第五章微机中断系统和DMA控制方式

1、第五章第五章微机中断系统和微机中断系统和DMADMA控制方式控制方式学习目标学习目标 1、识记中断概念、中断处理过程、中断嵌套等概念。、识记中断概念、中断处理过程、中断嵌套等概念。 2、识记、识记8259A可编程中断控制器的结构和工作原理，可编程中断控制器的结构和工作原理，以及中断控制器的级联。以及中断控制器的级联。 3、理解、理解8259A可编程中断控制器的编程及其应用。可编程中断控制器的编程及其应用。 4、识记、识记8237可编程可编程DMA控制器的结构、工作原理。控制器的结构、工作原理。 5、理解、理解8237可编程可编程DMA控制器的编程及其应用。控制器的编程及其应用。 第五章微机中断

2、系统、第五章微机中断系统、DMADMA控制方式控制方式 5.1 中断系统概述5.2 8259A可编程中断控制器及其应用5.3 DMA控制方式和8237A可编程控制器一、中断系统概述一、中断系统概述1. 中断的基本概念2. 中断源的分类3. 中断优先级与中断向量第一节第一节中断的基本概念中断的基本概念图图5-1-1中断控制示意中断控制示意 主程序主程序 STI ；开中断，允许；开中断，允许CPU响应中断请求响应中断请求 中断请求中断请求 响应中断，执行响应中断，执行 中断服务程序中断服务程序中断中断服务服务程序程序图图5-1-2中断处理过程中断处理过程中断服务子程序入口中断服务子程序入口中断返回

3、中断返回恢复现场恢复现场中断处理中断处理保护现场保护现场第二节第二节中断源的分类中断源的分类图图5-1-3 80X86中断源中断源80X86 CPUNMIINTR不可屏蔽中断请求不可屏蔽中断请求中断逻辑中断逻辑8259AINT n指令指令INTO指令指令除法除法出错出错单步单步(TF=1)第三节第三节中断优先级与中断向量中断优先级与中断向量中断类型中断类型向量地址向量地址功能功能微处理器微处理器类型类型00H3H除法错除法错全部全部失效失效14H7H单步调试单步调试全部全部陷阱陷阱28HBH不可屏蔽中断不可屏蔽中断全部全部NMI3CHFH断点中断断点中断全部全部陷阱陷阱410H13H溢出中断溢

4、出中断全部全部陷阱陷阱514H17H边界检查边界检查80186以上以上失效失效618H1BH非法操作码非法操作码80186以上以上失效失效71CH1FH协处理器无效协处理器无效80186以上以上失效失效820H23H双重故障双重故障80386以上以上终止终止924H27H协处理器段越界协处理器段越界80386陷阱陷阱A28H2BH非法非法TSS80386以上以上失效失效B2CH2FH段不存在段不存在80386以上以上失效失效C30H33H堆栈异常堆栈异常80386以上以上失效失效D34H37H一般保护错一般保护错80386以上以上失效失效E38H3BH页面失效页面失效80386以上以上失效失效

5、F3CH3FH保留保留 1040H43H协处理器错协处理器错80286以上以上失效失效1144H47H对齐检测中断对齐检测中断80486SX失效失效1248H4FH机器检测异常机器检测异常Pentium以上以上失效失效131F50H7FH保留保留 201FF80H3FFH软中断软中断80286以上以上陷阱陷阱二、二、8259A可编程中断控制器及其应用1. 8259A引脚和结构2. 8259A单片连接和编程3. 8259A级联与编程4. 8259A应用举例第一节第一节8259A8259A引脚和结构引脚和结构图图5-2-1 8259A引脚示意引脚示意282726252423222120191817

6、16151234567891011121314CSWRRDD7D6D5D4D3D2D1D0CAS0CAS1GNDVCC(+5V)A0INTAIR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0INTSP/ENCAS28259ASP/ENINTA INTRDWRA0CSD7D0IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7控制电路控制电路级联级联缓冲器缓冲器/比较器比较器中断中断服务服务寄存器寄存器(ISR）优先权优先权判别器判别器(PR)中断中断请求请求寄存器寄存器(IRR)中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器(IMR)读读/写控制写控制电路电路数据总线数据总线缓冲器缓冲器CAS0CAS1CAS2内部总

7、线内部总线图图5-2-2 8259A内部结构内部结构D7D6D5D4D3D2D1D00001LTIM0SNGLIC4D7D6D5D4D3D2D1D0T7T6T5T4T3000D7D6D5D4D3D2D1D0S7S6S5S4S3S2S1S0D7D6D5D4D3D2D1D000000ID2ID1ID0D7D6D5D4D3D2D1D0000SFNMBUFM/SAEOI PMD7D6D5D4D3D2D1D0M7M6M5M4M3M2M1M0D7D6D5D4D3D2D1D0RSLEOI00L2L1L0优先权优先权轮换轮换指定中指定中断等级断等级中断中断结束结束标志位标志位中断等级编码中断等级编码D7D6D

8、5D4D3D2D1D01ESMMSMM01PRRRIS第二节第二节8259A8259A单片连接和编程单片连接和编程图图5-2-3 8259A初始化流程初始化流程YN用用ICW4设置是否为特殊全嵌套、缓冲方式、设置是否为特殊全嵌套、缓冲方式、自动结束中断方式、自动结束中断方式、8088/8088系统系统结束结束需要用需要用ICW4吗吗？Y开始开始用用ICW1设置级联、请求信号格式、是否用设置级联、请求信号格式、是否用ICW4用用ICW2设置中断类型码设置中断类型码Y设设ICW3，各位对应，各位对应IR0IR7的连接的连接N设设ICW3高五位为高五位为0，低三位为标识码低三位为标识码本片是主片吗？

9、本片是主片吗？是否为级联方式是否为级联方式？N主从程序主从程序/允许缓冲器允许缓冲器 中断请求中断请求 图图5-2-4 8259A与标准总线的连接与标准总线的连接数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线 CS A0 D7D0 RD WR INT INTACAS2CAS0 SP/EN IR7 IR0表表5-2-3 8259A中断源中断源8259A输入输入中断类型号中断类型号设备设备8259A输入输入中断类型号中断类型号设备设备IRQ008H定时器（定时器（0通道）通道）IRQ40CH串行接口串行接口IRQ109H键盘键盘IRQ50DH未用未用IRQ20AH显示器接口显示器接口IRQ60E

10、H软盘软盘IRQ30BH未用未用IRQ70FH打印机打印机第三节第三节8259A8259A级联与编程级联与编程GND +VCC 图图5-2-5 主从式中断系统的结构主从式中断系统的结构中断请求中断请求 （输出）（输出）地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线 CS A0 INTA INTCAS0CAS1 8259A（从片）（从片）CAS2 SP/EN IR7 IR0 CS A0 INTA INTCAS0CAS1 8259A（主片）（主片）CAS2 IR7 IR0 SP/EN第四节第四节8259A8259A应用举例应用举例三、三、DMA控制方式和8237A可编程控制器1. DMA的基本操

11、作2. 8237A的编程结构3. 8237A初始化编程4. 8237A应用举例 第一节第一节DMADMA的基本操作的基本操作第二节第二节8237A8237A的编程结构的编程结构第三节第三节8237A8237A初始化编程初始化编程第四节第四节8237A8237A应用举例应用举例本章小结本章小结 1、中断是由硬件或软件事件激发的，中断被响应将、中断是由硬件或软件事件激发的，中断被响应将停止当前程序的执行、并调用一个处理过程。停止当前程序的执行、并调用一个处理过程。 2、处理器有、处理器有INTR、NMI和和INTA三条引脚。其中，三条引脚。其中，INTR和和NMI作为输入的中断请求，作为输入的中断

12、请求，INTA作为响应作为响应INTR中断请求的输出信号。中断请求的输出信号。 指令系统中，涉及有指令系统中，涉及有INT、INT3、INTO、 IRET 和和BOUND五条指令。五条指令。 3、标志寄存器提供陷阱（、标志寄存器提供陷阱（TF）和中断允许（）和中断允许（IF）两）两个标志。实地址方式，中断向量是个标志。实地址方式，中断向量是4个字节长；保护个字节长；保护方式，中断向量表用中断描述表，中断向量用方式，中断向量表用中断描述表，中断向量用8个字个字节。节。 软件中断指令软件中断指令INT n时，中断向量地址为中断类型时，中断向量地址为中断类型号乘以号乘以22；保护方式下，中断类型号；保护方式下，中断类型号n乘以乘以24。本章小结本章小结 4、中断处理的过程：将标志压入堆栈；清除、中断处理的过程：将标志压入堆栈；清除IF和和TF；CS和和IP压入堆栈；从中断向量表中取中断向量；最压入堆栈；从中断向量表中取中断向量；最后，执行中断服务程序。后，执行中断服务程序。 5、8259A可编程中断控制器有可编程中断控制器有8个中断输入，通过级个中断输入，通过级联后最多可有联后最多可有64个中断输入。个中断输入。 6、8259A的编程步骤是先写初始化命令字（的编程步骤是先写初始化命令字（ICW），），再