1、第7章 中斷系統(tǒng)和中斷控制器8259A,一、中斷的基本概念 二、8086/8088的中斷系統(tǒng) 三、中斷控制器8259A,一、中斷的基本概念,1、中斷及中斷源 2、中斷處理過程 3、中斷優(yōu)先權管理,1、中斷及中斷源,中斷：是一種讓CPU掛起正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去處理特殊事件的操作。 中斷過程 ：CPU暫時停止執(zhí)行原來的程序而轉(zhuǎn)去中斷處理，處理好中斷服務后再返回繼續(xù)執(zhí)行原來的程序，這樣一個過程就是一個中斷過程 。 中斷源：能夠引起CPU中斷的事件稱為中斷源 。,中斷源及分類,根據(jù)中斷與CPU的相對關系，中斷分為內(nèi)部中斷和外部中斷。 外部中斷(硬中斷)則是由直接連到CPU引腳上的信號引起的中斷，如外部

2、設備請求服務中斷，實時時鐘定時到中斷，電源掉電等等。 內(nèi)部中斷（軟中斷）可以是中斷指令設置的中斷，調(diào)試程序時設置的中斷，或是程序運行過程中發(fā)生的非預期情況而產(chǎn)生的中斷；,可屏蔽中斷 不可屏蔽中斷,外部中斷 （硬中斷） 內(nèi)部中斷 （軟中斷）,（因執(zhí)行指令而引起）,2、中斷處理過程,一個中斷過程應該包含以下五個過程: （1）中斷請求 （2）中斷排隊 （3）中斷響應-中斷處理-中斷返回,（1）中斷請求,當中斷源需要CPU為其服務時，首先送出中斷請求信號。 中斷信號可以由中斷指令或是某些特定條件產(chǎn)生，也可以是通過CPU引腳向CPU發(fā)出中斷請求信號而產(chǎn)生。 實際系統(tǒng)中一般都有多個中斷源， 為了增加控制的

3、靈活性，每個中斷源接口電路中，設置一個中斷請求觸發(fā)器和一個中斷屏蔽觸發(fā)器。,（1）中斷請求,當中斷源有請求時，將中斷請求觸發(fā)器置1： * 若中斷屏蔽觸發(fā)器為“0”狀態(tài)，表示允許該中斷源向CPU發(fā)出中斷請求“信號”； * 若中斷屏蔽觸發(fā)器為“1”狀態(tài)，表示禁止該中斷源向CPU發(fā)出中斷請求“信號”。盡管該中斷源有中斷請求，也不能被送出，該中斷請求被屏蔽了。,（2）中斷排隊,中斷排隊是確定當前所有中斷請求中優(yōu)先級最高的那個中斷源。 因為CPU一次只能響應一個中斷，所以必須首先處理最緊急最重要的中斷。 根據(jù)中斷源的輕重緩急給予一個中斷優(yōu)先權級別，優(yōu)先權級別最高的中斷源將首先得到響應。 中斷一般劃分為四

4、級，以0級為最高，依次降低： 0級-1級-2級-3級,（3）中斷響應-中斷處理-中斷返回,CPU通過中斷排隊確定了要響應的中斷源后，進入中斷響應，完成以下步驟： （1）關中斷并保護斷點。這一步為隱操作。 （2）標志寄存器FR自動入棧。 （3）中斷處理。形成中斷服務程序入口地址，執(zhí)行中斷服務程序。 保護現(xiàn)場。在中斷服務程序中可能要用到某些寄存器，而這些寄存器在主程序被中斷打斷時存放著有用的信息，為了不破壞主程序在斷點處的信息，應將這些要用到的寄存器的內(nèi)容壓棧，這個過程稱為現(xiàn)場保護。 開中斷（STI指令）。由于CPU響應中斷時會自動關閉中斷，因此為了響應更高級別的中斷請求，往往要根據(jù)中斷系統(tǒng)的實際

5、情況，在中斷服務程序的適當位置要開中斷。 中斷服務程序 關中斷。為了安全起見，在保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場時都應關中斷。 恢復現(xiàn)場。 用一系列的出棧指令使保護現(xiàn)場時被保護的那些寄存器的內(nèi)容還原。 （4）中斷返回（IRET指令）。從堆棧彈出斷點，返回主程序。,3、中斷優(yōu)先權管理,中斷優(yōu)先權是事先根據(jù)中斷源的重要性給每個中斷源確定一個中斷優(yōu)先級別優(yōu)先權。 中斷優(yōu)先權管理就是判別和確定各個中斷源的中斷優(yōu)先權。 中斷優(yōu)先權判別方法有軟件和硬件兩種方法。,（1）軟件確定中斷優(yōu)先權 軟件法是在CPU響應中斷后，用軟件查詢確定哪個中斷源申請中斷，先被查詢的先響應。 查詢次序決定了中斷優(yōu)先權次序，最先被查詢的中斷源具

6、有最高的優(yōu)先權。,如圖，8個外設只要有中斷請求，CPU檢測到中斷請求信號，響應中斷；,讀入端口80H的內(nèi)容，逐位判別確定當前申請中斷的優(yōu)先權最高的中斷源，從而進入相應的中斷服務程序。,3、中斷優(yōu)先權管理,（1）軟件確定中斷優(yōu)先權,軟件查詢流程圖,軟件查詢程序： IN AL,80H ;端口讀入狀態(tài) TEST AL,80H; JNZ SERVE_A TEST AL,40H JNZ SERVE_B TEST AL,01H JNZ SERVE_H HLT,* 軟件查詢次序就是優(yōu)先權高低的次序； * 軟件確定中斷優(yōu)先權不需復雜的硬件電路，簡單易實現(xiàn); * 中斷源較多時，查詢時間較長，中斷響應較慢。,3、

7、中斷優(yōu)先權管理,（2）硬件確定中斷優(yōu)先權 由硬件實現(xiàn)中斷優(yōu)先權的判別。 * 常用的硬件電路有：中斷優(yōu)先權編碼電路，鏈式優(yōu)先權排隊電路及專用硬件電路等。,鏈式優(yōu)先權排隊電路,專用硬件方式,采用可編程的中斷控制器芯片，如Intel 8259A,中斷控制器的系統(tǒng)連接,* 利用中斷控制器8259A，它具有8個優(yōu)先權控制，可以通過級聯(lián)，擴展至64級優(yōu)先權控制，且每級中斷都可設置為允許或屏蔽 。,二、8086/8088的中斷系統(tǒng),8086/8088CPU具有一個功能很強、管理高效且簡便靈活的中斷系統(tǒng)，可以處理多達256種中斷源。 8086/8088CPU有兩類中斷： * 內(nèi)部中斷 由執(zhí)行中斷指令或特殊事件

8、引起； * 外部中斷 由外圍設備接口向CPU的中斷請求引腳INTR和NMI發(fā)出中斷請求信號而引起的。,二、8086/8088的中斷系統(tǒng),1、 8086/8088的中斷分類 2、8086/8088的中斷指令 3、 中斷向量表 4、 8086/8088中斷處理過程,1、8086/8088的中斷分類,8086/8088的中斷系統(tǒng)可以處理256種不同的中斷。 所有可能產(chǎn)生的中斷源有：可屏蔽中斷INTR、非屏蔽中斷NMI、指令中斷INT n和特定條件下的中斷，分為兩類：,內(nèi)部中斷,外部中斷,1、8086/8088的中斷分類,內(nèi)部中斷 CPU不是通過外部中斷請求而是通過內(nèi)部邏輯進入中斷，調(diào)用相應的中斷服務

9、程序，是CPU自啟動的中斷。 除單步中斷外，所有內(nèi)部中斷為非屏蔽型的。 內(nèi)部中斷主要用于解決程序運行中發(fā)生的一些意外情況、程序調(diào)試、用戶定義的中斷或者調(diào)用系統(tǒng)提供的一些標準中斷服務程序。 （1）除法出錯中斷 (類型0) ； （2）單步中斷(類型1)； （3）斷點中斷(類型3)； （4）溢出中斷(類型4)； （5）指令中斷,1、8086/8088的中斷分類,內(nèi)部中斷,（1）除法出錯中斷 (類型0) CPU在執(zhí)行除法指令DIV和IDIV時，若發(fā)現(xiàn)除數(shù)為0，或商超過了寄存器所能表達的范圍，就立即產(chǎn)生一個類型為0的內(nèi)部中斷，CPU轉(zhuǎn)入除法錯誤中斷處理程序。 注意：此中斷是由CPU自身產(chǎn)生，并沒有對應的

10、中斷指令。,1、8086/8088的中斷分類,內(nèi)部中斷,（2）單步中斷 (類型1) 此中斷也是由CPU自身產(chǎn)生，沒有對應的中斷指令，它是由CPU對狀態(tài)標志寄存器中的陷阱標志TF的測試而引起的。 TF1，自動單步中斷，用于程序調(diào)試。,1、8086/8088的中斷分類,內(nèi)部中斷,（3）斷點中斷 (類型3) 用DEBUG調(diào)試程序時，可G命令設置斷點。當CPU執(zhí)行到斷點時便產(chǎn)生中斷，同時顯示相關內(nèi)容 。 和單步中斷類似，用于程序調(diào)試。,1、8086/8088的中斷分類,內(nèi)部中斷,（4）溢出中斷 (類型4) 溢出中斷是由CPU執(zhí)行一條INTO指令實現(xiàn)的： 當OF1時，執(zhí)行INTO就會進入類型碼為4的內(nèi)部

11、中斷； 否則，按順序執(zhí)行。,1、8086/8088的中斷分類,內(nèi)部中斷,（5）指令中斷 當執(zhí)行INT n指令時，形成中斷，類型碼由指令提供。 從功能上來說，類似于調(diào)用子程序，但入口地址在中斷向量表里。,1、8086/8088的中斷分類,外部中斷 通過外部的硬件產(chǎn)生，由送至CPU引腳NMI和INTR上的信號引起中斷。 分為兩類： （1）非屏蔽中斷(n=2) 一旦在NMI引腳有中斷請求，CPU立即響應。,1、8086/8088的中斷分類,(2)可屏蔽中斷， 從INTR腳引入，必須滿足IF=1，且沒有非屏蔽中斷，CPU可以響應中斷。 中斷請求信號是由電平觸發(fā)，必須保存到CPU響應中斷請求后才能撤除。

12、 中斷允許標志IF的標志，可由指令設置： STI 開中斷，將IF置1； CLI 關中斷，將IF置0 。 當系統(tǒng)復位，或CPU響應中斷后，都使IF置0。,2、8086/8088的中斷指令,（1）中斷指令 指令格式: INT n ；n=0255，中斷類型碼 指令操作: SP2 SP(修改堆棧指針)， FR入棧， IF=0（中斷標志置0，關中斷，CPU不響應可屏蔽中斷） ， TF=0（陷阱標志，TF0，CPU正常執(zhí)行程序） ， SP2 SP (修改堆棧指針)， CS入棧 SP2 SP (修改堆棧指針)，IP入棧 n4 IP n4+2 CS,2、8086/8088的中斷指令,中斷向量就是中斷服務程序的

13、入口地址； 中斷類型碼 n4 即為該中斷向量的存放地址； 中斷向量占用4個單元： 低字是IP，高字是CS，CPU取出CS和IP，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務程序。 INT n 指令除了使IF0和TF0，對其他標志位沒有影響； INT 與INT 3等同，稱為斷點中斷指令，用于軟件調(diào)試。,2、8086/8088的中斷指令,（2）溢出中斷指令 指令格式：INTO；與INT 4等價 指令操作: 溢出中斷指令用于帶符號數(shù)加減法運算后，由于運算溢出而產(chǎn)生中斷。 通常，寫在一條算術運算指令后： 若運算結(jié)果使OF=1，進入中斷類型碼為4的中斷； 否則，按順序執(zhí)行下一條指令。,n4 0010H,中斷向量存放地址為：,2、8

14、086/8088的中斷指令,（3）中斷返回指令 指令格式：IRET 指令操作：IP，CS，F(xiàn)R依此出棧，SP+6SP 所有中斷服務程序，無論是軟件中斷，還是硬件中斷，最后執(zhí)行的指令一定是IRET，用以退出中斷，返回斷點。,3、中斷向量表,中斷向量即中斷服務程序的入口地址，用兩個字表示，低字是IP，高字是CS。 將所有中斷源的中斷向量集中存儲在內(nèi)存的指定空間內(nèi)，這樣一個指定的存儲區(qū)稱為中斷向量表； 8086/8088的中斷類型碼用8位二進制表示，共有從n=00HFFH， 256個中斷向量； 中斷向量表建立在內(nèi)存空間最低1K地址； 地址范圍：00000H 003FFH。 注意：中斷類型碼只能決定存

15、放中斷向量的地址，并不能決定中斷向量本身和中斷服務程序的功能。,中斷向量和中斷向量表,3、中斷向量表,向中斷向量表中寫入中斷向量，就是中斷向量表的設置。 （1）使用INT 21H （2）用傳送指令,（1）使用INT 21H，設置中斷向量,操作: AL中預置要設置的中斷類型碼； DS:DX中預置中斷服務程序的入口地址； (DS內(nèi)是段地址，DX內(nèi)是偏移地址) MOV AH， 25H ；送功能號 INT 21H ；系統(tǒng)功能調(diào)用,使用INT 21H，設置中斷向量,設中斷服務程序的入口地址標號為INTSUB，中斷類型碼為40H， 編寫程序段設置中斷向量。 解: PUSH DS ；將DS入棧，保存DS M

16、OV DX， OFFSET INTSUB；取INTSUB的偏移地址 MOV AX，SEG INTSUB ；取INTSUB的段基址 MOV DS，AX ；段基址送DS MOV AL， 40H ；送中斷類型碼 MOV AH， 25H ；送功能號 INT 21H ；系統(tǒng)功能調(diào)用 POP DS ；恢復DS ,(2)用傳送指令設置中斷向量,設中斷服務程序的入口地址標號為INTSUB，中斷類型碼為40H， 編寫程序段設置中斷向量。 解: 數(shù)據(jù)段 DATA SEGMENT AT 0000 ；設置數(shù)據(jù)段DATA段 ；從最低內(nèi)存開始 ORG 100H ；確定中斷向量的位置；在40H4=100H NT_SUB D

17、W 2DUP(?) ；預留兩字內(nèi)存 DATA ENDS,用傳送指令設置中斷向量代碼段,CODE SEGMENT CLI ；設置IF=0， 關中斷 PUSH DS ；DS入棧 MOV AX， DATA MOV DS， AX ；取DATA的段基址 MOV INT_SUB ，OFFSET INTSUB ；取INTSUB的偏移 ；地址送到INT_SUB MOV INT_SUB+2，SEG INTSUB ；取INTSUB的段基址 ；送到INT_SUB+2 POP DS ；恢復DS STI ；設置IF=1， 開中斷 CODE ENDS,4、8086/8088的中斷處理過程,8086/8088中斷處理過程包

18、含： 中斷請求、中斷排隊、中斷響應、中斷服務和中斷返回。,（1）中斷響應條件,任何一種中斷，都要待CPU執(zhí)行完當前指令后方能響應中斷。 當CPU執(zhí)行LOCK(總線鎖定指令)時，要等后面的指令完成后才能響應中斷； 設置段寄存器內(nèi)容的指令和下條指令之間不允許中斷； 在等待指令和重復串操作指令執(zhí)行過程中，可響應中斷，但必須在一個基本操作完成以后。 當上述情況滿足后，有內(nèi)部中斷、NMI、INTR（且IF1），CPU將暫時終止現(xiàn)行程序，進入中斷響應。,（2）中斷處理順序,中斷處理順序即按中斷優(yōu)先權從高到低的排隊順序?qū)χ袛嘣催M行響應。 8086/8088系統(tǒng)的中斷處理次序如下： 除法錯誤中斷、溢出中斷、I

19、NT n； NMI（非屏蔽中斷）； INTR（可屏蔽中斷，需判斷IF1？）； 單步中斷。,說明：,當CPU進入中斷響應時，保護FR，然后清除IF和TF，以保護本中斷服務不被可屏蔽中斷打斷；中斷返回時，F(xiàn)R恢復，IF和TF 恢復； NMI的請求擁有最高優(yōu)先權，需要立即處理； 一個中斷被響應，CPU進入中斷服務程序； 在中斷服務程序中，設置了開中斷，即設置IF1，則不但可以響應NMI，也可響應優(yōu)先權更高的INTR； 多個中斷同時發(fā)生，按優(yōu)先權從高到低響應。,（3）中斷類型碼的獲取,8086/8088的中斷系統(tǒng)是根據(jù)中斷類型碼從中斷向量表中取得中斷服務程序的入口地址的。 除法錯誤、單步中斷、非屏蔽中

20、斷、斷點中斷和溢出中斷由硬件邏輯電路自動提供中斷類型碼0 4； INT n指令的第二字節(jié)為中斷類型碼，因而指令中斷是從指令中直接獲得； 外部可屏蔽中斷由外部硬件電路在中斷響應時向CPU提供中斷類型碼。,（4）中斷響應過程,硬件中斷響應過程：,（4）中斷響應過程,INTR被響應時，CPU實際執(zhí)行的過程如下： CPU取得中斷類型碼后，左移兩位(4)，存入內(nèi)部暫存器； FR入棧； IF置零，TF置零； CS入棧； IP入棧； 中斷向量低字送IP； 中斷向量高字送CS。,說明： 1、非屏蔽中斷和軟件中斷不需要從數(shù)據(jù)線上取類型碼，中斷響應過程從第二步開始。 2、非屏蔽中斷可打斷可屏蔽中斷。打斷點：可屏蔽

21、中斷執(zhí)行中斷處理程序前再次檢測是否有NMI中斷請求，如果有請求，進入NMI響應周期，否則，執(zhí)行中斷處理程序 。 3、中斷程序執(zhí)行后執(zhí)行：IP、 CS出棧-標志寄存器出棧，然后返回斷點繼續(xù)執(zhí)行原來程序。,三、中斷控制器8259A對外部中斷進行控制與管理的芯片,1、 8259A主要功能 2、 8259A基本構(gòu)成與引腳信號 3、 8259A工作過程 4、 8259A的工作方式 5、 8259A編程方法,三、中斷控制器8259A1、 8259A主要功能,（1）接受外部的中斷請求；,（2）管理外部的中斷請求(排隊、判優(yōu)、屏蔽、嵌套)；,（3）向CPU產(chǎn)生中斷請求INTR及提供中斷類型號；,（4）進行中斷

22、結(jié)束處理；,（5）接受CPU命令。,2、8259A基本構(gòu)成與引腳信號,CPU側(cè)：,DB0DB7；,外設側(cè)：,IR0IR7；,級聯(lián)：,8259A的基本構(gòu)成,中斷請求寄存器IRR:是一個8位寄存器，用于鎖存所有從IRi引腳輸入的中斷請求信號。 輸入線IR7IR0 分別連接8個中斷源的中斷請求信號，當中斷源有中斷請求時，在相應的IR引腳上送入有效信號，IRR中相應的位就置位，以鎖存該中斷請求信號。,中斷源,8259A的基本構(gòu)成,中斷屏蔽寄存器IMR：也是8位寄存器，用于存放對中斷請求的屏蔽信息，其內(nèi)容可編程設定。 IMR中的8個位對應IR7IR0這8個中斷請求，當IMR中某位被置位，對應的中斷請求就

23、被屏蔽，即IRR對應的位雖被置位，但不能送出它的中斷請求信號給CPU，由此實現(xiàn)對各中斷有選擇的屏蔽。,8259A的基本構(gòu)成,優(yōu)先權判別器PR：用于識別各中斷請求的優(yōu)先權級別，并進行優(yōu)先權管理。 各中斷請求的優(yōu)先權級別可以由CPU定義或修改。 若IRR有幾位被置位，且未被屏蔽，表明有多個中斷源同時申請中斷。則由PR經(jīng)過判斷確定最高優(yōu)先權的中斷請求，并在CPU響應周期內(nèi)，將它送入ISR中相應的位。,中斷源,優(yōu)先權 判別器PR,8259A的基本構(gòu)成,中斷服務寄存器ISR：為8位寄存器，用于記錄已被CPU響應的中斷。 在中斷響應周期里，由PR根據(jù)IRR和IMR的狀態(tài)，確定先被響應的中斷請求，送至ISR

24、，使相應的位被置位。,若ISR中有多個位被置位，是什么原因？,8259A的基本構(gòu)成,數(shù)據(jù)總線緩沖器：為8位雙向三態(tài)緩沖器，是8259A與CPU間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈?CPU通過數(shù)據(jù)總線緩沖器向8259A送初始化命令和操作命令字，或是讀取狀態(tài)信息。 在中斷響應周期，8259A通過數(shù)據(jù)總線緩沖器向CPU送出中斷類型碼。,8259A 基本構(gòu)成,讀/寫控制電路：其邏輯功能就是負責接收CPU發(fā)來的控制信號，完成規(guī)定的寫入命令操作以及讀IRR、ISR和IMR的操作。該片8259A的操作過程中，片選CS必須有效。,8259A的基本構(gòu)成,級聯(lián)緩沖/比較器：用于實現(xiàn)8259A的級聯(lián)，構(gòu)成主從式中斷管理系統(tǒng)，使中斷源

25、由8級擴展到64級。,8259A 的基本構(gòu)成,控制電路邏輯： 根據(jù)CPU編程設定的工作方式產(chǎn)生片內(nèi)控制信號，控制片內(nèi)的工作； 根據(jù)IRR、IMR的內(nèi)容和PR判斷結(jié)果,向CPU發(fā)出中斷請求; 接受來自CPU的中斷響應信號。,引腳功能,中斷請求輸入線IR7IR0接受來自外設或8259A從片的中斷請求信號。 可設置為上升沿觸發(fā)或高電平觸發(fā)。,引腳功能,雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線D7D0 可與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線直接相連，稱為非緩沖方式工作； 也可通過總線緩沖器與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，稱為緩沖方式工作。,引腳功能,中斷請求線INT，輸出信號，通常與CPU的可屏蔽中斷輸入端INTR相連，向CPU發(fā)送中斷請求信號。,引腳功能,接

26、收CPU在中斷響應周期發(fā)來的中斷響應信號，8259A接到此信號后，送上中斷類型碼； 中斷類型碼由編程設定。,中斷響應線,引腳功能,由CPU的高位地址線控制，低電平時，表示8259A被選中，允許CPU對8259A進行讀或?qū)懖僮鳎?高電平時，表示未選中該片。,片選線,引腳功能,地址線A0用以選擇8259A內(nèi)部不同寄存器。,引腳功能,當讀信號低電平時，允許8259A將中斷請求寄存器IRR、中斷服務寄存器ISR、中斷屏蔽寄存器IMR的內(nèi)容送上數(shù)據(jù)總線，供CPU讀取。,讀信號,引腳功能,寫信號低電平時，允許CPU將命令字寫入8259A。,寫信號,引腳功能,級聯(lián)線CAS2CAS0 在主從式中斷管理系統(tǒng)中，

27、全部8259A的CAS2CAS0與對應端相連。 作為主片的8259A，其CAS2CAS0為輸出線，在CPU響應中斷時，用來輸出級聯(lián)設備編碼，選中對應的從片； 作為從片的8259A，其CAS2CAS0為輸入線，接收來自主片的設備編碼。,引腳功能,非緩沖方式工作時，作為輸入線， *高電平時，表示該8259A為主片； *低電平時，表示該8259A為從片。 緩沖方式下工作時，作為輸出線，用于控制緩沖器接收和發(fā)送。,3、8259A工作過程,當有外部中斷請求時，8259A處理過程: （1）中斷請求寄存器IRR接受外部中斷請求并鎖存，當中斷屏蔽寄存器IMR為0時，則中斷請求進入優(yōu)先權判別器PR，由PR判斷是

28、否當前優(yōu)先權最高？ 如果是，則8259A的INT為1，向CPU的INTR發(fā)出中斷請求；,3、8259A工作過程,8259A使中斷服務寄存器ISR的相應位置1，并將中斷請求寄存器IRR的相應位清零，再送出中斷類型碼到數(shù)據(jù)總線供CPU讀取，CPU讀取中斷類型號，轉(zhuǎn)移到到相應的中斷處理程序；,2）當CPU的中斷允許標志IF=1，CPU響應中斷， 發(fā)回中斷響應信號；,3、8259A工作過程,（3）若允許中斷嵌套，則由8259A的優(yōu)先權判別器PR依據(jù)中斷服務寄存器ISR中的狀態(tài)，判斷新的中斷請求優(yōu)先權是否高于正在服務的中斷。 若是，則送出INT=1，向CPU的INTR發(fā)中斷請求信號，從而實現(xiàn)中斷嵌套。

29、（4）當中斷服務結(jié)束時，中斷處理程序向8259A送出中斷結(jié)束命令，使8259A清除ISR的相應位，從而結(jié)束一個中斷服務。,4、8259A的工作方式,8259A具有十分靈活的運行方式，可以通過編程設定工作方式，滿足用戶對中斷管理的不同要求。 主要工作方式： （1）中斷請求觸發(fā)方式 （2）屏蔽中斷源方式 （3）中斷優(yōu)先權設置方式 （4）中斷結(jié)束（EOI）方式 （5）連接系統(tǒng)總線方式 （6）中斷查詢方式 （7）級聯(lián)方式,（1）中斷請求觸發(fā)方式,電平觸發(fā) 邊沿觸發(fā),電平觸發(fā),8259A將中斷請求輸入線上出現(xiàn)高電平作為有效的中斷請求信號。 注意：當中斷請求輸入端出現(xiàn)一個高電平并得到CPU響應時，應及時撤

30、消信號。 否則，在CPU進入中斷處理過程，開放中斷后，會引起錯誤的第二次中斷。,邊沿觸發(fā),8259A將中斷請求輸入線出現(xiàn)的上升沿作為中斷請求信號。上升沿觸發(fā)后，可一直保持高電平，而不會產(chǎn)生重復觸發(fā)。,（2）屏蔽中斷源方式,普通屏蔽方式 特殊屏蔽方式,普通屏蔽方式,CPU對8259A的中斷屏蔽寄存器IMR寫入命令字OCW1，使IMR中的某個位或幾個位置1，對應的中斷請求就被屏蔽，從而不能被8259A送到CPU。 而IMR中被置0的那些位對應的中斷請求允許從8259A送到CPU。 對中斷屏蔽可以隨時修改，即通過對命令字OCW1的重新設置，實現(xiàn)對某些中斷的屏蔽。,特殊屏蔽方式,在中斷服務程序中，用命

31、令字OCW1對中斷屏蔽寄存器IMR中相應的位置1(對應CPU相應的中斷源位)，且清除當前中斷服務寄存器ISR對應的位，屏蔽了本級中斷，從而開放低優(yōu)先權的中斷請求。 該方式在中斷服務程序中使用，用于中斷嵌套，實現(xiàn)在高優(yōu)先權的中斷服務程序中開放低優(yōu)先權的中斷請求。,（3）中斷優(yōu)先權設置方式,固定優(yōu)先級： 普通全嵌套方式 特殊全嵌套方式 循環(huán)優(yōu)先級： 優(yōu)先權自動循環(huán)方式 優(yōu)先權特殊循環(huán)方式,固定優(yōu)先級： 普通全嵌套方式,這是8259A最基本、最常用的工作方式，若對8259A初始化后沒有設置其它優(yōu)先權方式，則默認為此方式。 普通全嵌套方式中，8259A的8個中斷源請求的優(yōu)先權級別，按照IR0優(yōu)先權最高

32、、IR7優(yōu)先權最低的固定優(yōu)先權順序。 當一個中斷被響應后，只有比它高優(yōu)先權的中斷請求才會被響應。,固定優(yōu)先級：特殊全嵌套方式,與普通全嵌套方式基本相同：優(yōu)先權順序按照IR0優(yōu)先權最高、IR7優(yōu)先權最低的固定順序。 唯一不同在于：若CPU正在處理某一級中斷時，如果有同級的中斷請求，8259A也會送出中斷請求給CPU。 特殊全嵌套方式是對同級中斷的一種中斷嵌套。 一般用在8259A級聯(lián)的系統(tǒng)中，設定主片為特殊全嵌套方式。當從片的某中斷請求正在被處理時，如果同一從片又進入更高優(yōu)先級的中斷請求，主片仍然響應。 既開放主片上其他優(yōu)先權高的中斷請求，同時也開放了同一從片上的較高優(yōu)先權的中斷請求。,循環(huán)優(yōu)先

33、級：優(yōu)先權自動循環(huán)方式,一個系統(tǒng)的幾個中斷源的重要性差別不大，因而希望它的優(yōu)先權不是固定不變的。 優(yōu)先權自動循環(huán)方式下，優(yōu)先權順序是在變化的： 初始時，IR0為最高優(yōu)先權，IR7為最低優(yōu)先權； 當一個中斷被CPU響應后，它的優(yōu)先權自動降為最低的； 原在其下一級的中斷升為最高優(yōu)先權，其余循環(huán)類推。 假設，初始時有IR3中斷請求，且被CPU響應，當IR3的中斷服務結(jié)束后，IR3降為最低優(yōu)先權。 此時的優(yōu)先權順序變?yōu)椋篒R4、IR5、IR6、IR7、IR0、IRl、IR2、IR3。,循環(huán)優(yōu)先級：優(yōu)先權特殊循環(huán)方式,與優(yōu)先權自動循環(huán)方式相似：優(yōu)先權的順序是變化的，當一個中斷被CPU響應，它的優(yōu)先權自動

34、降為最低。 優(yōu)先權特殊循環(huán)方式中，初始最低優(yōu)先權是由編程設定的。 設編程時設定IR4為最低，則初始優(yōu)先權順序由高至低為：IR5、IR6、IR7、IR0、IRl、IR2、IR3、IR4。,（4）中斷結(jié)束方式（EOI，End of Interrupt ）,當一個中斷請求被響應，8259A在中斷服務寄存器ISR的相應位置1。 當中斷服務結(jié)束時，必須將ISR中相應的位清0，進行中斷結(jié)束操作。 自動中斷結(jié)束方式(AEOI) 非自動結(jié)束方式(EOI): 普通中斷結(jié)束方式 特殊中斷結(jié)束方式,自動中斷結(jié)束方式,CPU一旦進入中斷響應周期，8259A就自動將當前中斷服務寄存器ISR中相應的位清0。 自動中斷結(jié)束

35、方式通常用在無中斷嵌套的場合。這時，盡管CPU正在為某個中斷源服務，但在8259A的ISR中沒有對應位置1，就會出現(xiàn)低優(yōu)先權中斷打斷高優(yōu)先權中斷的情況。,非自動結(jié)束方式(EOI):普通中斷結(jié)束方式,普通中斷結(jié)束方式用在普通全嵌套情況下。 在中斷服務結(jié)束時，必須由CPU用OUT指令發(fā)來一個普通EOI命令，8259A收到后，將當前中斷服務寄存器ISR中的已置1的最高優(yōu)先權的位復位。,非自動結(jié)束方式(EOI):特殊中斷結(jié)束方式,特殊中斷結(jié)束方式多用于優(yōu)先權循環(huán)情況下。 由CPU在中斷服務結(jié)束時，發(fā)出一條特殊EOI命令，指明要清除ISR中的哪一位。 注意：在級聯(lián)方式下，一般不用自動EOI方式，而用普通

36、中斷結(jié)束或特殊中斷結(jié)束方式。,（5）連接系統(tǒng)總線方式,非緩沖方式用于一片或幾片較小系統(tǒng)，緩沖方式用于多片級聯(lián)大系統(tǒng)。,（6）中斷查詢方式,8259A提供了中斷查詢方式。 這種方式下，外設仍然靠中斷請求要求服務，但CPU不是通過對中斷請求的響應，而是靠主動查詢實現(xiàn)對外設的服務。 在CPU為關中斷情況下，外設的中斷請求信號不被響應，但CPU可以通過查詢方式檢查請求中斷的外設，獲取中斷請求信號，從而進入中斷服務。,查詢過程：用輸出指令把“查詢方式命令字”送到8259A，然后對8259A執(zhí)行一條輸入指令，8259A便將一個8位查詢字送到數(shù)據(jù)總線上。CPU讀取查詢字，利用程序判斷有無中斷請求。若有，便根

37、據(jù)查詢字低三位數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)移到對應的中斷服務程序去。 查詢字格式：IW2W1W0 I=1表示有中斷請求，I=0表示有無中斷請求。 W2W1W0表示8259A請求服務的最高優(yōu)先級編碼。,（7）級聯(lián)方式,8259A可以級聯(lián)使用，一個主8259A可以最多帶8個從8259A，將中斷源擴展到64級。,5、8259A編程方法,8259A為可編程的中斷控制器，它的工作狀態(tài)和操作方式是由接收CPU的命令而確定的。,命令有兩類：,初始化命令字: 8259A的啟動必須先通過編程(初始化程序）寫入初始化命令字，使它處于工作起始狀態(tài)；初始化命令字設定后，在整個系統(tǒng)工作過程中保持不變；,操作命令字用來控制8259A執(zhí)行不同

38、的操作方式。由應用程序設定的,用來對中斷處理過程實現(xiàn)動態(tài)控制。在8259A工作期間的任何時刻都可設置操作命令字，允許重置操作命令字動態(tài)地改變8259A的操作方式。,8259A 有兩個端口地址， 是2個連續(xù)端口地址，其中一個奇地址，一個偶地址，且偶地址較低，奇地址較高。 A0為端口選擇引腳，用于指示8259A的哪個端口被訪問。,I,A,初始化命令字,8259A在使用前首先必須對它進行初始化，使其處于預定的初始狀態(tài)， 初始化過程：按照固定的順序進行。ICW1、ICW2必須寫，ICW3、ICW4視具體情況而定。,ICW1寫入8259A的偶地址中(A0=0)。,ICW2 ICW4寫入8259A的奇地址

39、中(A0=1)。,ICW1格式：芯片控制初始化,D41特征位，表示設置的是ICW1 A00，表示輸入8259A低地址端口；,ICW2格式：設置中斷類型號基值,ICW2用于設置中斷類型碼。 A01，表示輸入8259A高地址端口。,例： ICW2寫入20H,中斷類型碼為20H27H； ICW2寫入40H,中斷類型碼為40H47H; ICW2 寫入45H,中斷類型碼仍為40H47H.,中斷類型碼=(T7T3)+ 中斷源引入管腳編號,ICW3格式：主從片標志（級聯(lián)方式結(jié)構(gòu)設置）,需要分別對主片和從片進行設置。,主片：S7S0分別對應相應的IR號的引腳，為1的位對應的引腳接有從片；,從片：ID2ID1的

40、編號是該從片接到主片的IR引腳的IR號。,當ICW1中D11，單片使用，不需要ICW3； 當ICW1中D10 ，表示8259A工作于級聯(lián)方式，必須設置ICW3。,級聯(lián)方式結(jié)構(gòu)：,8259主從級聯(lián),主 片ICW3：14H,從片1 ICW3 ：04H,從片2 ICW3 ：02H,ICW4格式：方式控制,當ICW1的D0 =1，需要設置ICW4。,D3：BUF，若BUF1，則8259A在緩沖方式下工作；若BUF 0，則8259A在非緩沖方式工作下。D2：M/S，當BUF1，且M/S1時，此8259為主片；當BUF 1，但M/S0時，此8259為從片。若BUF0， M/S 無效。,初始化命令字（總結(jié)）

41、,ICW1必須寫入8259A的偶地址端口； ICW2ICW4必須寫入8259A的奇地址端口； ICW1ICW4的初始化順序是固定的，不可顛倒； ICW1和ICW2對每個8259A是必須設置的，而ICW3和ICW4是可選的，由ICW1預先指明；,在級聯(lián)情況下，不管是主片還是從片，都需設置ICW3。,主片的ICW3每一位指明IR0IR7管腳的連接情況； 從片的ICW3高五位為“0”，低三位是該從片的標示碼。,例題,單片8259A的端口地址是80H和81H，采用邊沿觸發(fā)，普通嵌套方式，緩沖方式，非自動中斷結(jié)束方式，需要ICW4，中斷類型碼是18H1FH，請對8259A進行初始化。,例題,解：其初始化

42、程序如下: MOV AL，13H；設置ICW1=0001 0011，即采用邊沿 ；觸發(fā)，單片，需要ICW4 OUT 80H，AL；ICW1寫入地址A0=0 MOV AL，18H；ICW2=0001 1000，確定ICW2的高5位 OUT 81H，AL；ICW2寫入地址A0 =1 MOV AL，0DH；ICW4=0000 1101，即普通嵌套方式， ；緩沖方式，非自動中斷結(jié)束方式，用 ；于8086/8088 OUT 81H，AL；ICW4寫入地址A0 =1 ,單片8259A的端口地址是80H和81H，采用邊沿觸發(fā)，普通嵌套方式，緩沖方式，非自動中斷結(jié)束方式，需要ICW4，中斷類型碼是18H1FH

43、，請對8259A進行初始化。,單片不需ICW3,需要ICW4,操作命令字,向8259A寫入初始化命令字后，8259A就處于設定的工作狀態(tài)，隨時準備接受中斷請求信號，按要求管理中斷。并自動進入操作命令狀態(tài)，在任何時刻都可以設置操作命令字，選擇其不同的操作方式； 操作命令字用于規(guī)定中斷屏蔽、中斷結(jié)束、優(yōu)先權循環(huán)和中斷狀態(tài)的讀出和查詢等等。 操作命令字有三個，根據(jù)需要輸入，無需按順序，但是對端口地址有嚴格要求，即OCW1必須寫入8259的奇地址端口，OCW2和OCW3必須寫入8259的偶地址端口。 OCW1 OCW2 OCW3,OCW1：設置和清除中斷屏蔽寄存器,OCW1的功能用來動態(tài)地設置中斷源的屏蔽狀態(tài)。,假設，OCW133H, 表示IR5、 IR4、 IR1、 IR0引腳上的中斷被屏蔽，其余中斷請求允許；,OCW2：設置優(yōu)先級循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式,A0=0，表示必須寫入的偶地址。 D4D3=00是OCW2特征位。,R、S