第15讲 中断和中断控制器-1

1一、8086的中断操作和中断系统二、中断传送方式三、8259A中断控制器中断和中断控制器2★

8086的中断分类★中断向量和中断向量表★

硬件中断的响应和时序★

中断处理子程序★

软件中断8086的中断操作和中断系统31.什么叫中断?与子程序不同点

中断是指CPU暂时中止它正在执行的主程序，转去执行请求中断的那个外设的中断服务程序，处理完毕后，又返回主程序的过程。子程序的调用是固定的，而中断是随机的。2.中断系统为实现上述中断功能而设置的各种硬件和软件，统称为中断系统。8086/8088的中断系统可以处理256种不同的中断，每个中断对应一个类型码，故256种中断对应的为0～255。4（1）8086的中断分类8086/8088有两类中断:硬件中断―由外设的请求引起,又叫外部中断软件中断―由执行指令所引起,又叫内部中断外部中断

8088有两条外部中断请求线NMI(非屏蔽中断)和INTR(可屏蔽中断)。58086/8088的中断源

图中外设与8259A的连法是IBMPC/XT的连法,正常优先权次序为,IR0最高,IR7最低。8086/8088的中断源非屏蔽中断请求中断逻辑CPU8259AINT可编程中断控制器(PIC)INTn指令INTO指令除法错误单步TF=1104nNMIIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR708090A0B0C0D0E0F系统定时器键盘为用户保留网络通信保留硬盘软盘并行打印机2INTR6内部中断 因是软件中断,属于执行指令引起的中断,通常分为三类:⒈中断指令INT引起的中断

CPU执行完一条INTn指令后,会立即产生中断,并且调用系统中相应的中断处理程序来完成中断功能,中断指令的操作数n指出中断类型。

例DOS功能调用INT21H,具有很强的功能。7⒉处理运算过程中某些错误的中断执行程序时,为及时处理运算中某些错误,CPU以中断方式中止正在运行的程序,提醒程序员改错。①除法错中断，类型号为0。执行除法指令时,若发现除数为零或商超过了有关寄存器所能表达的范围,则立即产生除法错中断。②溢出中断INTO，类型号为4。运算过程中当溢出标志OF=1时,执行INTO指令,则产生溢出中断,打印出一个错误信息,结束时不返回，而把控制权交给操作系统。若OF=0,则INTO不产生中断,CPU执行下一条指令。例：ADD AX,BXINTO ；测试加法的溢出8①单步中断，类型号为1。当TF=1,每条指令执行后，CPU会自动产生一个类型1的中断。使用单步中断可一条一条指令地跟踪程序流程,观察各个寄存器及存储单元变化，帮助分析错误原因。②断点中断，中断类型号为3。断点可设置在程序的任何地方,它相当把一条INT3指令插入程序中。CPU每执行到断点处,INT3指令便产生一个中断。⒊为调试程序而设置的中断9

对这些中断规定的优先权从高到低次序为：内中断(指除法错,INTO,INT指令)非屏蔽中断可屏蔽中断单步中断10（2）中断向量和中断向量表1.中断向量中断处理子程序的入口地址，每个中断类型对应一个中断向量，占用4个存储字节。2.中断向量表所有中断向量排列起来，在内存的00000～003FFH形成一张表，称为中断向量表。其中前2个字节存放中断处理子程序入口地址的偏移量（IP），后两个字节存放中断处理子程序入口地址的段地址（CS），按照中断类型号顺序，从00000H开始有规则排列。IBMPC的中断向量表}}}}}}}地址内容类型0(IP)类型1(IP)类型2(IP)类型3(IP)类型4(IP)类型5(IP)类型0(CS)类型1(CS)类型2(CS)类型3(CS)类型4(CS)类型5(CS)类型N(CS)类型N(IP)…0000H0004H0008H000CH0010H0014H4*N类型0的中断向量类型1的中断向量类型2的中断向量类型3的中断向量类型4的中断向量类型N的中断向量(除法错)(单步)(非屏蔽中断)(断点)(溢出中断INTO)…03FFH中断操作步骤}}F84DHF000HINT11HMOVAL,30H中断向量地址=11H*4=0044H中断向量表类型10H中断向量类型12H中断向量中断处理程序0:0040H0:0043H0:0044H0:0045H0:0046H0:0047H4DHF8H00HF0HIPCSF000:F84DHSTIPUSHDSIRET…{IP、CS、FR出栈返回断点，继续执行…13（3）硬件中断的响应和时序1.非屏蔽硬件中断NMI中断类型号为2不受IF影响CPU收到中断请求后立即响应，中断优先级很高用于处理系统重大故障，如掉电处理2.可屏蔽硬件中断INTR受IF影响，为1时CPU响应响应过程和时序14可屏蔽中断响应过程CPU在INTR引脚接收到高电平中断请求信号IF为1CPU执行完当前指令CPU往INTA引脚发两个负脉冲外设收到第二个负脉冲后往DB送中断类型号CPU读取中断类型号，将其存入内部暂存器将标志寄存器压入堆栈IF和TF清零断点保护（将CS和IP值压入堆栈）15可屏蔽中断响应过程---续根据得到的中断类型号，在中断向量表找到中断向量，根据中断向量转入中断处理子程序中断处理程序完成后，从堆栈中依次弹出IP、CS和标志寄存器的值，返回到断点处。16178086的中断响应总线周期18（4）中断处理子程序保护中断现场设置中断允许标志IF来开放中断中断处理的具体内容恢复寄存器中断返回指令19（5）软件中断①中断类型码由指令提供②不执行中断响应总线周期③不受中断允许标志IF的影响④执行软件中断时，对外部硬件中断请求的反映类似执行普通程序时的反应⑤软件中断没有随机性20

★中断传送方式的原理★中断优先级问题的解决中断传送方式中断方式输入的接口电路R中断传送方式的原理可屏蔽中断的响应和执行（P190）中断优先级问题的解决24★

8259A的引脚信号★8259A的编程结构和工作原理★

8259A的工作方式★

8259A的初始化命令字★

8259A的初始化流程

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8259A的操作命令字★

8259A使用举例8259A中断控制器258259A的引脚信号方波键盘保留串口2

硬盘软盘打印机WR18.2HzA1CS8259A总线A0数据线RDRDWR片选译码IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A2~A7D0~D7D0~D7VccSP/ENCAS0CAS1CAS2GND+5V用于多片8259A级连情况INTAINTINTAINTR串口1

双列直插式芯片，28个引脚8259A的编程结构和工作原理8259A的编程结构和工作原理下半部分的7个寄存器分为2组4个寄存器存放初始化命令字ICW1~ICW4，在计算机系统启动时由初始化程序设置。一旦设置，在系统工作过程中不再改变。3个寄存器存放操作命令字OCW1-OCW3，由应用程序设定，用作中断过程的动态控制。8259A的编程结构和工作原理上半部分为处理部件IRR：中断请求寄存器，存储外部来的中断请求，与引脚IR7~IR0对应。PR：中断优先级裁决器，将新进入的中断请求与正在处理的比较，决定哪个优先级更高。ISR：当前中断服务寄存器：存放正在处理的中断请求。8259A的编程结构和工作原理响应引脚的两个负脉冲（第一个）使IRR的锁存功能失效。第二个负脉冲才使其重新有效。使ISR对应位置1，为PR以后的工作提供依据。使IRR对应位清0。8259A的编程结构和工作原理响应引脚的两个负脉冲（第二个）将中断类型寄存器ICW2送数据总线。如ICW4的中断自动结束位为1，则将当前ISR相应位清0。8259A