第7章输入输出接口技术第2节内容

1、2022-2-31第第7章章输入输出接口输入输出接口2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术2 2第第7章章 输入输出接口输入输出接口主要内容：主要内容：n7.1 I/O接口基础和传送方式接口基础和传送方式n7.2 中断技术中断技术n7.3 定时器定时器/计数器计数器(8253/8254)n7.4 并行口并行口8255An7.5 A/D和和D/A转换转换学时分配：学时分配：n18学时学时2022-2-33第二节第二节 中断技术中断技术mov ax,12hcall displayJmp 1234h2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理

2、及接口技术微机原理及接口技术4 47.2 中断技术中断技术主要内容：主要内容：n7.2.1 中断概述中断概述n7.2.2 中断的一般过程中断的一般过程n7.2.3 8086中断系统中断系统n7.2.4 中断控制器中断控制器8259A学时分配：学时分配：n3学时学时2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术5 5掌握：掌握：n中断的基本概念中断的基本概念n中断响应的一般过程中断响应的一般过程n中断向量表及其初始化中断向量表及其初始化n8088/8086中断系统中断系统7.2 中断技术中断技术2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技

3、术微机原理及接口技术6 67.2.1中断概述中断概述n什么是中断什么是中断?n与生活场景的比较与生活场景的比较2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7 7一、中断的基本概念一、中断的基本概念中断：中断：nCPU执行程序时，由于发生了某种随机的事执行程序时，由于发生了某种随机的事件件(外部或内部外部或内部)，引起，引起CPU暂时中断正在运行暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序的程序，转去执行一段特殊的服务程序(称为称为中断服务程序或中断处理程序中断服务程序或中断处理程序)，以处理该事，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继件，

4、该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。续执行，这一过程称为中断。2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术8 8为何计算机中要引入中断？为何计算机中要引入中断？n提高数据传输率；提高数据传输率；n避免了避免了CPU不断检测外设状态的过程，提高不断检测外设状态的过程，提高了了CPU的利用率。的利用率。n实现对特殊事件的实时响应。如多任务系统实现对特殊事件的实时响应。如多任务系统操作系统中：操作系统中： n缺页中断缺页中断n设备中断设备中断n各类异常各类异常n实时钟，。等实时钟，。等2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机

5、原理及接口技术微机原理及接口技术9 9二、中断源二、中断源n引起引起CPU中断的事件中断的事件中断源中断源。例如：。例如：n外设外设请求输入输出数据，报告故障等请求输入输出数据，报告故障等n事件事件掉电、硬件故障、软件错误、非法掉电、硬件故障、软件错误、非法操作、定时时间到等操作、定时时间到等n中断源分为：中断源分为：外部中断、内部中断外部中断、内部中断n内部中断：内部中断：CPU内部执行程序时自身产生内部执行程序时自身产生的中断的中断n外部中断：外部中断：CPU以外的设备、部件产生的以外的设备、部件产生的中断中断2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口

6、技术1010二、中断源二、中断源n8086/8088的外部中断信号：的外部中断信号：INTR、NMInINTR可屏蔽中断请求，高电平有效，可屏蔽中断请求，高电平有效，受受IF标志的控制。标志的控制。IF=1时，执行完当前时，执行完当前指令后指令后CPU对它作出响应。对它作出响应。 nNMI非屏蔽中断请求，上升沿有效，非屏蔽中断请求，上升沿有效，任何时候任何时候CPU都要响应此中断请求信号。都要响应此中断请求信号。2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1111二、中断源二、中断源n引起引起CPU中断的事件，发出中断请求的来源中断的事件，发出中断请求的

7、来源内部中断内部中断外部中断外部中断异常中断异常中断软件中断软件中断可屏蔽中断可屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断异常事件引起异常事件引起中断指令引起中断指令引起INTR中断中断NMI中断中断2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术12127.2.2中断的一般过程中断的一般过程n 五个步骤：五个步骤：n 中断请求中断请求n 中断判优中断判优(有时还要进行中断源识别有时还要进行中断源识别)n 中断响应中断响应n 中断服务中断服务n 中断返回中断返回以下以外部中断为主介绍这五个步骤以下以外部中断为主介绍这五个步骤。2022-2-32022-2-3中北大学中北大

8、学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1313一、中断请求一、中断请求n外设接口（中断源）发出中断请求信号，送到外设接口（中断源）发出中断请求信号，送到CPU的的INTR或或NMI引脚；引脚；n中断请求信号：边沿请求，电平请求中断请求信号：边沿请求，电平请求例如，例如，NMI为边沿请求，为边沿请求，INTR为电平请求为电平请求n中断请求信号应保持到中断被处理为止；中断请求信号应保持到中断被处理为止；2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1414一、中断请求一、中断请求nCPU响应中断后，中断请求信号应及时撤销。响应中断后，中断请求信号应及时撤销。n

9、在在8086/8088系统中，外设的中断要经过系统中，外设的中断要经过8259A可编程中断控制器可编程中断控制器(PIC)的排队判优后的排队判优后向向CPU发出：发出： (I/O接口接口) PIC CPUn12022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1515二、中断判优：中断源识别二、中断判优：中断源识别n计算机中的中断源有很多，计算机中的中断源有很多，CPU必须识别是哪必须识别是哪一个设备产生中断。识别中断源有两个方法：一个设备产生中断。识别中断源有两个方法：n软件查询软件查询。将中断信号从数据总线读入，将中断信号从数据总线读入，用程序进行判别。用程

10、序进行判别。n中断矢量法中断矢量法。由中断源提供中断类型号，由中断源提供中断类型号，CPU根据类型确定中断源。（根据类型确定中断源。（8086/8088即采用此种方法）即采用此种方法）2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1616n多个中断源产生中断，多个中断源产生中断，CPU首先为谁服务？首先为谁服务？中断优先级排队问题中断优先级排队问题。n中断优先级控制要处理两种情况：中断优先级控制要处理两种情况：n对同时产生的中断对同时产生的中断：应首先处理优先级别：应首先处理优先级别较高的中断；若优先级别相同，则按先来较高的中断；若优先级别相同，则按先来先

11、服务的原则处理；先服务的原则处理；n对非同时产生的中断对非同时产生的中断：低优先级别的中断：低优先级别的中断处理程序允许被高优先级别的中断源所中处理程序允许被高优先级别的中断源所中断断即允许中断嵌套即允许中断嵌套。二、中断判优：中断判优二、中断判优：中断判优2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1717n中断优先级的控制方法中断优先级的控制方法n硬件判优硬件判优链式判优、并行判优（中断链式判优、并行判优（中断向量法）向量法）n软件判优软件判优顺序查询中断请求，先查询顺序查询中断请求，先查询的先服务（即先查询的优先级别高）的先服务（即先查询的优先级别

12、高）n通常将通常将中断判优中断判优与与中断源识别中断源识别合并在一起进合并在一起进行处理。行处理。nx86系统中，由系统中，由PIC和和CPU共同完成。共同完成。二、中断判优：中断判优二、中断判优：中断判优2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1818硬件判优硬件判优2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1919INTAinCPUINTAINTR外设外设1 1外设外设2 2外设接口外设接口1 1菊花链菊花链逻辑电路逻辑电路外设接口外设接口2 2外设外设3 3外设接口外设接口3 311菊花链菊花链逻辑电路

13、逻辑电路菊花链菊花链逻辑电路逻辑电路IREQIREQIREQ中断确认中断确认链式判优电路原理图链式判优电路原理图INTAinINTAin中断确认中断确认中断确认中断确认2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术2020三、中断响应三、中断响应n在每条指令的最后一个时钟周期，在每条指令的最后一个时钟周期，CPU检测检测INTR或或NMI信号。若以下条件成立，则信号。若以下条件成立，则CPU响应中断：响应中断：n当前指令执行完。对当前指令执行完。对INTR 还应满足以下条件还应满足以下条件n当前指令是当前指令是STI和和IRET，则下条指令也要执行完，则下

14、条指令也要执行完n当前指令带有当前指令带有LOCK、REP等指令前缀时，则把等指令前缀时，则把它们看成一个整体，要求完整地执行完；它们看成一个整体，要求完整地执行完；n对对INTR，CPU应处于开中断状态，即应处于开中断状态，即IF=1；n当前没有复位当前没有复位(RESET)和保持和保持(HOLD)信号信号n若若NMI和和 INTR 同时发生，则首先响应同时发生，则首先响应NMI。2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术2121三、中断响应三、中断响应nCPU中断响应时，要做下述三项工作：中断响应时，要做下述三项工作：n向中断源发出向中断源发出IN

15、TA中断响应信号；中断响应信号；n断点保护，包括断点保护，包括CS、IP和和PSW（FLAGS）。）。这主要是保证中断结束后能返回被中断的程这主要是保证中断结束后能返回被中断的程序。序。n获得中断服务程序首地址（入口）。获得中断服务程序首地址（入口）。如何得到中断处理程序的首地址？如何得到中断处理程序的首地址？n固定入口法固定入口法n中断向量法中断向量法常用常用2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术2222四、中断处理（中断服务）四、中断处理（中断服务）n中断服务子程序特点中断服务子程序特点n为为“远远”过程（类型为过程（类型为FAR）n要用要用I

16、RET指令返回指令返回n中断服务子程序要做的工作中断服务子程序要做的工作n保护现场保护现场(PUSH regs) n开中断开中断(STI) n进行中断处理进行中断处理 n恢复现场恢复现场(POP regs) n中断返回中断返回(IRET) 2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术2323n执行中断返回指令执行中断返回指令IRETnIRET指令将使指令将使CPU把堆栈内保存的断点信把堆栈内保存的断点信息弹出到息弹出到IP、CS和和FLAG中，保证被中断的中，保证被中断的程序从断点处能够继续往下执行。程序从断点处能够继续往下执行。IPLIPHCSLCSH

17、FLAGLFLAGHSPIPLIPHCSLCSHFLAGLFLAGHSPIPCSFLAG进入中断服进入中断服务程序时务程序时中断返回后中断返回后五、中断返回五、中断返回2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术24247.2.3 8086/8088的中断系统的中断系统非屏蔽中断源非屏蔽中断源中断逻辑中断逻辑INTO指令指令单步单步中断中断除法除法错误错误INT N指令指令CPUINTRNMI可屏蔽中断源可屏蔽中断源8259A中断中断控制器控制器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7外外设设中中断断源源 INTA2022-2-32022-2-3

18、中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术2525n内部中断内部中断n除法错中断除法错中断n指令中断指令中断n溢出中断溢出中断n单步中断单步中断n外部中断外部中断n非屏蔽中断非屏蔽中断n可屏蔽中断可屏蔽中断7.2.3 8086/8088的中断系统的中断系统2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术26268086/8088中断源类型中断源类型NMIINTR中断逻辑中断逻辑软件中断指令软件中断指令溢出中断溢出中断除法错除法错单步中断单步中断非屏蔽中断请求非屏蔽中断请求中断控中断控制器制器8259APIC8086/8088CPU8086/8088

19、CPU内部逻辑内部逻辑断点中断断点中断可可屏屏蔽蔽中中断断请请求求n430122022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术2727内部中断内部中断外部中断外部中断除法错中断除法错中断溢出中断溢出中断单步中断单步中断软件中断软件中断非屏蔽中断非屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断 256个中个中断源断源一、中断分类一、中断分类2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术28281. 内部中断内部中断n内部中断是由于内部中断是由于8088内部执行程序出现异常引内部执行程序出现异常引起起的程序中断。的程序中断。n利用内部中断，微

20、处理器为用户提供了发现、利用内部中断，微处理器为用户提供了发现、调试并解决程序执行时异常情况的有效途径。调试并解决程序执行时异常情况的有效途径。n例如，例如，ROM-BIOS和和DOS系统利用内部中断系统利用内部中断为程序员提供了各种功能调用。为程序员提供了各种功能调用。内部中断的中断向量号已定内部中断的中断向量号已定2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术2929n在执行除法指令时，若除数为在执行除法指令时，若除数为0或商超过了寄或商超过了寄存器所能表达的范围，则产生一个向量号为存器所能表达的范围，则产生一个向量号为0的内部中断，称为除法错中断。的

21、内部中断，称为除法错中断。例如：例如： MOV BL,0IDIV BL ；除数；除数BL0，产生除法错中断，产生除法错中断MOV AX,200HMOV BL,1DIV BL ；商；商200H，不能用，不能用AL表达表达 ；产生除法错中断；产生除法错中断1)除法错中断除法错中断2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3030n在执行中断调用指令在执行中断调用指令INT n时产生的一个向量时产生的一个向量号为号为n（0 255）的内部中断，称为指令中断）的内部中断，称为指令中断n其中向量号为其中向量号为3的指令中断比较特别（生成一的指令中断比较特别（生成

22、一个字节的指令代码：个字节的指令代码：11001100），常用于程序），常用于程序调试，被称为断点中断。调试，被称为断点中断。例如：例如：DEBUG.EXE调试程序的运行命令调试程序的运行命令G设设置的断点，就是利用置的断点，就是利用INT 3指令实现的指令实现的2)指令中断指令中断2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3131n在执行溢出中断指令在执行溢出中断指令INTO时，若溢出标志时，若溢出标志OF为为1，则产生一个向量号为，则产生一个向量号为4的内部中断，的内部中断，被称为溢出中断。被称为溢出中断。例如：例如：MOV AX,2000HADD

23、 AX, 7000H；2000H7000H9000H，溢出：，溢出：OF1INTO；因为；因为OF1，所以产生溢出中断，所以产生溢出中断3)溢出中断溢出中断2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3232n若单步中断若单步中断TF为为1，则在每条指令执行结束，则在每条指令执行结束后产生一个向量号为后产生一个向量号为1的内部中断，称为单的内部中断，称为单步中断。步中断。例如：例如：DEBUG.EXE调试程序的单步命令调试程序的单步命令T就就利用单步中断实现对程序的单步调试利用单步中断实现对程序的单步调试4)单步中断单步中断2022-2-32022-2-

24、3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3333n外部中断是由于外部中断是由于8088外部提出中断请求引起外部提出中断请求引起的的程序中断。程序中断。n利用外部中断，微机系统可以实时响应外部设利用外部中断，微机系统可以实时响应外部设备的数据传送请求，能够及时处理外部意外或备的数据传送请求，能够及时处理外部意外或紧急事件。紧急事件。n外部中断的原因是处理器外部随机产生的，所外部中断的原因是处理器外部随机产生的，所以是真正的以是真正的中断（中断（Interrupt）。）。n内部中断的原因是处理器执行程序出现异常，内部中断的原因是处理器执行程序出现异常，所以经常被称为所以经常被称为异常

25、（异常（Exception）。）。2.外部中断外部中断2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3434n通过非屏蔽中断请求信号向微处理器提出的中通过非屏蔽中断请求信号向微处理器提出的中断请求，微处理器无法禁止，将在当前指令执断请求，微处理器无法禁止，将在当前指令执行结束予以响应，这个中断被称为非屏蔽中断行结束予以响应，这个中断被称为非屏蔽中断n8088的非屏蔽中断的向量号为的非屏蔽中断的向量号为2，非屏蔽中断，非屏蔽中断请求信号为请求信号为NMI。n非屏蔽中断主要用于处理系统的意外或故障。非屏蔽中断主要用于处理系统的意外或故障。例如：例如：n电源调电

26、前的数据保护电源调电前的数据保护n存储器读写错误的处理存储器读写错误的处理1)非屏蔽中断非屏蔽中断NMI2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3535n外部通过可屏蔽中断请求信号向微处理器提出外部通过可屏蔽中断请求信号向微处理器提出的中断，微处理器在允许可屏蔽中断的条件下，的中断，微处理器在允许可屏蔽中断的条件下，在当前指令执行结束予以响应，同时输出可屏在当前指令执行结束予以响应，同时输出可屏蔽中断响应信号，这个中断是蔽中断响应信号，这个中断是可屏蔽中断可屏蔽中断n8088的可屏蔽中断请求和响应信号分别是的可屏蔽中断请求和响应信号分别是INTR和和

27、INTA*；由；由IF标志控制可屏蔽中断是标志控制可屏蔽中断是否允许响应；向量号来自外部中断控制器。否允许响应；向量号来自外部中断控制器。2)可屏蔽中断可屏蔽中断INTR2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3636n8088通常需要配合中断控制器通常需要配合中断控制器8259A共同处共同处理可屏蔽中断。理可屏蔽中断。n可屏蔽中断主要用于主机与外设交换数据。可屏蔽中断主要用于主机与外设交换数据。IF控制可屏蔽中断的响应控制可屏蔽中断的响应2)可屏蔽中断可屏蔽中断INTR2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口

28、技术3737中断标志中断标志IF的状态的状态nIF0：可屏蔽中断不会被响应：可屏蔽中断不会被响应n关中断、禁止中断、中断屏蔽关中断、禁止中断、中断屏蔽n系统复位，使系统复位，使IF0n任何一个中断被响应，使任何一个中断被响应，使IF0n执行指令执行指令CLI，使，使IF0nIF1：可屏蔽中断会被响应：可屏蔽中断会被响应n开中断、允许中断、中断开放开中断、允许中断、中断开放n执行指令执行指令STI，使，使IF1n执行指令执行指令IRET恢复原恢复原IF状态状态明确明确IF标志的状态是关键标志的状态是关键2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3838n

29、 8086CPU可管理可管理256种中断。每种中断都指种中断。每种中断都指定一个中断矢量号，每一种中断矢量号都与一定一个中断矢量号，每一种中断矢量号都与一个中断服务程序相对应。个中断服务程序相对应。 n 中断向量：中断向量：把各个中断服务子程序的入口都称把各个中断服务子程序的入口都称为一个中断向量为一个中断向量 。n 中断向量表：中断向量表：将这些中断向量按一定的规律排将这些中断向量按一定的规律排列成一个表，就是所谓的中断向量表列成一个表，就是所谓的中断向量表。二、中断向量表二、中断向量表2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3939二、中断向量表

30、二、中断向量表00000H003FFH1KB2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术40402022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术4141二、中断向量表二、中断向量表n存放各类中断的存放各类中断的中断服务程序中断服务程序的入口地址的入口地址（段（段和偏移）和偏移）中断向量中断向量 n表的地址位于内存的表的地址位于内存的00000H003FFH，大，大小为小为1KB，共，共256个中断向量个中断向量n每个中断向量占用每个中断向量占用4 Bytes，低字为段内偏移，低字为段内偏移，高字为段基址高字为段基址n根

31、据中断类型号根据中断类型号获得中断服务程序入口的方法获得中断服务程序入口的方法: (n为为中断类型号中断类型号)n中断向量在中断向量在IVT中的存放地址中的存放地址4n2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术4242中断向量表的初始化中断向量表的初始化n将用户自定义的中断服务程序入口地址放入将用户自定义的中断服务程序入口地址放入向量表向量表n两种方法：两种方法：n直接写中断向量表直接写中断向量表n利用利用DOS中断功能调用：中断功能调用：INT 21H n例：将中断向量码为例：将中断向量码为48H的服务程序入口地的服务程序入口地址放入向量表址放入向量

32、表2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术4343中断向量表的初始化中断向量表的初始化n直接写中断向量表直接写中断向量表 MOV AX，0MOV DS，AXMOV SI， 48H*4MOV DX，OFFSET int_procMOV SI，DXMOV DX，SEG int_procMOV SI+2，DX2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术4444n例例1：若中断类型号为若中断类型号为3，则由中断类型号取，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：得中断服务入口地址的过程如下图所示：00000H

33、00001H0000CH(0000:000CH)1EA00H(1E00:0A00H)FFFFFH低地址低地址内存内存高地址高地址 1E00 0 H+ 0A0 0 H 1EA0 0 H中断类型号中断类型号34000CH.00(IPL)0A(IPH)00(CSL)1E(CSH).中断服务程序中断服务程序中断类型码与中断向量表中断类型码与中断向量表2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术4545n例例2.中断类型号为中断类型号为20H，中断服务程序的入中断服务程序的入口地址存放在口地址存放在0000:0080H开始的开始的4个单元个单元中。若：中。若：n(

34、0080H)=10H n(0081H)=20Hn(0082H)=30Hn(0083H)=40H则：则：中断服务程序的入中断服务程序的入口地址为口地址为中断类型码与中断向量表中断类型码与中断向量表2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术4646nPIC，Programmable Interrupt Controllern可对可对8个中断源实现优先级控制个中断源实现优先级控制 n可扩展至对可扩展至对64个中断源实现优先级控制个中断源实现优先级控制 n可编程设置不同工作方式可编程设置不同工作方式n根据中断源向根据中断源向x86提供不同中断类型码提供不同中断

35、类型码n引脚分配及功能引脚分配及功能7.2.4 8259A中断控制器中断控制器2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术47477.2.4 8259A中断控制器中断控制器nIntel 8259A是是可编程中断控制器可编程中断控制器PICn可用于管理可用于管理Intel 8080/8085、8086/8088、80286/80386的可屏蔽中断的可屏蔽中断n8259A的基本功能的基本功能n一片一片8259A可以管理可以管理8级中断，可扩展至级中断，可扩展至64级级n每一级中断都可单独被屏蔽或允许每一级中断都可单独被屏蔽或允许n在中断响应周期，可提供相应的

36、中断向量号在中断响应周期，可提供相应的中断向量号n8259A设计有多种工作方式，可通过编程选择设计有多种工作方式，可通过编程选择2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术4848一、一、8259A的内部结构和引脚的内部结构和引脚D7D0INTAINT中断请求寄存器中断请求寄存器中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器数据数据总线总线缓冲器缓冲器IR0IR7读读/写写控制控制逻辑逻辑级联级联缓冲器缓冲器比较器比较器RDWRA0CSCAS0CSA1CAS2SP/EN优先权判别电路优先权判别电路中断服务寄存器中断服务寄存器控制逻辑控制逻辑2022-2-32022-2-3

37、中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术49491. 中断控制中断控制n中断请求寄存器中断请求寄存器IRRn保存保存8条外界中断请求信号条外界中断请求信号IR0IR7的请求状态的请求状态nDi位为位为1表示表示IRi引脚有中断请求；为引脚有中断请求；为0表示无请求表示无请求n中断服务寄存器中断服务寄存器ISRn保存正在被保存正在被8259A服务着的中断状态服务着的中断状态nDi位为位为1表示表示IRi中断正在服务中；为中断正在服务中；为0表示没有被服务表示没有被服务n中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMRn保存对中断请求信号保存对中断请求信号IR的屏蔽状态的屏蔽状态nDi位为位为1表示

38、表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许表示允许2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术50502. 中断级连中断级连n一个系统中，一个系统中，8259A可以级连，有一个主可以级连，有一个主8259A，若干个（最多，若干个（最多8个）从个）从8259A；n级连时，主级连时，主8259A的的三条级连线三条级连线CAS0CAS2作为输出线，连至每个从作为输出线，连至每个从8259A的的CAS0CAS2；2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术51512. 中断级连中断级连n每个从每个从8

39、259A的中断请求信号的中断请求信号INT，连至，连至主主8259A的一个中断请求输入端的一个中断请求输入端IR；n主主8259A的的INT线连至线连至CPU的中断请求输的中断请求输入端；入端；nSP*/EN*在非缓冲方式下，规定该在非缓冲方式下，规定该8259A是主片（是主片（SP*1）还是从片（）还是从片（SP*0）2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术5252CAS0 IR0CAS1 IR1CAS2 IR2 IR3INTA IR4 IR5INT IR6 IR7SP/EN CAS0INTA CAS1 CAS2INT IR0 IR1SP/EN I

40、R7CAS0 IR0CAS1 IR1CAS2 IR2 IR3INTA IR4 IR5INT IR6 IR7SP/ENINTAINTR+5V8259级联工作示意图级联工作示意图2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术5353二、二、 8259A的工作方式的工作方式普通全嵌套方式普通全嵌套方式特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式自动循环方式自动循环方式特殊循环方式特殊循环方式优先权固定方式优先权固定方式优先权循环方式优先权循环方式设置优先权方式设置优先权方式普通中断结束方式普通中断结束方式特殊中断结束方式特殊中断结束方式自动中断结束方式自动中断结束方式非自动中断

41、结束方式非自动中断结束方式结束中断处理方式结束中断处理方式屏蔽中断源方式屏蔽中断源方式普通屏蔽方式普通屏蔽方式特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式中断触发方式中断触发方式边沿触发方式边沿触发方式电平触发方式电平触发方式数据线连接方式数据线连接方式缓冲方式缓冲方式非缓冲方式非缓冲方式2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术54541. 设置优先权方式设置优先权方式n普通全嵌套方式普通全嵌套方式n8259A的中断的中断优先权顺序固定不变优先权顺序固定不变，从高到低依次为，从高到低依次为IR0、IR1、IR2、IR7n中断请求后，中断请求后，8259A对对当前请求中断

42、中优先权最高的当前请求中断中优先权最高的中断中断IRi予以予以响应响应，将其向量号送上数据总线，对应，将其向量号送上数据总线，对应ISR的的Di位置位，至到中断结束（位置位，至到中断结束（ISR的的Di位复位）位复位）n在在ISR的的Di位置位期间，位置位期间，禁止再发生同级和低级优先禁止再发生同级和低级优先权的中断权的中断，但允许高级优先权中断的嵌套，但允许高级优先权中断的嵌套n特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式n优先权自动循环方式优先权自动循环方式n优先权特殊循环方式优先权特殊循环方式2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术55552. 结束中断处理方

43、式结束中断处理方式什么是什么是8259A的中断结束？的中断结束？8259A利用中断服务寄存器利用中断服务寄存器ISR判断：判断：n某位为某位为1，表示正在进行中断服务；，表示正在进行中断服务；n该位为该位为0，就是该中断结束服务。，就是该中断结束服务。这里说明如何使这里说明如何使ISR某位为某位为0，不反映不反映CPU的工作状态。的工作状态。2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术56562. 结束中断处理方式结束中断处理方式n自动中断结束方式自动中断结束方式n普通中断结束方式普通中断结束方式n配合全嵌套优先权方式使用配合全嵌套优先权方式使用n当当C

44、PU用输出指令往用输出指令往8259A发出普通中断结束发出普通中断结束EOI命令命令时，时，8259A就会把所有正在服务的中就会把所有正在服务的中断中优先权最高的断中优先权最高的ISR位复位位复位n特殊中断结束方式特殊中断结束方式n配合循环优先权方式使用配合循环优先权方式使用nCPU在程序中向在程序中向8259A发送一条特殊中断结束发送一条特殊中断结束命令，这个命令中指出了要清除哪个命令，这个命令中指出了要清除哪个ISR位位2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术57573. 屏蔽中断源方式屏蔽中断源方式n普通屏蔽方式普通屏蔽方式n将将IMR的的Di

45、位置位置1，则对应的中断，则对应的中断IRi被屏被屏蔽蔽，该中断请求不能从，该中断请求不能从8259A送到送到CPUn如果如果IMR的的Di位置位置0，则允许，则允许IRi中断产生中断产生n特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式n将将IMR的的Di位置位置1，对应的中断，对应的中断IRi被屏蔽被屏蔽的同时，使的同时，使ISR的的Di位置位置02022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术58584. 中断触发方式中断触发方式n边沿触发方式边沿触发方式n8259A将中断请求输入端出现将中断请求输入端出现的上升沿作为中断请求信号的上升沿作为中断请求信号n电平触发方式电平触发

46、方式n中断请求端出现的高电平是有中断请求端出现的高电平是有效的中断请求信号效的中断请求信号2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术59595. 数据线连接方式数据线连接方式n缓冲方式缓冲方式n8259A的数据线需加缓冲器予以驱动的数据线需加缓冲器予以驱动n8259A把把SP*/EN*引脚作为输出端，输出引脚作为输出端，输出允许信号，用以锁存或开启缓冲器允许信号，用以锁存或开启缓冲器n非缓冲方式非缓冲方式nSP*/EN*引脚为输入端引脚为输入端n若若8259A级连，由其确定是主片或从片级连，由其确定是主片或从片 2022-2-32022-2-3中北大学

47、中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6060四、四、8259A的编程的编程n初始化编程初始化编程n8259A开始工作前，必须进行初始化编程开始工作前，必须进行初始化编程n给给8259A写入写入初始化命令字初始化命令字ICWn中断操作编程中断操作编程n在在8259A工作期间工作期间n可以写入可以写入操作命令字操作命令字OCW将选定的操作传将选定的操作传送给送给8259A，使之按新的要求工作，使之按新的要求工作n还可以读取还可以读取8259A的信息，以便了解他的的信息，以便了解他的工作状态工作状态2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术61611

48、. 初始化命令字初始化命令字ICWn初始化命令字初始化命令字ICW最多有最多有4个个n8259A在开始工作前必须写入在开始工作前必须写入n必须按照必须按照ICW1ICW4顺序写入顺序写入nICW1和和ICW2是必须送的是必须送的nICW3和和ICW4由工作方式决定由工作方式决定流程流程D7D6D5D4D3D2D1D02022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6262ICW11LTIMSNGLIC4D7D6D5D4D3D2D1D0表示可以任意表示可以任意为为1为为0都可以（建议为都可以（建议为0） 1只能为只能为1，作为标志，作为标志中断触发方式：中断触

49、发方式：LTIM1，电平触发方式，电平触发方式LTIM0，边沿触发方式，边沿触发方式 规定单片或级连方式：规定单片或级连方式：SNGL1，单片方式，单片方式SNGL0，级连方式，级连方式是否写入是否写入ICW4IC41，要写入，要写入ICW4IC40，不写入，不写入ICW4，即，即ICW4规定的位全为规定的位全为02022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6363ICW2T7T6T5T4T3D7D6D5D4D3D2D1D0设置中断向量号设置中断向量号nT7T3为中断向量号的高为中断向量号的高5位位n低低3位由位由8259A自动确定：自动确定：nIR0为

50、为000、IR1为为001、IR7为为1112022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6464ICW3S7S6S5S4S3S2/ID2S1/ID1S0/ID0D7D6D5D4D3D2D1D0级连命令字级连命令字n主片主片8259A：Si1对应对应IRi接有从片；接有从片；否则否则IRi没有连接从片没有连接从片n从片从片8259A：ID0ID2编码说明从片编码说明从片INT引脚接到主片哪个引脚接到主片哪个IR引脚引脚2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6565ICW4000SFNMBUFM/SAEOIPMD

51、7D6D5D4D3D2D1D0嵌套方式：嵌套方式：n特殊全嵌套方式（特殊全嵌套方式（SFNM1）n普通全嵌套方式（普通全嵌套方式（SFNM0）数据线的缓冲方式：数据线的缓冲方式：n缓冲方式（缓冲方式（BUF1）n非缓冲方式（非缓冲方式（BUF0） 主片主片/从片选择：从片选择：n主片（主片（M/S=1）n从片（从片（M/S=0）中断结束方式：中断结束方式：n自动中断结束（自动中断结束（AEOI1）n非自动中断结束（非自动中断结束（AEOI0）微处理器类型：微处理器类型：n16位位80 x86（ PM1）n8位位8080/8085（ PM0）2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原

52、理及接口技术微机原理及接口技术66662. 操作命令字操作命令字OCWn8259A工作期间，可以随时接受操作命令字工作期间，可以随时接受操作命令字OCWnOCW共有共有3个：个：OCW1OCW3n写入时没有顺序要求，需要哪个写入时没有顺序要求，需要哪个OCW就写入就写入那个那个OCWD7D6D5D4D3D2D1D02022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6767OCW1M7M6M5M4M3M2M1M0D7D6D5D4D3D2D1D0屏蔽命令字屏蔽命令字内容写入中断屏蔽寄存器内容写入中断屏蔽寄存器IMRDiMi对应对应IRi，为，为1禁止禁止IRi中断

53、；中断；为为0允许允许IRi中断。各位互相独立。中断。各位互相独立。2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6868OCW2RSLEOI00L2L1L0D7D6D5D4D3D2D1D0R、SL和和EOI配合使配合使用用产生中断结束产生中断结束EOI命命令和改变优先权顺序令和改变优先权顺序L2L0的的3位编码位编码指定指定IR引脚引脚 2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6969OCW30ESMMSMM01PRRRISD7D6D5D4D3D2D1D0ESMM、SMM设置中断屏蔽方式设置中断屏蔽方式P、RR

54、和和RIS规定随后读取的规定随后读取的状态字状态字含义含义2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7070结束语结束语n熟练掌握中断的处理过程；熟练掌握中断的处理过程；n会编写中断处理程序；会编写中断处理程序；n掌握中断优先权的排队方法；掌握中断优先权的排队方法；n了解中断嵌套的概念了解中断嵌套的概念2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7171复习题题解复习题题解(二二)：n7.10外设向外设向CPU申请可屏蔽中断申请可屏蔽中断,但但CPU不响不响应该中断应该中断,其原因有哪些其原因有哪些? 其原因可能

55、有四个：其原因可能有四个： 1)CPU处于关中断状态处于关中断状态,IF=0 2)该中断请求已被屏蔽该中断请求已被屏蔽; 3)该中断请求的时间太短该中断请求的时间太短,未能保持到指令周期未能保持到指令周期结束结束; 4)CPU已释放总线已释放总线(即已响应了即已响应了DMA请求请求),而而未收回总线控制权。未收回总线控制权。2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7272复习题题解复习题题解(二二)：n7.138086中断系统有哪几类？中断系统有哪几类？8259管理的管理的是哪一类中断？是哪一类中断？ 种类有非屏蔽中断、可屏蔽中断、软件中断和种类有非

56、屏蔽中断、可屏蔽中断、软件中断和软件陷阱软件陷阱(除法错中断、溢出中断、单步中断除法错中断、溢出中断、单步中断)。 8259可管理可屏蔽中断。可管理可屏蔽中断。 2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7373复习题题解复习题题解(二二)：n7.148086中断系统响应中断时如何找到中断中断系统响应中断时如何找到中断入口地址？入口地址？n在响应中断时，根据中断类型号，从中断类型在响应中断时，根据中断类型号，从中断类型号号*4开始的连续的开始的连续的4个单元中保存有中断服务个单元中保存有中断服务程序的入口地址（段内偏移地址和段地址），程序的入口地址（段

57、内偏移地址和段地址），取出来，直接送给取出来，直接送给PC和和CS即可。即可。 2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7474复习题题解复习题题解(二二)：n7.15响应中断时，响应中断时，8086（88）CPU硬件自动硬件自动保护的断点信息有哪些？保护的断点信息有哪些？ 断点的段地址断点的段地址 断点的段内偏移地址断点的段内偏移地址 程序状态字程序状态字 2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7575复习题题解复习题题解(二二)：n7.16CPU响应可屏蔽中断有哪些基本条件。响应可屏蔽中断有哪些基本条

58、件。 中断是允许的；有中断请求；没有总线请求和中断是允许的；有中断请求；没有总线请求和响应；没有高优先级中断在服务；当前指令执响应；没有高优先级中断在服务；当前指令执行完；如果是对段寄存器的操作，执行完此指行完；如果是对段寄存器的操作，执行完此指令后必须再执行一条指令；如果当前指令是带令后必须再执行一条指令；如果当前指令是带REP的串指令，则一个字节或字的操作完成，的串指令，则一个字节或字的操作完成，没有必要完全执行完该指令；若当前指令是封没有必要完全执行完该指令；若当前指令是封锁指令，则必须执行完其后的一条指令。锁指令，则必须执行完其后的一条指令。2022-2-32022-2-3中北大学中北

59、大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7676复习题复习题(二二)：n7.17一个中断类型号为一个中断类型号为01CH的中断处理程序的中断处理程序存放在存放在0100H：3800H开始的内存中，中断开始的内存中，中断向量存储在地址为向量存储在地址为 至至 的的 个字节中。个字节中。n7.18在在8086构成的系统中，利用构成的系统中，利用8259管理外管理外设产生的设产生的16级中断，则至少需要级中断，则至少需要 片片8259。n7.19 8088的外部中断分为的外部中断分为 和和 两大两大类。类。2022-2-32022-2-3中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7777复习题题解复习题题解(二二)：n7.17一个中断类型号为一个中断类型号为01CH的中断处理程序的中断处理程序存放在存放在0100H：3800H开始的内存中，中断开始的内存中，中断向量存储在地址为向量存储在地址为 00070H 至至 00073H 的的 4 个字节中。个字节中。n7.18在在8086构成的系统中，利用构成的系统中，利用8259管理外管理外设产生的设产生的16级中断，则至少需要级中断，则至少需要 3_片片8259n7.19 8088的外部中断分为