《单片机原理及应用》课件第17章 微型计算机的中断系统

第17章微计算机的中断系统

教学目的：了解8086CPU的中断结构、中断源、中断过程、中断向量表以及NMI和INTR的区别。教学重点：微机中中断系统的结构、功能、中断源等。教学难点：中断控制器8259A的内部结构、外部引脚、工作原理17.18086的中断结构

17.1.1中断源

1.外部中断1）可屏蔽中断2）非屏蔽中断2.内部中断1）除法出错中断2）单步中断3）INTO溢出中断4）指令中断INTn8086系统的中断源优先级别由高到低的顺序为：除法错→INTn→INTO→NMI→INTR→单步。

17.1.2中断向量

8086可设置256个中断入口地址，顺序存放，序号称为中断类型码，用n表示（也可以称n为向量号）。类型号为n的中断服务程序入口地址（CS：IP），事先存放在物理地址为4n（段基址为0）的4个存储单元中，如图17.2所示。用户在使用中断之前，必须采用一定的方法，将中断服务程序的入口地址设置在与类型号相对应的中断向量表中，完成中断向量表的设置。17.1.3中断处理过程

1．获得中断类型号2．保护断点3．转入中断服务程序4．返回断点5．现场的保护和恢复

17.2 可编程中断控制器8259A

17.2.18259A的引脚与结构

1.8259A的引脚

2.8259A的内部结构图17.58259A的内部结构框图17.2.28259A的工作过程及工作方式1.8259A的工作过程2.8259A的工作方式1）中断优先级管理2）中断结束方式3）中断屏蔽方式4）优先级循环方式5）中断请求触发方式17.2.38259A的级联

17.2.48259A的编程1.8259A的初始化编程初始化编程由写入ICW1(称为主初始化命令字)开始，然后写入ICW2。至于是否写入ICW3和ICW4，取决于ICW1的内容。

1）ICW1

2)ICW23）ICW3

4）ICW4

2.8259A的操作命令字设置1）OCW1

2）OCW2

图17.12操作命令字OCW23）OCW33.8259A设置举例例17.1如果8259A的A0接地址总线A0，占用地址为20H和21H。8259A可向系统提供8条中断输入线。现在允许所连接的时钟、键盘和打印机中断，它们的中断级分别为0、1和4。根据实际使用情况对8259A进行初始化编程，有关部分程序如下：MOV AL，13H ；写ICW1，边沿触发，单

片工作，需要写ICW4。OUT 20H，ALMOV AL，8 ；写ICW2，设中断类

型码，

形成8个矢量08～0FH。OUT 21H，ALMOV AL，1 ；写ICW4，置非自动结束，

非缓冲方式，完全嵌套方式OUT 21H，AL例如允许IR0、IR1和IR4中断,其余禁止，编程如下：MOV AL，0ECH ；设屏蔽字，只允许IR0IR1和 IR4中断OUT21H，AL；写入OCW1

如果要读IRR状态，则可如下编程：

MOV AL，0AH ；设方式字OUT 20H，AL；写入OCW3INAL,20H ；读寄存器IRR

当中断执行完毕需要返回时，可编程如下：MOVAL，20H ；设OCW2命令字，普通EOI结束OUT20H，AL；写入OCW2，使ISR相应位清0IRET17.3高档微机的中断系统17.3.1异常和中断向量1.异常中断（1）失效（2）陷阱（3）终止2.中断向量Pentium最多可以定义256个不同的中断或异常，其中系统已经定义保留的中断及异常如表17.1所示。17.3.2中断描述符表当Pentium工作于保护虚地址方式时，设立了一个中断描述表IDT（InterruptDescriptorTable）来管理中断，表中最多可包含256个描述项，对应256个中断或异常，描述项中包含了各个中断服务程序入口地址的信息。中断描述符表可驻留在物理存储器的任何位置，其起始地址可通过写CPU内部的中断描述符表寄存器（IDTR）设置或者修改，里面包含IDT的一个32位的基地址和一个16位的边界范围，即段界限值。根据向量号和基地址，即可得到相应的描述符项。17.3.3中断的响应与处理过程在Pentium中各类中断/异常从检测到处理完的过程，除在获取相应向量号这一点上不同之外，其余基本相同。即都可分为中断检测、中断响应和中断处理三个阶段。中断检测是在每条指令结束时进行，且按规定的优先级顺序依次查询是否有内部异常、NMI和INTR。如果没有这些中断/异常，再检测陷阱标志TF，如果TF=1，执行陷阱处理程序；如果TF=0，则顺序执行下条指令。如果检测出现了中断/异常，在对一个中断/异常响应时，Pentium将利用异常/中断向量在中断描述符表中寻找与其对应的描述符。各类中断/异常的向量号是在中断响应阶段获得的，获取方法因中断源不同而不同。

(1)对于各种内部异常，CPU在执行指令过程中自动产生中断类型号。