.PAGE.第8章中斷系統(tǒng)與可編程中斷控制器8259A什么叫中斷？8086微機系統(tǒng)中有哪幾種不同類型的中斷？答：在CPU執(zhí)行程序的過程中，由于某個事件的發(fā)生，CPU暫停當前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理該事件的一個中斷效勞程序，待中斷效勞程序執(zhí)行完成后，CPU再返回到原被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。這個過程稱為中斷。8086微機系統(tǒng)中有3種中斷:外部可屏蔽中斷。外部不可屏蔽中斷。部中斷什么是中斷類型？它有什么用處？答：通常用假設(shè)干位二進制編碼來給中斷源編號，該編號稱為中斷類型號。8086微處理器用8位二進制碼表示一個中斷類型，有256個不同的中斷。這些中斷可以劃分為部中斷、外部不可屏蔽中斷、外部可屏蔽中斷三類。用處：使CPU識別中斷源，從而能正確地轉(zhuǎn)向該中斷源對應(yīng)的中斷效勞程序入口。什么是中斷嵌套？使用中斷嵌套有什么好處？對于可屏蔽中斷，實現(xiàn)中斷嵌套的條件是什么？答：微處理器在處理低級別中斷的過程中，如果出現(xiàn)了級別高的中斷請求，微處理器停頓執(zhí)行低級中斷的處理程序而去優(yōu)先處理高級中斷，等高級中斷處理完畢后，再接著執(zhí)行低級的未處理完的程序，這種中斷處理方式成為中斷嵌套。使用中斷嵌套的好處是能夠提高中斷響應(yīng)的實時性。對于某些對實時性要求較高的操作，必須賦予較高的優(yōu)先級和采取中斷嵌套的方式，才能保證系統(tǒng)能夠及時響應(yīng)該中斷請求。對于可屏蔽中斷，實現(xiàn)中斷嵌套的條件有：〔1〕微處理器處于中斷允許狀態(tài)〔IF=1〕〔2〕中斷請求的優(yōu)先級高于正在執(zhí)行的中斷處理程序的優(yōu)先級?！?〕中斷請求未被8259屏蔽。〔4〕沒有不可屏蔽中斷請求和總線請求。什么是中斷向量？中斷類型號為1FH的中斷向量為2345H:1234H，畫圖說明它在中斷向量表中的存放位置。答：中斷向量為每個中斷效勞子程序的入口地址，為32位〔16位的偏移地址和16位的段地址〕，在中斷向量表中占用4個地址單元。在8086CPU組成的計算機系統(tǒng)中，采用最低的1024個地址單元〔稱為0頁〕來存儲中斷向量。這1024個地址單元成為中斷向量表。因此，中斷類型號位1FH的中斷向量，在中斷向量表中的存儲位置為1FH×4=07CH。中斷類型號為1FH的中斷向量在中斷向量表中的存放位置如圖8.1所示。圖8.1中斷類型號為1FH的中斷向量在中斷向量表中的存放位置中斷向量表的功能是什么？表達CPU利用中斷向量表轉(zhuǎn)入中斷效勞程序的過程。答：中斷向量表是用來存放中斷向量的。是中斷類型號與它對應(yīng)的中斷效勞程序入口地址之間的換算表。CPU獲得中斷類型號n后，將當前PSW、CS和IP的容依次壓入堆棧，保存斷點的狀態(tài)和斷點地址，以便返回時恢復(fù)。將PSW中的IF位和TF位清0，關(guān)閉中斷。把地址為4×n和4×n+1兩個單元的16位數(shù)作為中斷效勞程序入口的偏移地址置入IP，把地址為4×n+2和4×n+3兩個單元的16位數(shù)作為中斷效勞程序入口的段地址置入CS。轉(zhuǎn)入中斷效勞程序。表達可屏蔽中斷的響應(yīng)過程。答：在IF位為1情況下，從INTR端參加中斷請求信號開場，到進入中斷效勞程序為止所經(jīng)過的一系列操作，稱為可屏蔽中斷的響應(yīng)過程。首先等待當前指令完畢后，進入中斷響應(yīng)周期。然后，從微處理器外部的中斷控制邏輯獲得中斷類型號。隨后把當前的PSW、CS和IP的容依次壓入堆棧，接著去除PSW中的IF位和TF位為0。最后把中斷效勞程序的入口地址置入IP和CS。至此，完成了可屏蔽中斷的響應(yīng)過程，開場進入中斷效勞程序。簡要表達8259A部IRR、IMR、ISR三個存放器的作用。答：IRR：中斷請求存放器，用來鎖存外部設(shè)備送來的中斷請求信號。當外部中斷請求線有中斷請求時，IRR中與之對應(yīng)的第i位被置1。該存放器容可以被微處理器讀出。IMR：用于設(shè)置中斷請求的屏蔽信號。此存放器第i位被置1時，與之對應(yīng)的外部中斷請求線被屏蔽，不能向微處理器發(fā)出INT信號。ISR：用于記錄當前正在被效勞的所有中斷級，包括尚未效勞完而中途被更高優(yōu)先級打斷的中斷級。假設(shè)微處理器響應(yīng)了中斷請求，那么ISR中與之對應(yīng)的第i位置1。中斷處理完畢前，要用指令去除這一位。中斷控制器8259A的初始化編程是如何開場的？答：初始化編程就是指對ICW〔初始化命令字〕的初始化，對ICW的初始化有一定的順序，必須從ICW1開場。對中斷控制器8259A的初始化編程次序如圖8.2所示。圖8.2對中斷控制器8259A的初始化編程次序設(shè)某微機系統(tǒng)需要管理64級中斷，問組成該中斷機構(gòu)時需片8259A。解：一片8259可控制8級中斷，第1片通過級聯(lián)8片8259可將中斷擴大至64級。所以組成該中斷機構(gòu)共需9片8259。完全嵌套的優(yōu)先級排序方式的規(guī)那么是什么？如何設(shè)置這種方式？答：在全嵌套方式下，中斷優(yōu)先級的級別是固定的，即優(yōu)先級最高，逐級次之，最低。如果對8259A進展初始化后沒有設(shè)置其他優(yōu)先級別，那么8259A就按全嵌套方式工作。如果設(shè)備D1、D2、D3、D4、D5按完全嵌套優(yōu)先級排列規(guī)那么。設(shè)備D1的優(yōu)先級最高，D5最低。在以下中斷請求下，給出各設(shè)備的中斷處理程序的次序〔假設(shè)所有的中斷處理程序開場后就有STI指令，并在中斷返回之前發(fā)出完畢命令〕〔1〕設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求；〔2〕設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求，并在設(shè)備3的中斷處理程序完成之前，設(shè)備2發(fā)出中斷請求；〔3〕設(shè)備1、3、5同時發(fā)出中斷請求，在設(shè)備3的中斷處理程序完成之前，設(shè)備2發(fā)出中斷請求。解：設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求；中斷處理次序為：D3→D4，示意圖如圖8.3〔a〕所示。圖8.3〔a〕設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求的中斷處理程序的次序示意圖設(shè)備3和4同時發(fā)出中斷請求，并在設(shè)備3的中斷處理程序完成之前，設(shè)備2發(fā)出中斷請求；中斷處理次序為：D3→D2→D3→D4，示意圖如圖8.3〔b〕所示。圖8.3〔b〕中斷處理程序的次序示意圖設(shè)備1、3、5同時發(fā)出中斷請求，在設(shè)備3的中斷處理程序完成之前，設(shè)備2發(fā)出中斷請求。中斷處理次序為：D1→D3→D2→D3→D5，示意圖如圖8.3〔c〕所示。圖8.3〔c〕中斷處理程序的次序示意圖8259A是怎樣進展中斷優(yōu)先權(quán)管理的？答：8259A利用優(yōu)先權(quán)處理器來識別和管理中斷請求信號的優(yōu)先級別。當幾個中斷請求信號同時出現(xiàn)時，優(yōu)先權(quán)處理器根據(jù)控制邏輯規(guī)定的優(yōu)先權(quán)級別和IMR的容來判斷這些請求信號的最高優(yōu)先級。微處理器響應(yīng)中斷請求時，把優(yōu)先權(quán)最高的IRR中的"1〞送入ISR.。當8259A正在為某一級中斷效勞時，假設(shè)又出現(xiàn)新的中斷請求，那么由優(yōu)先權(quán)處理器判斷新出現(xiàn)的中斷請求的級別是否高于正在處理的那一級。假設(shè)是，那么進入多重中斷處理。特殊全嵌套方式有什么特點？它的使用場合是什么？答：多片8259級聯(lián)時，主片必須工作在特殊全嵌套方式下。假設(shè)從片工作在全嵌套方式下，先后收到了兩次中斷請求，而且第二次中斷請求有較高的優(yōu)先級，那么該從片就會兩次通過INT引腳向上一級申請中斷。如果主片采用全嵌套方式，那么它不會響應(yīng)來自同一引腳的第二次中斷請求。而采用特殊全嵌套方式后，就會響應(yīng)該請求。向8259A發(fā)送"中斷完畢〞命令有什么作用？8259A有哪幾種中斷完畢方式？分析各自的利弊。答：向8259A發(fā)送"中斷完畢〞命令，使相應(yīng)的中斷級在ISR中的相應(yīng)位清"0〞，表示該中斷處理已經(jīng)完畢。8259A有自動中斷完畢方式〔AEOI〕和非自動中斷完畢方式〔EOI〕。自動中斷完畢方式〔AEOI〕。在這種方式下，系統(tǒng)一旦進入中斷響應(yīng)，8259A就在第二個中斷響應(yīng)周期信號的后沿，自動將ISR中被響應(yīng)中斷級的對應(yīng)位清"0〞。這是一種最簡單的中斷完畢處理方式，可以通過初始化命令來設(shè)定，但這種方式只能用在系統(tǒng)中只有一個8259A，且多個中斷不會嵌套的情況。非自動中斷完畢方式〔EOI〕。在這種工作方式下，從中斷效勞程序返回前，必須在程序里向8259A輸出一個中斷完畢命令〔EOI〕，把ISR對應(yīng)位清"0〞。具體做法有一般的中斷完畢方式和特殊的中斷完畢EOI命令。這種方式可用于系統(tǒng)中有多個8259A或多個中斷中有嵌套的情況，但這種方式要比自動中斷完畢方式復(fù)雜。而且在這種方式下，如果在程序里忘記了將ISR對應(yīng)位清零，那么，8259A在一般情況下將不再響應(yīng)這個中斷以及比它級別低的中斷請求。初始化8259A時設(shè)置為非自動完畢方式，那么在中斷效勞程序即將完畢時必須設(shè)置什么操作命令？不設(shè)置這種命令會發(fā)生什么現(xiàn)象？如果初始化時設(shè)置為自動完畢方式時，還需要設(shè)置這種操作嗎？答：必須發(fā)送中斷完畢命令，即向操作控制字的EOI位寫1。如果不設(shè)置這種命令，那么該中斷效勞程序完畢后，CPU將無法響應(yīng)優(yōu)先級比它低的中斷請求以及它自身的下一次中斷請求。假設(shè)初始化為自動完畢方式，那么不需設(shè)置這種操作。在哪些情況下需用CLI指令關(guān)中斷？在哪些情況下需用STI指令開中斷？答：關(guān)于有前綴的指令，前綴包括段存放器前綴〔例如指令MOVAX,CS:VAR〕、重復(fù)前綴〔例如指令REPMOVSB〕、和LOCK前綴。應(yīng)明確的是，指令前綴并不是一個獨立的指令，只是指令的一局部，所以不允許在前綴碼和指令碼之間響應(yīng)中斷，所以應(yīng)在這條指令前置CLI〔關(guān)中斷〕指令，在這條指令后置STI〔開中斷〕指令。對于目的地址是段存放器的MOV和POP指令〔除CS外〕，本條指令后不允許響應(yīng)中斷，而是還要執(zhí)行一條指令完畢后才能響應(yīng)中斷，這時可以在指令前加CLI，指令后加STI。需要進展中斷嵌套時，由于微處理器在響應(yīng)中斷時已將IF清零，所以一定要在中斷處理程序中加開中斷指令，才有可能進展中斷嵌套。某系統(tǒng)中有兩片8259A，從片的請求信號連主片的IR2引腳，設(shè)備A中斷請求信號連從片IR5引腳。說明設(shè)備A在一次I/O操作完成后通過兩片8259A向8086申請中斷，8086微處理器通過兩片8259A響應(yīng)中斷，進入設(shè)備A的中斷效勞程序，發(fā)送中斷完畢命令，返回斷點的全過程。答：設(shè)備A在一次I/O操作完成后在8259A從片中斷請求輸入端IR5上產(chǎn)生中斷請求，中斷請求被鎖存在8259A從片IRR中，并經(jīng)IMR"屏蔽〞，其結(jié)果送給優(yōu)先權(quán)電路判優(yōu)。控制邏輯接收中斷請求，向8259A主片IR2引腳輸出INT信號，中斷請求被鎖存在8259A主片IRR中，并經(jīng)IMR"屏蔽〞，其結(jié)果送給優(yōu)先權(quán)電路判優(yōu)?？刂七壿嫿邮罩袛嗾埱螅駽PU輸出INT信號。CPU從INTR引腳承受8259A主片的INT信號，進入連續(xù)兩個EQ\x\to(INTA)周期。優(yōu)先權(quán)電路設(shè)置ISR中的對應(yīng)位，在收到第一個EQ\x\to(INTA)信號后，8259A主片把當前申請中斷的8259A從片的ID代碼010，通過CAS0～CAS2送到相應(yīng)的8259A從片。相應(yīng)地8259A從片在收到第二個EQ\x\to(INTA)信號時，將中斷類型號N送到數(shù)據(jù)線上。8086CPU獲得中斷類型號N后，在N×4和N×4+2對應(yīng)的中斷向量表單元獲取中斷向量分別置入IP和CS，從此進入設(shè)備A的中斷效勞程序。在中斷效勞程序完畢前〔即執(zhí)行IRET指令前〕，應(yīng)分別向從片8259和主片8259發(fā)送EOI中斷完畢命令，然后執(zhí)行IRET指令，返回斷點。某8086系統(tǒng)用3片8259A級聯(lián)構(gòu)成中斷系統(tǒng)，主片中斷類型號從10H開場。從片的中斷申請連主片的IR4和IR6引腳，它們的中斷類型號分別從20H、30H開場。主、從片均采用上升沿觸發(fā)，非自動中斷完畢方式。且主片采用特殊全嵌套方式，從片采用完全嵌套方式。請編寫他們的初始化程序。答：設(shè)8258A主片的端口地址為20H(A0=0)和21H(A1=1)，第一個8259A從片的端口地址為50H(A0=0)和51H(A1=1)，第二個8259A從片的端口地址為0A0H(A0=0)和0A1H(A1=1)，初始化程序如下：主片：MOVAL，00010001B；：邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT20H，ALMOVAL，00010000B；：中斷類型號10H~17HOUT21H，ALMOVAL，01010000B；：和連有從片OUT21H，ALMOVAL，00010001B；：特殊全嵌套，非緩沖，非自動中斷完畢OUT21H，AL從片1：MOVAL，00010001B；：邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT50H，ALMOVAL，00100000B；：中斷類型號20H~27HOUT51H，ALMOVAL，00000100B；：INT引腳連主片OUT51H，ALMOVAL，00000001B；：完全嵌套，非緩沖，非自動中斷完畢OUT51H，AL從片二：MOVAL，00010001B；：邊沿觸發(fā)，級聯(lián)OUT0A0H，ALMOVAL，00110000B；：中斷類型號30H~37HOUT0A1H，ALMOVAL，00000110B；：INT引腳連主片OUT0A1H，ALMOVAL，00000001B；：完全嵌套，非緩沖，非自動中斷完畢OUT0A1H，AL設(shè)8259A的端口地址為50H(A0=0)和51H(A1=1)，請給下面的8259A初始化程序加上注釋，說明各命令字的含義。MOVAL，13HOUT50H，ALMOVAL，08HOUT51H，ALMOVAL，0BHOUT51H，AL解：MOVAL，13HOUT50H，AL;初始化，設(shè)置為邊沿觸發(fā)，單片工作MOVAL，08HOUT51H，AL;；中斷類型號的高5位為00001B，即中斷類型號為08H~0FHMOVAL，0BHOUT51H，AL;初始化，一般全嵌套緩沖方式，中斷非自動完畢設(shè)8259A端口地址為20H和21H，怎樣發(fā)送去除ISR3的命令？答：8259A可通過設(shè)置操作控制字QUOTE發(fā)送中斷完畢命令〔EOI命令〕，來去除ISR的指定位。QUOTE的值為23H，QUOTE用低位端口地址〔即A0=0〕進展操作，因此可編程如下：MOVAL,23HM