第五章中断系统

1、第五章,中断系统,中断的基本概念,8086/8088,的中断系统,可编程中断控制器,8259A,8259A,在微机系统中的应用,2020/4/5,退出,1,第一节,中断的基本概念,?,一,?,?,?,CPU,与外设之间的数据传送控制方式,(,即,I/O,控制方式,),，通常有以下三种：,程序控制方式,中断方式,DMA,方式,(Direct Memory Access),?,程序控制方式,：是在,CPU,的控制下，通过执行,程序指令进行的数据传送方式。又分为“无条,件传送”和“程序查询传送”两种方式。,长江大学地物学院,2,2020/4/5,程序控制方式,?,无条件传送方式：是在假定外围设备,(

2、Peripheral,Device),已经准备好的情况下，直接利用输入,/,输出指令,(,IN,指令，,OUT,指令,),与外围设备传送数据，而不去检测,外设的工作状态。,?,?,优点,：控制程序简单,缺点,：数据传送不可靠,?,程序查询方式,(,也称“条件传送”方式,),?,主要特点：,CPU,通过执行程序不断读取并检测外设的状态，只,有在外设确实已准备就绪的情况下，才进行数据传送；否则，,还要继续不断地查询外设的状态。,2020/4/5,长江大学地物学院,3,程序控制方式,?,查询式输入、输出程序流程图,读取状态信息,读取状态信息,否,是,准备好？,忙？,是,否,输入数据,输出数据,202

3、0/4/5,长江大学地物学院,4,程序控制方式,?,程序查询传送方式比无条件传送方式要,准确可靠，但在此种方式下，,CPU,要不断,查询外设的状态，占用了大量,CPU,时间，,而真正用于数据传送的时间却很少，即,CPU,的工作效率很低；另外，采用这种方,式，也很难满足实时系统对,I/O,处理的要,求。因此，出现了,中断控制方式。,长江大学地物学院,5,2020/4/5,二,中断方式,?,?,中断定义,：在程序运行中，出现了某种紧急事,件，,CPU,必须中止现行程序，转去处理此紧急,事件,(,执行中断服务程序,),，并在处理完毕后再,返回运行程序的过程。,中断的全过程及有关概念：,?,一个完整的

4、中断过程包括：,?,?,?,?,?,中断请求；,中断判优；,中断响应；,中断处理；,中断返回,.,2020/4/5,长江大学地物学院,6,二,中断方式,?,?,中断请求,是指中断源,(,引起中断的事件或设备,),向,CPU,发出的请求中断的,要求；,中断判优,当有多个中断源发出中断请求时，需要通过适当的办法,(,软件的；,硬件的；软、硬件结合的,),决定究竟先处理哪个中断请求，这就是“,中断,判优,”；,中断响应,是指,CPU,中止现行程序转至中断服务程序的过程；,中断处理,就是指,CPU,执行中断服务程序；,执行完中断服务程序后，返回到原先被中断的程序称为“,中断返回,”。,为了能正确返回到

5、原来程序被中断的地方,(,也称,断点,即主程序中当前指,令下面一条指令的地址,),，在中断服务程序的最后应专门放置一条,中断返,回指令,。,另外，为了使主程序在返回后仍能从断点处继续执行，,还需要在中断服,务程序的开头保护现场,(,通过,PUSH,指令实现,),，在中断服务程序的末,尾恢复现场,(,通过,POP,指令实现,),。,长江大学地物学院,7,?,?,?,?,?,2020/4/5,三,中断响应和处理过程,?,对于不同的中断类型,(,如可屏蔽中断、不,可屏蔽中断；外部中断、内部中断,),，,处理器,(CPU),进行响应和处理的具体过程,并不完全相同；另外，就是对同一种中,断类型,(,如可

6、屏蔽中断,),，不同的处理器,(,如,Z80,，,80X86),进行响应和处理的过程,也不尽相同。,长江大学地物学院,8,2020/4/5,三,中断响应和处理过程,?,?,中断一般由硬件,(,处理器内部,),和软件,(,由程序设,计者编写的中断服务程序,),共同完成，即整个,中断响应和处理过程是由,CPU,内部的有关,硬件,和,中断处理软件,密切配合完成的。,针对一个具体的系统,(,机型,),，中断服务程序设,计者应该清楚在中断响应时，“,硬件,”完成了,哪些操作,(,如,FR,是否已被压入堆栈,),，还需要,“,软件,”,(,中断服务程序,),完成哪些操作。,长江大学地物学院,9,2020/

7、4/5,四,中断优先级和中断嵌套,?,1.,中断优先级,(Priority),的解决方法,?,系统中多个中断请求可能同时出现，,CPU,只,能按一定的次序,(,优先级策略,),予以响应和处,理，这个响应的次序称为中断优先级。一般,的方法有：,?,?,?,软件查询法,(,需要少量硬件,),菊花链,(daisy chain),优先级排队电路,可编程中断控制器,(,如,8259),2020/4/5,长江大学地物学院,10,(1),软件查询法,INT,“,或”,2,1,0,端口号,XXH,CRT,键,盘,打,印,7,6,磁,盘,?,磁,带,?,把各个外设的中断请求信号,“相或”，,产生一个总的,INT

8、,信,号,当,CPU,响应中断后，进入中断处理程序，在中断处理程序的,开始部分安排一段带有优先级的查询程序。,?,?,2020/4/5,优点：省硬件,缺点：中断响应慢,长江大学地物学院,11,(2),菊花链优先级排队电路,*,设备,1,设备,2,设备,3,接口,接口,接口,中断回答,中断请求,INT1,INT2,INT3,菊花链,CPU,逻辑电路,INTA,INTR,+5V,INT1+INT2+INT3,集电极开路门,(OC,门,),2020/4/5,长江大学地物学院,12,(2),菊花链优先级排队电路,?,INTR=INT1+INT2+INT3,?,当,INTA,信号沿菊花链行进时，最,靠近

9、,CPU,并发出,INT,请求的接口将,中断请求,首先拦截住,INTA,信号，并送出,中,断类型码,，进入相应的中断处理,程序；在服务完成后撤销其请求,(,解除对下一级的阻塞和封锁,),。,INTA,INTR,(3),可编程中断控制器,(,如,8259,),2020/4/5,长江大学地物学院,13,五,中断嵌套,?,通常，正在执行较低级的中断服务程序,时，可以响应较高级的中断请求，而将,正在处理的中断暂时挂起，称为中断嵌,套。,STI,STI,.,IRET,.,IRET,可实现,“多重嵌套”,2020/4/5,长江大学地物学院,14,第二节,8086/8088,的中断系统,一,.,中断的分类：

10、在,8086/8088,系统中，可,将中断分为两大类,(,如表,5.1,表,5.2,所示,),：,?,第一类,：硬件中断：是由外部的中断请求信,号启动的中断，也称为外部中断。又可分为：,?,?,非屏蔽中断,NMI,:,整个系统只有一个，不受,IF,屏蔽,可屏蔽中断,INTR,:,受,IF,屏蔽，在中断控制器,8259,的统一管理下，可屏蔽中断有几个至几十个。,2020/4/5,长江大学地物学院,15,中断的分类,(,注意，这里的,IF,是,CPU,内部的标志寄存器的,IF,位，,IF,0,，则对所有从,INTR,引脚进入的中断请求均不予,响应,(,“,总开关”,),；另外，也可以在,CPU,外

11、部的中断,控制器,(8259),中以及各个,I/O,接口电路,(,如,8255),中对,某一级中断或某个中断源单独进行屏蔽,),。,?,第二类,：软件中断：是由,CPU,内部的标志状态,(,如,TF,、,OF),或执行一条中断指令,(INT n),，以及,除数为,0,引起的中断，也称为内部中断。,2020/4/5,长江大学地物学院,16,二,中断向量和中断向量表,?,?,?,中断向量,即中断服务程序的入口地址。,中断向量表是存放中断向量,(,中断服务程序入,口地址,),的一个特定的内存区域,(,最低地址区,).,一个中断向量占,4,个字节单元，其中：,?,?,低地址的两个字节单元存放中断服务程

12、序入口地址,的偏移量,(,IP,),低字节在前,(,低地址,),，高字节在后,(,高地址,);,高地址的两个字节单元存放中断服务程序入口地址,的段地址,(,CS,),低字节在前,(,低地址,),，高字节在后,(,高地址,),。,长江大学地物学院,17,2020/4/5,中断向量和中断向量表,?,?,8086/8088,的中断向量表如书,P80,图,5.1,所示。,解释：,?,?,8086/8088,可以处理,256,种中断，对每种中断都指定一个中断,类型号,(,也称中断向量号,),，每个中断类型号与一个中断服务程,序的入口地址相对应。,256,个中断向量要占,256*4,1024,个字节单元，

13、地址编号从,00000H003FFH,?,?,?,5,个专用中断,(,类型,0,类型,4),，它们有固定的定义和处理功能；,27,个保留的中断,(,类型,5,类型,31,),。占,0000:0014H,0000:007FH,，共,108,个字节单元。这个区域供系统使用，不允许,用户自行定义。,224,个用户可定义的中断,(,类型,32,类型,255,),。占,0000:0080H0000:03FFH,单元；使用时，要由用户自行填写相,应的中断入口地址。（其中有些中断类型已经有了固定用途，例,如，,类型,21H,的中断已用作,MS-DOS,的,系统功能调用,),。,长江大学地物学院,18,202

14、0/4/5,中断向量和中断向量表,?,由于中断向量在中断向量表是按中断类型号顺序存放,的，所以每个中断向量的地址可由,中断类型号,4,计算,出来。,CPU,响应中断时，需把中断类型号,N,乘以,4,，得,到中断向量的对应地址,4N(,该中断向量所占,4,个字节单,元的第一个字节单元的地址,),，然后把由此地址开始的,两个低字节单元,的内容装入,IP,寄存器：,IP,(4N,4N+1),再把,两个高字节单元,的内容装入,CS,寄存器：,CS (4N+2,4N+3),，,这就是转入中断类型号为,N,的中,断服务程序的控制过程。,N,的来源，对于不同的中断,类型,(,内部，外部,:NMI,、,INT

15、R),情况有所不同，详见后,述,2020/4/5,长江大学地物学院,19,中断向量和中断向量表,?,例,1,：若中断类型号为,3,，则由中断类型号取,得中断服务入口地址的过程如下图所示：,中断类型号,3,4,内存,00000H,低地址,000CH,00001H,.,0000CH,(0000:000CH),00(IP,L,),0A(IP,H,),00(CS,L,),1E(CS,1E00 0 H,H,),+ 0A0 0 H,.,(1E00:0A00H),1EA00H,中断服务程序,1EA0 0 H,2020/4/5,FFFFFH,长江大学地物学院,高地址,20,中断向量和中断向量表,?,例,2.,

16、中断类型号为,20H,，中断服务程序的,入口地址存放在,0000:0080H,开始的,4,个,单元中。若：,?,?,?,?,(0080H)=10H,(0081H)=20H,(0082H)=30H,(0083H)=40H,则：,中断服务程序的入口地址,为,CS=4030;IP=2010,入口地址为,:43210,2020/4/5,长江大学地物学院,21,中断向量和中断向量表,?,例,3.,中断类型号为,23(17H),，中断服务程序的,入口地址为,:2340:7890H,，由于中断类型号,17H,对应的中断向量存放在,0,段的,0000:005CH(17H,4=5CH),处，所以有：,?,(00

17、5CH)=,90,0001 0111 B,?,(005DH)=,78,左移,2,位,:,0101 1100 B,?,(005EH)=,40,5,C,H,?,(005FH)=,23,2020/4/5,长江大学地物学院,22,三,8086/8088,中断处理流程图,(1),结束当前指令,内部自动提供类型码,(1),(2),FR栈,除法错，INT,Y,n,INT0?,读中断类型码,(3),TF暂存器,N,响应中断,(4),NMI?,Y,0TF和IF,N,(5),CS、IP栈,INTR?,IF=1?,(4N,4N+1),IP,N,(4N+2,4N+3),CS,N,TF=1?,Y,有NMI？,N,执行下

18、一条指令,N,Y,暂存器=1?,N,执行中断服务程序,执行IRET指令,2020/4/5,长江大学地物学院,(弹出CS,IP,FR),23,(1),结束当前指令,内部自动提供类型码,(1),FR栈,除法错，INT,Y,(2),读中断类型码,n,INT0?,(3),TF暂存器,N,响应中断,NMI?,Y,(4),0TF和IF,N,(5),CS、IP栈,INTR?,IF=1?,(4N,4N+1),IP,N,(4N+2,4N+3),CS,N,TF=1?,Y,有NMI？,N,执行下一条指令,N,Y,暂存器=1?,N,执行中断服务程序,执行IRET指令,2020/4/5,长江大学地物学院,(弹出CS,I

19、P,FR),24,8086/8088,中断处理流程图,?,*8086,中断优先级,(Priority),中断,优先,?,说明：,级,?,(1)(5),步是,CPU,的内部处理,(,由,除法错,INTn,INT0,最高,硬件自动完成,),NMI,?,所有内部中断,(,INTR,INT0,、单步,),以及,除法错、,NMI,中断不需,INT n,、,单步中断,最低,要从数据总线上读取中断类型,码，而,INTR,中断需读取中断类,型码，中断类型码由发出,INTR,信号的接口提供。,2020/4/5,长江大学地物学院,25,单步运行方式时发生中断的处理过程,IF=1,TF=1,执行DIV或IDIV,指

20、令,发生除法错,除法错中断识别,形成类型码00H,FR-栈,TF-暂存器,2010H:4030H,清IF,TF,CS,IP-栈,(0,1)-IP,执行下一,(2,3)-CS,条指令,5040H:7060H,单步中断识别,形成类型码01H,FR-栈,TF-暂存器,.,执行除法错处理程,清IF,TF,.,序；执行IRET指令，,CS,IP-栈,.,弹出CS、IP、FR,(4,5)-IP,.,(6,7)-CS,执行单步中断服务程序,执行IRET,弹出CS,IP,FR,2020/4/5,长江大学地物学院,26,IF=1,TF=1,执行DIV或IDIV,指令,发生除法错,除法错中断识别,形成类型码00H

21、,2010H:4030H,执行下一,条指令,5040H:7060H,.,.,.,.,执行除法错处理程,序；执行IRET指令，,弹出CS、IP、FR,FR-栈,TF-暂存器,清IF,TF,CS,IP-栈,(0,1)-IP,(2,3)-CS,单步中断识别,形成类型码01H,FR-栈,TF-暂存器,清IF,TF,CS,IP-栈,(4,5)-IP,(6,7)-CS,执行单步中断服务程序,执行IRET,弹出CS,IP,FR,2020/4/5,长江大学地物学院,27,单步运行方式时发生中断的处理过程,?,堆栈的情形：,低地址,60,70,IP,40,50,CS,(FR),TF=0,30,40,IP,10,

22、20,CS,高地址,(FR),TF=1,2020/4/5,长江大学地物学院,28,可屏蔽中断过程,?,见图,5.3,2020/4/5,长江大学地物学院,29,2020/4/5,长江大学地物学院,30,四,软件中断,(,内部中断,),?,除法错中断,(,也称除数为,0,中断,),类型,0,?,在执行,DIV(,无符号除法,),或,IDIV(,带符号除法,),指令时，,若发现除数为,0,，则立即产生一个类型号为,0,的内部,中断，,CPU,转向除法错中断处理程序。,若上一条指令执行的结果使溢出标识位,OF,被置,1,，,则接着执行,INTO,指令时，将引起类型为,4,的内部中,断，,CPU,转入对

23、溢出错误处理程序，若,OF=0,时，,INTO,指令执行空操作，即,INTO,指令不起作用。,INTO,指令通常安排在算术指令之后，以便在溢出时,能及时处理。如下举例：,长江大学地物学院,31,?,溢出中断,类型,4,?,2020/4/5,软件中断,主程序：,.,.,.,溢出中断服务程序：,ADD AX,BX;,若,OF=1,INT O,IRET,?,软件,(,指令,),中断,(,执行,INT n,指令引起的中断,),?,双字节指令，第一个字节为,操作码,；第二个字节为,中断类型号,，该指令控制,CPU,转向相应的中断服务,程序。,长江大学地物学院,32,2020/4/5,软件中断,?,断点中

24、断,类型,3,?,INT3,或简写为,INT,，是单字节指令。调试程,序时可以在一些关键性的地方设置断点，使,CPU,在此断点处执行中断服务程序。,TF=1,单步执行,?,单步中断,类型,1,.,2020/4/5,长江大学地物学院,33,软件中断,(,内部中断,),的特点,?,?,?,中断类型号由,CPU,内部自动提供,(,包括由,中断指令第二字节提供的中断类型号,),，,不需去执行中断响应总线周期读取中断,类型号,。,除单步中断外，所有内部中断,(,除法错，,INTO,，,INT n),均不可以用软件来屏蔽。,除单步中断外，所有内部中断都比外部,中断优先级高。,长江大学地物学院,34,202

25、0/4/5,五,中断服务程序的一般结构,保护现场,(,将需要保护的寄存器压入堆栈,),例如：,STI(,可选,);,PUSH AX,PUSH BX,中断处理,PUSH CX,恢复现场,POP CX,IRET,POP BX,POP AX,2020/4/5,长江大学地物学院,35,?,指令系统中没有单独置“,1,”,或清“,0,”,TF,的指令，可实现如下：,PUSH FR; FR,的内容压入堆栈,0-TF,PUSH FR,POP AX; FR,的内容弹出到,AX,POP AX,1-TF,OR AX,0100H;,使,AX,中对应,TF,的位置为“,1,”,，其他位不,AND AX,变,PUSH

26、AX;,PUSH AX;,修改后的,AX,内容压入栈,POPF,POPF,弹回到,FR,(TF=1),2020/4/5,长江大学地物学院,36,第三节,可编程中断控制器,8259A,(8259A Programmable Interrupt Controller-PIC),?,?,Intel 8259A,用于管理和控制,80 x86,的外部,中断请求，实现优先级判决，提供中断,矢量码，屏蔽中断输入等功能。,使用单片,8259A,可以管理,8,级中断，采用,级联方式，可扩充到,64,级（用,9,片,8259A,）。,2020/4/5,长江大学地物学院,37,可编程中断控制器,8259A,?,.,

27、?,8259A,INT,INTA,IR,0,?,CPU,中,断,请,求,IR,7,CPU,INTR,.,.,.,INTR,INTA,?,8259A,主,.,0,IR,.,.,.,.,7,IR,8259A,从,.,.,.,.,.,.,IR,0,IR,7,INTA,8259A,从,IR,0,单片,IR,7,级联,2020/4/5,长江大学地物学院,38,可编程中断控制器,8259A,?,一、,8259A,的引脚功能,?,封装形式,DIP),DIP:Dual-In-Line Package ,28,脚双列直插（,28,pin,如图所示。,2020/4/5,长江大学地物学院,39,可编程中断控制器,8

28、259A,CS,1,28,V,CC,WR,2,27,A,0,RD,3,26,D,INTA,7,4,25,IR,7,D,6,5,24,IR,6,D,5,6,23,IR,5,D,4,7,8259A,22,IR,D,3,8,21,4,IR,3,D,2,9,20,IR,2,D,1,10,19,IR,1,D,0,CAS,11,18,IR,0,0,CAS,12,17,INT,1,13,16,SP/EN,2020/4/5,GND,14,长江大学地物学院,15,CAS,2,40,可编程中断控制器,8259A,片选信号（,Chip Select),低电平有,效，来自地址译码器的输出只有,CS,有效,时，,CPU

29、,才能对,8259A,进行读写操作。,?,WR,写信号，低电平有效，来自,CPU,的,WR,输出；当,CS,有效且,WR,有效时，使,8259A,接受,CPU,送来的命令字。,?,RD,读信号，低电平有效，来自,CPU,的,RD,输出；且,CS,有效且,RD,有效时，使,8259A,将状态信息放到数据总路线上，供,CPU,检测。,2020/4/5,41,长江大学地物学院,?,CS,可编程中断控制器,8259A,?,?,?,?,D,7, D,0,:,双向数据总线，接到系统数据总线的,D,7, D,0,上，用来传送控制字、状态字和中断,类型号。,IR,7,IR,0,:,中断请求信号，输入，来自外部

30、接口,电路。（单片时）,INT,：向,CPU,发出的中断请求信号。（单片,时）。,INTA,：中断响应信号，由此接收,CPU,发来的中,断响应脉冲。,长江大学地物学院,42,2020/4/5,可编程中断控制器,8259A,?,A,0,：地址输入信号，用于对,8259A,内部寄存器的寻址。,?,CAS,2, CAS,0,:,级联线（,CASCADE,LINES,），传送,3,位,标,识码,，用于区分特定的从控制器。双向：对于主片为输,出，对于从片为输入。,?,SP/ EN,:,从片,/,允许缓冲器信号。双功能引脚：,?,作为输入时，,8259A,8259A,作为主片（,作为从片（,SP/ EN,

31、1,）,SP/ EN,0,）见,P99,图,5.8,?,作为输出时，用来启动（允许）数据总线收发器（如,8286,）。,*,究竟是作为输入还是输出，取决于,8259A,是否工作于“缓冲方,式”（即,8259A,是否通过一个“数据总线收发器”与系统总线相,连）。详见后面,ICW,4,的格式。,2020/4/5,长江大学地物学院,43,二、,8259A,的内部结构,CPU,AD,7,AD,0,SP/EN,D,7,D,0,RD,WR,A,0,ICW,1,ICW,2,OCW,1,(,IMR,),OCW,2,PR,IRR,CAS,0,CAS,1,CAS,2,ISR,IR,0,.,.,.,IR,7,INT

32、A,INTR,2020/4/5,.,.,.,地址,译码,CS,INTA,INT,ICW,3,ICW,4,长江大学地物学院,OCW,3,44,2020/4/5,长江大学地物学院,45,8259A,的内部结构,?,IRR,Interrupt Request Register,?,PR,-Priority Resolver,?,ISR,-In-Service Register,?,IMR,-Interrupt Mask Register,?,ICWs-Initialization Command Words,?,OCWs-Operation Command Words,?,7,个,CPU,可访问的寄

33、存器，分两组：,?,初始化命令字,ICW,OCW,1,ICW,4,-,系统初启时设定。,?,操作命令字,OCW,中断处理的动态管理和控制,1,3,系统运行时，由应用程序设定,(,实现对,).,initialization,The OCWs can be written into the 8259A anytime after,。,2020/4/5,长江大学地物学院,46,8259A,的内部结构,?,7,个寄存器的寻址问题,:,规定：,A,0,0,ICW,1,:,用偶地址写入，且,D,4,=1,1,ICW,1,ICW,2,紧接着,ICW,1,ICW,3,4,入,1,，用奇地址写,1,OCW,1,

34、:,也用奇地址写入，但不紧跟,ICW,0,OCW,1,0,OCW,2,也用偶地址写入，但,D,3,4,=0,即：,D,0,4,D,3,1,ICW,1,?,采用了专门的“标识,0,0 0,OCW,位，以节省输入地址,2,的引脚数,(,仅用了,A,0,),2020/4/5,0,0 1,长江大学地物学院,OCW,3,47,8259A,的内部结构,?,8259A,的处理部件：,?,?,?,中断请求寄存器,IRR,8,位寄存器控制逻辑,作用,：接受并锁存来自,IR,0,IR,7,的中断请求信号,中断服务寄存器,ISR,作用,：保存当前正在处理的中断请求,优先级裁决器,PR,作用,：把新进入的中断请求和当

35、前正在处理的中断,进行比较，以决定哪一个优先级更高,(,见,P90,图,5.7),2020/4/5,长江大学地物学院,48,2020/4/5,长江大学地物学院,49,8259A,的内部结构,?,处理过程：,?,?,IR,0,IR,7,上出现某一中断请求信号,-,IRR,对应位被置,“,1”,-,由,IMR,的相应位决定是否将其屏蔽,(,屏蔽位,=1,，不通过；屏蔽位,=0,，通过,),-,中断请求进,PR,-,PR,把新进入的中断请求和当前正在处理的中断进,行优先级比较,-,若新进入的中断优先级高，该中断,请求被送到,CPU,。,若,CPU,的,IF=1,，,CPU,完成当前指令后，响应中断，

36、,在,INTA,引脚上发出两个负脉冲,(,执行两个中断响应,总线周期，参见,P90,图,5.4),：,长江大学地物学院,50,2020/4/5,8259A,的内部结构,?,处理过程,(,续,):,?,8259A,收到第一个负脉冲后,?,?,?,使,IRR,锁存允许，不予接受,IR,0,IR,7,上的中断请求信号；直,到第二个负脉冲结束后，才又使,IRR,锁存禁止,(,输入输出透,明,),使,ISR,的相应位置“,1”,，以便为优先级裁决器以后的裁决,提供依据。,清除,IRR,的相应位。,把中断类型码寄存器的内容,(,ICW,2,的内容,),送到,D,7,D,0,如果,ICW,4,的,AEOI,

37、位为,1,，则在第二个,INTA,脉冲结束时，将,ISR,中被第一个,INTA,脉冲置“,1”,的位清除,(,自动结束,),；,否,则，要等到中断结束命令,(EOI),发送后才能清除。,长江大学地物学院,51,?,8259A,收到第二个负脉冲后：,?,?,2020/4/5,?,2020/4/5,长江大学地物学院,52,三,8259A,的工作方式,1.,设置优先级的方式,2.,屏蔽中断源的方式,3.,中断结束方式,4.,中断触发方式,5.,连接系统总线的方式,2020/4/5,长江大学地物学院,53,三,8259A,的工作方式,?,1 .,设置优先级的方式,?,(1),全嵌套方式,(,FULLY

38、 NESTED MODE,),也称固定优先级方式。在这种方式下，由,IR,i,引入的中断请求,具有固定的优先级,IR,0,(,最高,),IR,7,(,最低,).,This mode is entered after initialization unless another mode,is programmed.,当一个中断请求被响应时，,ISR,中的对应位,IS,n,被置“,1”,，,8259A,把中断类型码放到数据总线上,，然后，进入中断服务程,序。一般情况下,(,除了,“中断自动结束”方式,外,),，在,CPU,发出,中断结束命令,(,EOI,),前，此对应位一直保持为“,1”,封锁同级

39、,或低级的中断响应，但并不禁止比本级优先级高的中断响应,实现中断“嵌套”。,2020/4/5,长江大学地物学院,54,8259A,的工作方式,?,(2),特殊全嵌套方式,(,SPECIAL FULLY NESTED MODE,SFNM,),?,?,?,在处理某一级中断时，不但允许优先级更高的中断请求进入，,也允许同级的中断请求进入。,用于主从结构的,8259,系统中，将主片设置为“,特殊全嵌套方,式,”。,通过,ICW,4,的“,SFNM,”,位可以设置此种方式。,8259(,主片,),8259(,从片,),IR,0,IR,1,CPU,IR,0,IR,1,IR,7,55,IR,7,2020/4

40、/5,长江大学地物学院,8259A,工作方式,?,(3),优先级自动循环方式,(,AUTOMATIC ROTATION,),?,?,?,优先级是循环变化的,(,不希望有固定的优先级差别,),一个,设备的中断服务完成后，其优先级自动降为最低，而将最,高优先级赋给原来比它低一级的中断请求。,开始时，优先级队列还是：,IR,0,-IR,7,，若此时出现,了,IR,0,请求，响应,IR,0,并处理完成后，队列变为：,IR,0,?,IR,1,，,IR,2,，,IR,3,，,IR,4,，,IR,5,，,IR,6,，,IR,7,，,IR,0,。,IR,7,若又出现了,IR,4,请求，处理完,IR,4,后，队

41、列变为：,IR,6,_,系统中是否采用“,自动循环优先级,”，由,IR,5,操作命令字,OCW,2,来设定。,IR,4,IR,1,IR,2,IR,3,2020/4/5,长江大学地物学院,56,8259A,的工作方式,?,(4),优先级特殊循环方式,(SPECIFIC,ROTATION),?,与“优先级自动循环方式”相比，只有一点,不同，即可以设置开始的最低优先级。例如，,设定,IR,4,为最低优先级，那么,IR,5,就是最高优,先级，其余各级按循环方法类推。,(OCW,2,:”11000100”),2020/4/5,长江大学地物学院,57,8259A,的工作方式,?,2.,屏蔽中断源的方式,(

42、,中断屏蔽方式,),?,普通屏蔽方式,?,?,通过对中断屏蔽寄存器,(IMR),的设定，实现对相应位为“,1,”,的中,断请求的屏蔽。,可通过,OCW,1,使,IMR,的一位或几位置“,1”,。,作用：要求允许另一个低的中断请求被响应,实现：,输出,OCW,3,(ESMM=1,SMM=1),输出,OCW,1,(,使,IMR,对应于本级的位为“,1”),?,*,特殊屏蔽方式,(,SPECIAL MASK MODE,),?,?,设置,“,中断级无效”,撤销,58,输出,OCW,1,(,使,IMR,对应于本级的位为“,0”),2020/4/5,输出,OCW,3,(ESMM=1,，,SMM=0),长江

43、大学地物学院,8259A,工作方式,?,3.,中断结束方式,(END OF INTERRUPT,EOI),?,(1),中断自动结束方式,(AUTOMATIC,AEOI,方式,),?,在第二个,INTA,后沿，即完成把对应的,ISR,位复位。,?,?,?,注意：,AEOI,方式是在中断响应后，而不是在中断处理程序,结束后将,ISR,位清,0,。这样，在中断处理过程中，,8259A,中就,没有,“正在处理”,的标识。此时，若有中断请求出现，且,IF,1,，则无论其优先级如何,(,比本级高、低或相同,),，都将得,到响应。尤其是当某一中断请求信号被,CPU,响应后，如不及,时撤销，就会再次被响应,“

44、二次中断”,所以，,AEOI,方式,适合于中断请求信号的持续时间有一定限,制以及不出现中断嵌套的场合。,通过,ICW,4,可以设置,AEOI,方式,(AEOI=1),长江大学地物学院,59,2020/4/5,8259A,工作方式,?,(2),一般,(,常规,),中断结束方式,?,?,?,?,适合于,全嵌套方式,。,实现：在中断服务程序结束时，向,8259A,发常规中,断结束命令,(,OCW,2,:EOI=1,SL=0,R=0,),例：,MOV AL,20H; OCW,2,=20H,OUT 20H,AL;,端口地址,=20H(,偶地址,),在全嵌套方式下，,ISR,中最高优先级的置“,1,”,位

45、，正,对应于当前正在处理的中断，将其清“,0,”,，就完成,了当前正在处理中断的结束操作。,IR,0,IR,7,2020/4/5,1,1,0,长江大学地物学院,1,60,8259A,工作方式,?,(3),特殊中断结束方式,(SPECIFIC EOI,SEOI),?,?,在非全嵌套方式下，无固定的优先级序列,(,使用设置,优先权命令或特殊屏蔽方式,),，此时，根据,ISR,的内,容,就无法确定刚刚所响应,(,处理,),的中断。这种情况,下，就不能用上述的,EOI,方式,进行中断结束处理，,而必须用特殊的中断结束命令,SEOI,用,OCW,2,:EOI=1,SL=1,R=0,L,2,L,0.,由,

46、L,2,L,0,指定清除,ISR,中的哪一位。,2020/4/5,长江大学地物学院,61,8259A,工作方式,?,4.,中断触发方式,?,电平触发方式：由,IR,i,上的有效电平来触发,“中断请求触发器”。,边沿触发方式：由,IR,i,上由低电平向高电平的,跳变来触发“中断请求触发器”。,?,?,由,ICW,1,的,LTIM,位,可以设置中断触发方式。,长江大学地物学院,62,2020/4/5,8259A,工作方式,?,5.,连接系统总线的方式,?,缓冲方式,(ICW,4,的,BUF=1),?,?,8259A,通过总线驱动器,(,如,8286),和数据总线相连。,在缓冲方式下，,8259A,

47、的,SP / EN,作为输出,(,EN,有效,),，,此,时，由,ICW,4,的,M/S,位来定义,(,标识,),本,8259A,是主片还是从,片。如图,?,非缓冲方式,(ICW,4,的,BUF=0),如图,?,?,?,即,8259A,直接与数据总线相连,SP,(,有,在“非缓冲方式下”，,8259A,SP / EN,的,作为输入,效,),SP / EN,此时，由,端来标识本,8259A,是主片还是从片。,在“非缓冲方式下”，,ICW,4,的,BUF,0,，,M/S,位无意义。,长江大学地物学院,63,2020/4/5,缓冲方式级联图,2020/4/5,长江大学地物学院,64,8259A,主从

48、级联图,2020/4/5,长江大学地物学院,65,8259A,工作方式,?,?,*,“,中断查询”方式,特点：总的说，既有中断的特点，又有查询,(,Polling,),的特点。,?,?,?,外设仍然向,8259A,发中断请求信号，要求,CPU,服务。,CPU,的,IF=0,，不响应外部的中断请求,(,对,CPU,的中断,请求信号不起作用,),此时，,CPU,需要用,软件查询,方法来确认中断源，从,而实现对设备的服务,?,先向,8259A,发查询命令,(,poll command,),?,OCW,3,:,0,0,0,0,1,1,0,0,P,2020/4/5,长江大学地物学院,66,8259A,的

49、工作方式,?,紧接着执行一条读指令,(IN,指令,),，读出专门的,“中断状态字”,：,A,0,0,D,7,IR,D,0,W,2,W,1,W,0,当前最高优先级的中断请求,1:,有设备请求服务；,0,：无设备请求服务。,?,当,8259A,收到,P=1,的查询命令后，在下一个,RD,信号,将使,ISR,的相应位置“,1,”,，就像收到了,INTA,一样，并,把上述的“中断状态字”送到数据总线上，由,CPU,读入,AL,。,长江大学地物学院,67,2020/4/5,四,8259A,的控制字及编程使用,?,8259A,的初始化流程：,ICW,1,ICW,2,NO(SNGL=1),级联方式？,YES

50、(SNGL=0),ICW,3,NO(IC,4,=0),需ICW,4,?,YES(IC,4,=1),ICW,4,2020/4/5,长江大学地物学院,准备接受中断请求,68,初始化命令字,ICW1,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,0,0,0,1,LTIM,ADI,SNGL,IC4,16,位机无效,特征,位,电平,触发,无效,单片,使用,需要,ICW4,A0=0,2020/4/5,长江大学地物学院,69,举例,?,设,ICW4,8259A,则程序段为,采用电平触发,:,单片使用,需要,MOV AL,1BH; ICW1,的内容,OUT 20H,AL;,写入,ICW1,的端口,(A0=0

51、),2020/4/5,长江大学地物学院,70,初始化命令字,ICW2,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,T7,T6,T5,T4,T3,0,0,0,中断类型号的高,5,位,16,位机无效,A0=1,初始化时只写入高,5,位,低,3,位是由中断请求线,Iri,的,二进制编码决定的,并且是在第一个,INTA1,到来时,将这个编码写入低,3,位的,.,同一个,8259A,上的,8,个中,断源的中断号的高,5,位都相同,.,2020/4/5,长江大学地物学院,71,举例,?,设硬盘中断号的高,5,位为,08H,它的中断请,求线连接,IR5,则程序段为,:,MOV AL,08H; ICW2,

52、的内容,OUT 21H,AL;,写入,ICW2,的端口,(A0=1),2020/4/5,长江大学地物学院,72,主片和从片初始化命令字,ICW3,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,主片,S7,S6,S5,S4,S3,S2,S1,S0,A0=1,主片的输入,IRi,上连接有从片的中断请求,INT,时,Si=1,否则,Si=0,从片,x,x,x,x,x,ID2,ID1,ID0,A0=1,从片的,3,位,ID,有,8,种编码,对应其连接的主片的,IRi.,2020/4/5,长江大学地物学院,73,举例,?,见图,5.8,设主片,8259A,的,IR3,和,IR6,分别,连接从片的,INT,则主片的,ICW3=01001000B,则程序段为,:,MOV AL,48H; ICW3,的内容,OUT 21H,AL;,写入,ICW3,的端口,(A0=0),?,对应,从片,A,的,ICW3=00000011B,从片,B,的,ICW3=00000110B,2020/4/5,长