1、第五章 中断控制电路,一、教学内容1.中断的基本概念2.PC机的中断系统3.可编程中断控制器82594.8259的应用 二、教学重点难点可编程中断控制器8259 三、教学过程,第一节 中断的基本概念,一、中断1、含义内部/外部事件或程序预先安排引起CPU中止正在运行的程序，转去执行事件程序，然后再继续执行被中止的程序的现象。2、中断源是指发出中断请求的外部设备和内部原因。,3、中断识别中断识别就是找到是哪一个中断源发出的中断请求。（1）中断向量中断服务程序的入口地址（或入口地址的指针）由中断控制器通过数据总线输入CPU。（2）程序查询采用软件查询技术来确定发出中断请求的中断源。中断的优先：根据
2、任务的轻重缓急，给每个中断源指定响应级别。,4、中断嵌套技术 基于中断优先级的概念 中断优先级高的中断请求能中断中断优先级低的当前中断服务。 又称多重中断。,二、中断过程,包含中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个阶段。1、中断请求 中断请求信号 STI、CLI,2、中断响应 保护现场（Flags、CS、IP）。 读取入口地址填充CS和IP。3、中断服务 完成中断源期望的工作。 保护使用到的共享的资源（现场保护和恢复）。 中断结束（EOI）命令和IRET。4、中断返回 现场返回（ Flags、CS、IP ）。,三、堆栈在中断中的作用,1、中断处理的隐操作 中断处理过程中状态标志和程序断点地
3、址的保护和恢复是由机器硬件自动完成的，不需要程序员编程实现，所以称为隐操作。2、堆栈在中断处理中的作用 现场保护,3、堆栈操作,（1）建栈 建立栈段（SS）和栈顶指针（SP）。（2）进栈 PUSH（3）出栈 POP,四、中断向量,1、中断向量与中断向量表 中断向量是中断源提供的地址信息，实现对程序执行的导向。 中断向量是中断服务程序的入口地址。 把中断向量集中起来放在存储器的某一区域内，这个存放中断向量的存储区就叫中断向量表。 PC机存储器的00000H003FFH共1024个单元作为中断向量存储区，可以容纳256个中断向量。,2、中断向量指针 中断向量指针指出中断向量存放在中断向量表的什么位
4、置。 PC机中断向量指针由中断类型号提供。 向量地址=0000：中断类型号*4,3、中断向量的装入,中断向量由程序装入到中断向量表中。 上电启动后，POST（Power On Self Test）装入BIOS中断向量。 DOS启动程序装入DOS中断向量（如21H）和重载部分BIOS中断向量。 用户可以程序修改中断向量用于实现自己设计的中断或者在中断中附加自己的服务。 系统没有提供的中断。 不需要系统提供的中断服务自己重新设计。 在系统提供的中断服务之前附加自己实现的功能。,装入方法 用MOV指令填写（段间） 直接写入（段内） 调用DOS中断（25H和35H子功能）,第二节 IBM-PC机的中断
5、系统,包括硬件中断和软件中断 一、硬件中断由外部I/O设备或电路产生（NMI 、INTR）1、不可屏蔽中断NMI用于紧急情况故障处理多个NMI申请时，有逻辑电路决定申请源2、可屏蔽中断通过CPU的指令CLI、STI来禁止或允许中断多个中断控制时，须用8259ADMA级别高于INTR多主控设备中，LOCK有效时，INTA不能获得总线,中断处理过程外部申请 8259产生INTRCPU允许中断、LOCK无效CPU接收中断 运算中断指针 产生中断入口地址保护现场 执行中断服务 恢复现场 完成中断 二、软中断CPU处理特殊事件或内部逻辑产生1、微处理器专用中断0号-除数为0 DIV1号-单步执行 TF=
6、13号-断点处理4号-运算溢出2、双字节指令形式的中断常被用户调用，有三类：ROM-BIOS中断、DOS中断和未定义中断。,第三节 8259A可编程中断控制器,一、8259的任务1、优先级排队管理2、接受外部设备中断请求3、提供中断类型号 二、8259A的外部功能和内部结构1、引脚功能CAS0CAS2级连总线SP/EN 主从定义/缓冲器 方向,2、内部结构内部由IRR、ISR、IMR、PR总线缓冲、读/写逻辑、级连缓冲,三、8259A的工作方式,1。引入中断请求（触发）方式边沿、电平、查询 2。连接系统方式缓冲方式、非缓冲方式（SP/EN） 3。屏蔽方式通常屏蔽：利用OCW1置位或复位IMR
7、4。优先方式全嵌套优先方式：自然优先方式特殊全嵌套方式：可响应同级请求，产生同级嵌套自动轮换方式：中断服务后自动为最低的优先权指定轮换方式：指定某个中断为最高优先权，再采用轮换,5。结束中断的处理方式自动中断结束：硬件自动清除ISR中的响应的位，多用在多个中断系统不会嵌套的系统中非自动中断结束：由命令复位ISR中的位（OCW2）,四、8259初始化及操作命令字8259A通过ICW1，ICW2，ICW3，ICW4初始化OCW1，OCW2，OCW3进行特定操作初始化字是按顺序写入，操作字通过A0和特征位识别,1。ICW1（中断请求触发方式）,A0，D4为特征位 IC4 =1，需要ICW4（缓冲方式
8、下的级联控制位） SNGL：=0，多片级联（需要ICW3）；=1，单片使用 ADI： 不用 LTIM：触发方式，=1电平触发,2。ICW2（中断类型号）,3。ICW3中断级联方式,从控中断申请过程从IRi发生 INT给主IRi 主INT给CPUCPU发出第一个INTA 主发出CAS03给从第二个INTA 从给出中断类型号,4. ICW4,PM: 微处理器型号，=1 8088/8086 16位机 AEOI：=1，自动结束中断 M/S：缓冲方式下的主从控制器标识，=1，主 BUF：=1，缓冲方式；=0，非缓冲方式 SFNM：嵌套方式=1，特定嵌套方式。让从控更高级中断能通过主控向CPU申请中断=0
9、，一般完全嵌套（单片用）,5. OCW1中断正常屏蔽方式（Mi=0，开中断）,6. OCW2(非自动中断结束方式和排队方式）,L2L0：中断等级编码 D3、D4：特征位 EOI：中断结束方式。=1，非自动中断结束方式，须发结束命令。 R SL 0 0 正常优先方式 0 1 清除L2L0指定的中断 1 0 自动轮换 1 1 指定轮换,7. OCW3(特定屏蔽和读状态操作字）,ESMM：特定屏蔽允许。=0正常屏蔽方式 SMM： 特定屏蔽设置。=0正常屏蔽方式 D3、D4：特征位 P：=1，查询命令。查询字：,I=1 有中断请求 申请服务的最高 I=0 无中断请求 优先权等级编号RR：读寄存器允许位
10、。=1，读RIS指定的寄存器 RIS：=1，ISR；=0，IRR（RR=0时无效）,例：某由单片8259A作为中断扩充控制器，请根据要求初始化8259A。要求：边沿触发方式；零级中断号为60H，优先级最高。,解：设8259A端口的起始地址为300HINTA EQU 300HINTB EQU 301H：MOV AL，13H ；ICW1（需要IC4）OUT INTA，ALMOV AL，60H ；ICW2OUT INTB，ALMOV AL，3 ；ICW4OUT INTB，AL：,第四节 8259A在微机系统中的应用,一、编程包括初始化和操作1。初始化编程按先后次序系入24个ICW16位机须有ICW4多片使用须有ICW3 。,开 始,级连吗？,准备接受中断,送ICW1,送ICW2,送ICW3,需ICW4吗,送ICW4,N,N,2。操作编程通过A0、和D4、D3特征位来 区分进行的是OCW1、OCW2 还是OCW3。,二、编程举例例：PC/AT系统中8259的初始化过程15级中断向量；主片地址0203FH，从片地址在0A00BFH主从均采用边沿触发方式 非缓冲方式优先次序0、1、815、3707级中断类型号为080FH815级中断类型号为7077H,
