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文档简介
关于微机接口原理第七章中断技术第1页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三输入/输出数据的传输控制方式
程序方式中断方式DMA方式特点:上级反复访问特点:下级请示执行特点:架空CPU(三种接口设计模式)第2页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三3INT0INT1INT4INT3INT2断点中断溢出中断复习:第二章中断概念部分CPU硬件中断信号脚:第17脚非屏蔽中断请求第18脚可屏蔽中断请求第24脚可屏蔽中断响应弄清几个概念:
1.中断分类概念
2.中断向量表概念
3.中断服务子程序的执行机制概念第3页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三48086/8088的中断系统注:INT0~INT4为系统专用中断号第4页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三5复习:中断管理表windows有API库dos返回28第5页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三6三、计算机中断响应过程第一步:获得中断类型号;第二步:保护断点并关中断;第三步:从中断向量表中提取中断向量,转入中断服务程序。
关于中断类型号的获得,有三种情况:
1、对专用中断(中断号0~4),中断类型号由CPU自动生成;
2、对软件中断INTN
,中断类型号N从指令获得;
3、对外部可屏蔽中断,CPU获得中断类型号的过程比较复杂。见下页第6页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三7
可屏蔽中断接口必用——可编程中断控制芯片8259A连接CPU的中断请求线可扩展8个外部中断源
连接CPU的中断响应线注:其他管脚要解决:可编程的初始化问题中断源的再扩展问题D0~D7返回25第7页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三8CPU中断接口D0~D7中断请求INTR中断相应INTA第一个总线周期CPU送中断响应信号INTA第二个总线周期中断接口送中断类型号●●8259AIR0IR7第8页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三9四、各类中断的优先级注注:优先级可以通过硬件设计实现也可以通过软件设计实现第9页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三10第三节可编程中断控制器Intel8259A
8259A应具备下列四项功能:
1、中断请求端的扩展功能
2、中断优先级的管理功能
3、中断类型码的预置和自动上传功能
4、可编程功能:通过程序获得不同的工作模式[叫“可编程器件”]
第10页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三11可编程中断控制器8259A内部结构
返回到17页8259A芯片引脚返回到31返回到22
返回25记录当前正执行的中断号IRi第11页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三128259A的读写操作I/O端口地址
单板机8259A初始化命令字:ICW1、
ICW2、
ICW3、
ICW4
8259A操作命令字:OCW1、OCW2、OCW3难点:两个地址(一个偶地址和一个奇地址),但要写进这么多命令字!借助了可编程芯片的内部逻辑管理。第12页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三131.初始化命令字ICW1例:若8259A的端口地址为20H、21H,采用电平触发,单片使用,需要ICW4,请初始化命令字ICW1解:根据题意,ICW1=1BH,初始化程序如下:
MOV
AL,1BH
OUT
20H,AL借助于标志位,一个地址就可存两个命令字!决定是否有ICW3返28返18第13页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三142.初始化命令字ICW2(预存中断号)例:已知原计算机系统中断向量表60H以后为空,请设置命令字ICW2并装入,8259A地址为20H,21H解:ICW2的低三位000~111由8259A自动分配给外设中断请求端IR0~IR7,所以高5位应定位01100比较合理。
初始化程序如下:MOV
AL,01100000BOUT
21H,AL;8259A地址为20H,21H
;问:MOV,AL,01100111B行吗?返28D0~D7第14页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三153.初始化命令字ICW3ICW3称为主片/从片标志命令字,必须写到8259A的奇地址端口(即A0=1)中。仅在8259A级联(ICW1中D1=0)时使用,且CPU送给主8259A和从8259A的ICW3格式是不相同的。例:一片8259A级联8片从片,需要写9次ICW3,
如何写?第15页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三注:1主片2从片的连接电路图
SP/EN为主/从控制线(SP)
CAS0、CAS1、CAS2为级联线
第16页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三174.初始化命令字ICW4ICW4叫做方式控制初始化命令字,必须写到8259A奇地址端口(A0=1)。ICW4仅在ICW1中的D0=l时才有必要设置,否则就省略不用。说明:D4位特殊指级联时主片用“特殊”,其它都用“非特殊”。D3D2位,说明与系统总线是否用缓冲器(大系统的总线驱动)相连。D1位一般取0.为了实现有优先级要求的中断嵌套,8259A中有一个现行服务寄存器ISR,自动EOI方式,即一进入中断,8259A即将ISR的中断服务位ISRi请零,可能造成发生嵌套的优先级混乱。除非保证不发生嵌套时才用自动EOI方式。返28
第17页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三18例:假设8259A地址为20H21H,与总线之间有缓冲器连接,非自动结束方式,只用一片8259A,普通完全嵌套,用8088。请初始化ICW4解:MOVAL,00001101BOUT21H,AL第18页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三194个命令字的初始化顺序A0=0A0=1A0=1A0=1ICW1导向ICW1导向第19页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三20例:
现有8086微机系统,其中断控制单元由单片8259A构成。8259A的触发方式是边沿触发,中断类型号为08H~0FH,非自动结束方式,全嵌套方式,非缓冲方式。8259A的地址为0DAH和0DBH。试编写该片8259A的初始化程序。解:第20页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三21操作命令字:OCW1,OCW2,OCW3
1、中断屏蔽命令字OCW1例:开放中断IR0IR1IR2IR3
其它中断请求端均屏蔽。假定8259A的片地址为:
20H21H
请初始化OCW1
解:MOVAL,0F0HOUT21H,AL返28
第21页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三222.中断模式设置命令字
OCW2说明:一般使用ICW4的非自动EOI方式,用OCW2的普通EOI方式结束中断服务子程序。注意:ICW4用在主程序的初始化中,而OCW2用在中断服务子程序中使用。在子程序结束处用!
R=0为固定优先级;IR0最高R=1为轮换优先级。例:中断服务子程序片断:
..MOVAL,20H;用普通EOI方式(不用设Li),OUT20H,AL;送入偶地址20H
,ISR的相应位清零
IRET;CPU平台上的中断返回,恢复上层程序断口。返回30页注:外中断结束前需要两个关键指令:OUT20H,AL;接口片处理
IRET;计算机系统处理记录着正在执行的中断号第22页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三23返回20第23页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三243、OCW3
例:编一段了解ISR状态的程序片断,假定8259A的地址为20H21H.
:
MOVAL,00001111B;普通屏蔽方式OUT20H,AL;写OCW3NOP;此指令可有可无INAL,20H;读ISR(注意端口A0=0)返回30页第24页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三4个命令字3个操作命令字的使用总结5.4第25页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三26例:某一中断系统,有一片主片和两片从片8259A,主片的要求为:特定全嵌套方式、边沿触发、非自动EOI方式、非缓冲方式、中断类型为40H;从片的要求为:全嵌套方式、边沿触发、非自动EOI方式、非缓冲方式、中断类型为60H和80H;地址:主片为FFD0H,FFD2H;从片分别为FFD4H,FFD6H和FFD8H,FFDAH。试编写各8259A的初始化程序。级联管脚第26页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三ICW1ICW2ICW3ICW4第27页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三28主片:ICW1:00010001B=11HICW2:40HICW3:01001000B=48HICW4:00010001B=11H从片A:ICW1:00010001B=11HICW2:60HICW3:00000011B=03HICW4:00000001B=01H从片B:ICW1:00010001B=11HICW2:80HICW3:00000110B=06HICW4:00000001B=01H三片8259A的控制字分别是:第28页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三29CLI;初始化时要关中断MOV DX,0FFD0HMOVAL,11HOUT DX,ALINC DXINC DXMOV AL,40HOUT DX,ALMOV AL,48HOUT DX,ALMOV AL,11HOUT DX,AL主片8259A的初始化程序:CLIMOV DX,0FFD4HMOVAL,11HOUT DX,ALINC DXINC DXMOV AL,60HOUT DX,ALMOV AL,3HOUT DX,ALMOV AL,01HOUT DX,AL从片A的初始化程序:CLIMOV DX,0FFD8HMOV AL,11HOUT DX,ALINC DXINC DXMOV AL,80HOUT DX,ALMOV AL,6HOUT DX,ALMOV AL,01HOUT DX,AL从片B的初始化程序:第29页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三作业:某一中断系统,有一片主片和两片从片8259A,主片的要求为:特定全嵌套方式、电平触发、非自动EOI方式、缓冲方式、中断类型为48H;从片的要求为:全嵌套方式、边沿触发、非自动EOI方式、缓冲方式、中断类型为60H和80H;地址:主片为0D0H,0D2H;从片分别为0D4H,0D6H和0D8H,0DAH。试编写各8259A的初始化程序。第30页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三31例:电脑IBM—PC/XT上使用的8259A介绍电脑IBM—PC/XT的主机板上有一个以8259A为中心组成的外部中断控制逻辑。下表为外部中断源的分配表。电脑在上电初始化期间,BIOS中有三段与8259A有关的程序,见下页
返回46页第31页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三328259A初始化MOVAX,13H ;ICW1:边沿触发、单片8259A、要送ICW4OUT20H,AL ;8259A接口的偶地址为20HMOVAL,8 ;ICW2:装中断类型码,从08H开始0UT21H,AL ;8259A接口的奇地址为21HMOVAL,9 ;装ICW4:缓冲方式,8086/8088CPUOUT21H,ALMOVAL,0FFH;装0CWl:屏蔽全部中断OUT21H,AL第32页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三33例:编写中断处理程序,要求主程序运行时,每10秒响铃一次,同时屏幕上显示信息“Thebellisring!”。(小自动化程序)解:此问题的解决用VB或VC的控件很容易,但通过底层汇编语言更能看出解决问题的实质。两不同:前者是利用了系统,后者是修改了系统!
分析:1、每10秒响铃一次可用电脑中的定时器中断实现,其中断号为08H。
2、响铃用并行接口8255所控制的电脑扬声器实现。
3、显示信息“Thebellisring!”用软件中断调用INT21H实现。定时中断使用分析:电脑中定时时间为:1/18.2秒(约55ms),即每隔55ms便进入08H号中断服务程序中(执行完立马返回),此程序的主要任务是:实时修改“秒”“分”“时”“天”等参数,在中断返回之前,有一个软件调用指令:INT1CH;在系统BIOS中,1CH的处理程序只有一条IRET指令,仅为用户提供一个中断类型号。所以可以利用中断类型1CH设计一些动态功能。在本例中,因为题目要求每10秒处理一次,而8号中断执行182次才够10秒,即每中断182次响铃一次,同时屏幕上显示信息“Thebellisring!”设计任务:利用系统BIOS提供的中断号1CH,编写一个完成任务的中断服务程序即可。(既编写一段程序,程序的入口地址放入由1CH所指定的中断表里)
在编写程序时,除了功能实现外,还必须做两个方面的工作:1、在主程序初始化部分,先保存当前中断向量表里由1CH所指定中断向量,再置新的中断向量;2、在主程序结束部分恢复原保存的1CH中断向量。第33页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三34主程序1.设置定时中断次数:1822.获得原1CH中断号处的中断向量并保存之。中断服务子程序1.保护现场.2.判断定时中断的次数是否够
182次.不够则中断返回;若够则完成下列任务:(1)响铃(2)显示:Thebellisring
恢复现场中断返回在1CH中断号处创建新的中断向量。设置8259A的中断屏蔽字。在1CH中断号处恢复原中断向量。主程序结束。程序设计框图每隔55ms执行1次延时第34页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三35DATASEGMENT ;数据段COUNT DW 182 ;定时次数MESS DB ‘Thebellisring!’,0AH,0DH,‘$’;显示内容DATAENDSSTACKSEGMENT;堆栈段DB100DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTMAINPROCFARASSUMECS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOV AX,DATAMOVDS,AXMOV AX,STACKMOV SS,AX;各段地址初始化完毕MOV AL,1CH ;得到原中断向量
MOV AH,35HINT 21HPUSH ES ;存储原中断向量PUSH BX第35页,讲稿共38页,2023年5月2日,星期三36MOV DX,OFFSETRING;RING的偏移地址和段地址,取出新中断向量MOV AX,SEGRINGMOV DS,AXMOV AL,1CH ;创建新中断向量MOV AH,25HINT 21HIN AL,21H ;在奇地址中取出8259A的中断屏蔽字
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