产生的中断 外部中断 外部设备在中断申请引脚上产生的中断 可屏蔽中断与不可屏蔽中断可屏蔽中断 能被处理器屏蔽掉而不被响应的中断 INTR 不可屏蔽中断 不能被处理器屏蔽掉的中断 NMI 二 中断的处理过程 2020 1 18 微机原理 5 7 1中断基本概念 中断请求在INTR上外设给出高电平 1 持续到被CPU响应 2 CPU响应后及时撤消 中断承认 中断响应的条件 满足下列条件进入中断响应周期 a INTR有中断请求 b IF 1开中断 c 无RESET HOLD和NMI或更高级的中断 d 一条指令执行结束 中断响应 2020 1 18 微机原理 6 7 1中断基本概念 1 关中断 CPU硬件自动清IF 关中断 禁止其它中断 2 断点保护 CPU硬件自动将PSW CS IP依次压栈 以便中断结束能够返回断点 3 中断源识别 1 软件查询 软件做 2 中断向量表 硬件自动做 软件查询方法 CPU收到INTR 读入D0 D7 测试哪一位 确定中断源 对其中断服务 2020 1 18 微机原理 7 7 1中断基本概念 中断响应 1 保护现场 断点保护未保护的 主程序用的 中断服务也用的寄存器 堆栈 2 开中断 指令STI 采用软件查询方法的中断源识别 3 中断服务 对中断事件的处理 4 关中断 指令CTI 5 现场恢复 保护现场的逆过程 堆栈 寄存器 6 开中断 指令STI 允许新的中断 7 中断返回 指令IRET 从堆栈中依次弹出IP CS PSW 返回原断点处 断点保护逆过程 2020 1 18 微机原理 8 7 1中断基本概念 多个中断源同时请求中断 先响应中断优先级高的中断优先级根据各中断源的重要性确定其响应的优先次序 中断优先级控制原则 1 多个同时请求 先响应高优先级 再响应低优先级 2 当CPU执行某中断服务程序时 出现新的高优先 级请求中断 则 暂停低 处理高 高服务结束 返回低 继续低服务 三 中断优先级及中断嵌套 2020 1 18 微机原理 9 7 28086 8088的中断系统 一 中断源 2020 1 18 微机原理 10 7 28086 8088的中断系统 二 8086 8088中断优先级除法错 INTn INTO优先级最高NMI次之INTR较低单步最低 三 中断源识别方法 中断向量法 中断类型码每一中断都有一个表示中断源编号的8位二进制数称中断类型码 号 从0 255 共256个 2020 1 18 微机原理 11 7 28086 8088的中断系统 中断向量每一中断类型码对应一个中断向量 该中断向量指明了该类型码所对应的中断服务程序的入口地址中断向量表8086 8088系统将内存前1024个单元作为中断向量表 存放256个中断向量 每一中断向量占4个单元 前二字节是中断服务程序入口地址的偏移地址 后二字节是段地址 中断向量表地址 4 中断类型码n 中断向量表的中断源识别方法 1 CPU收到中断请求 获取中断类型码 查中断向量表 得到该中断源的中断服务子程序入口地址 转向服务子程序进行中断服务 2020 1 18 微机原理 12 7 28086 8088的中断系统 2 查表方法 中断类型码n 4 左移2位 得到表地址 从表地址所指单元连续取4个字节数据得到IP CS 该CS IP即为该中断源的中断服务子程序入口地址 四 中断响应过程 不可屏蔽中断NMI 1 上升沿提出中断请求 2 不受IF 0的影响 3 不要中断响应总线周期 自动进入中断类型2 4 其它同INTR 内部中断 1 中断类型号或是指令码给出 或由硬件决定 都不要中断响应总线周期 2 不受IF控制 但单步中断受TF控制 3 其它同INTR 但要考虑优先级 2020 1 18 微机原理 13 7 28086 8088的中断系统 五 中断与中断返回指令中断指令INTO测试OF 若OF 1执行中断 否则不操作 INTn执行中断类型号为n的中断 n 00H FFH 1 断点保护 SP 2 SP PSW SP 1 SP 清PSW的IF与TF SP 2 SP CS SP 1 SP SP 2 SP IP SP 1 SP 2 中断源识别与跳转 n 4 1 n 4 IP n 4 3 n 4 2 CS 程序将自动跳转到CS IP处执行该中断服务子程序中断返回指令 IRET执行中断返回时 CPU自动做恢复断点 SP 1 SP IP SP 2 SP SP 1 SP CS SP 2 SP SP 1 SP PSW SP 2 SP 2020 1 18 微机原理 14 7 3可编程中断控制器8259A 一 外部引线和内部结构 引脚 D0 D7 双向数据线 WR RD 写读控制信号 CS片选A0 地址线 选择内部寄存器INT 中断请求输出 INTA 中断响应输入线IR0 IR7 是外接中断源输入线 CAS0 CAS2 级联时用 SP EN 作输入是 SP 控制8259作主片或从片 1主0从 用作输出是 EN 控制三态门 大系统中用 2020 1 18 微机原理 15 7 3可编程中断控制器8259A 结构框图中断请求寄存器IRR 存放IR0 IR7中断请求服务寄存器ISR 存放IR0 IR7中正在服务的源中断屏蔽寄存器IMR interruptmask 4个8位初始化命令字ICW3个8位操作命令字OCW 2020 1 18 微机原理 16 7 3可编程中断控制器8259A 二 中断处理过程 1 中断外设在IR0 IR7上产生n条中断请求 8259 8259将相应的IRR位置1 2 IRR中断请求 设定的IMR屏蔽 优先级分析器 最高优先级的请求送到INT CPU 3 CPU收到INT响应 发送连续二个总线周期的 INTA 8259在第一个 INTA 该中断源对应的IRR位复位 ISR位置位 从而禁止较低优先级的中断 4 8259在第二个 INTA 送出8位的中断类型码 D0 D7 5 8259中断结束自动结束方式 第二个 INTA结束时ISR复位相应位 非自动方式 收到EOI命令才复位 以开放低级中断申请 6 CPU读取中断类型码 查中断向量表 转服务子程序 2020 1 18 微机原理 17 7 3可编程中断控制器8259A 三 中断优先级管理方式 优先级管理 1 固定优先级 完全嵌套排序方式 IR0 IR1 IR7 2 自动循环优先级 等优先级方式 优先级循环 刚服务过的最低 下一个变为最高 如5级刚服务过 6级变为最高 7级次之 3 特殊循环优先级 优先级循环 通过命令字指定最低优先级 屏蔽方式 1 一般屏蔽方式 一个中断请求被响应 8259禁止所有同级 低级的请求 2 特殊屏蔽方式 解除这种禁止 允许同级 低级的请求 即IRi被响应 ISR IMR设置的位对应的IR禁止请求 其他所有级别的IR允许请求 2020 1 18 微机原理 18 7 3可编程中断控制器8259A 中断结束方式 1 非自动EOI 软件发EOI命令字结束普通EOI 清除ISR中已置位的优先级最高的位 适用于固定优先级 自动循环优先级 特殊EOI 清除命令字指定的ISR位 适用于所有优先级方式 特别是特殊循环优先级 2 自动EOI 硬件自动EOICPU响应中断请求后 向8259发连续2个 INTA周期 在第二个 INTA结束时8259自动执行普通EOI的工作 复位ISRi 中断触发方式 1 电平触发方式 2 边沿触发方式 2020 1 18 微机原理 19 7 3可编程中断控制器8259A 四 初始化命令字ICW 初始化命令字ICW1 初始化命令字ICW2 2020 1 18 微机原理 20 7 3可编程中断控制器8259A 初始化命令字ICW3 2020 1 18 微机原理 21 7 3可编程中断控制器8259A 初始化命令字ICW4 初始化命令字的设置过程 2020 1 18 微机原理 22 7 3可编程中断控制器8259A 初始化命令字的设置过程 2020 1 18 微机原理 23 7 3可编程中断控制器8259A 五 操作命令字OCW 操作命令字OCW1 操作命令字OCW2 2020 1 18 微机原理 24 7 3可编程中断控制器8259A 2020 1 18 微机原理 25 7 3可编程中断控制器8259A 操作命令字OCW3 2020 1 18 微机原理 26 7 3可编程中断控制器8259A 六 8259寄存器的访问控制 8259的9个寄存器只占2个地址 只有A0地址线 如何区分 2020 1 18 微机原理 27 7 48259的应用 一 8259与系统总线的连接对于8259 可选A0 0是0FF00H A0 1是0FF02H 2020 1 18 微机原理 28 7 48259的应用 二 对8259的初始化SET59A MOVDX 0FF00H A0 0MOVAL 00010011B ICW1 D3 LTIM 0沿触发 D1 1单片 D0 1要ICW4OUTDX ALMOVDX 0FF02H A0 1MOVAL 00011000B ICW2 中断类型码IR0 IR7类型码18H 1FHOUTDX ALMOVAL 00000011B ICW4 8086 8088 自动EOI 非缓冲 正常全嵌套OUTDX AL 2020 1 18 微机原理 29 7 5小型案例分析 电子钟 利用20ms一次的定时中断服务程序 建立时 分 秒电子钟 1 编写20ms中断服务程序每次中断 20ms n1 n1 1 n1 50 中断返回 n1 50 second second 1 n1 0 second 60 中断返回 second 60 minute minute 1 second 0 minute 60 中断返回 minute 60 hour hour 1 minute 0 hour 24 中断返回 hour 24 hour 0 2020 1 18 微机原理 30 7 5小型案例分析 电子钟 中断服务子程序 CLOCKPROCFARPUSHAX 现场保护PUSHSIMOVAX SEGTIMER 中断服务MOVDS AXMOVSI OFFSETTIMERMOVAL SI INCAL n1 1MOV SI AL保存新n1CMPAL 50 1秒到 JNZTRNEDMOVAL 0 1秒到则n1 0MOV SI AL 2020 1 18 微机原理 31 7 5小型案例分析 电子钟 MOVAL SI 1 ADDAL 1 second 1DAAMOV SI 1 AL 保存新secondCMPAL 60H 一分钟到 JNZTRNEDMOVAL 0MOV SI 1 ALMOVAL SI 2 ADDAL 1DAAMOV SI 2 ALCMPAL 60H 一小时到 JNZTRNED 2020 1 18 微机原理 32 7 5小型案例分析 电子钟 MOVAL 0MOV SI 2 ALMOVAL SI 3 ADDAL 1DAAMOV SI 3 ALCMPAL 24H 24小时到 JNZTRNEDMOVAL 0MOV SI 3 ALTRNED POPSI 现场恢复POPAXSTI 开中断IRET 中断返回CLOCKENDP 2020 1 18 微机原理 33 7 5小型案例分析 电子