1、8086中断系统,第七章 8086中断系统,8086 中断结构,第7.1节 8086中断结构 一. 硬件中断 1. 可屏蔽中断 输入为INTR引脚，高电平有效，受IF标志控制CPU在每条指令的最后一个T状态检测该引脚，若CPU响应中断请求，则输出/INTA低电平有效，从外设读取中断类型码。中断类型码：用1个字节对8086的256个中断类型进行的编码每个中断类型码对应1种中断类型，也对应4字节的中断服务程序入口地址(段地址:偏移量)，中断服务程序入口地址又称中断向量。 2. 非屏蔽中断 输入为NMI引脚，上升沿有效，不受IF控制中断类型码为2，该中断一般用于非常事件。PC/XT机中用于系统板上R
2、AM奇偶错，I/O通道奇偶错和8087异常中断。,8086 中断结构,二. 软件中断 1. 除法溢出中断（INT 0）若除数为0或商超过寄存器所能表达的范围，则产生类型为0的软件中断 2. 单步中断 （INT 1）若TF=1，则CPU每执行完一条指令后便产生类型码为1的软件中断 3. 执行 INT 指令引起的中断 （INT n）执行INT n指令则会引起中断类型码为4的软件中断 4. 执行 INTO 指令引起的中断（INT 4）若OF=1，则指令INTO引起中断类型码为4的软件中断 三. 中断优先级 软件中断（单步中断除外） 优先级最高 NMI中断 INTR中断 单步中断 优先级最低,中断向量
3、表,四. 中断向量表8086在内存0000H03FFH的1KB地址空间建立了一个中断向量表，用于存放256个中断向量，每个向量占4个字节，前两个字节为中断服务程序的偏移地址，后两个字节为段地址。因此：中断向量位置 = 中断类型码 4,类型255指针,除数为0,单步,非屏蔽,断点,溢出,003FCH,00000H,00004H,00008H,0000CH,00010H,CS,IP,段地址,偏移量,例：INT 21H指令调用第21号中断服务程序，其入口地址存放在中断向量表中84H87H的连续4个字节（21H484H）,8086/8088中断总结,8086/8088中断总结,PC机中，由8259A管
4、理多个可屏蔽中断请求的优先级，IR0 IR7优先级由高到低，中断类型码为08H0FH，例：IR0对应中断类型码08H,中断控制逻辑,INT 3 指令,INTO 指令,单步 中断,除数为 0中断,INT n 指令,非屏蔽中断,IR0,IR1,IR2,IR3,IR4,IR5,IR6,IR7,8259A,INT,INTR,可屏蔽中断请求1,NMI,软件中断,硬件中断,可屏蔽中断,可屏蔽中断请求2,8259级联,IBM PC/XT机中一般使用两片8259A级连,8259级联后可管理15个外设，只能两级级联 优先级：0 1 ( 8 15 ) 3 7高 低,8259内部结构,第7.2节 可编程中断控制器8
5、259 一. 8259功能及内部结构,INTA,INT,数据总线,缓冲器,读/写,控 制,逻 辑,级 连,缓 冲,比 较,SP/EN,控制电路,控制逻辑,初始化命令,寄存器组,操作命令,寄存器组,中断,请求,寄存,器,（IRR）,IR0,IR1,IR2,IR3,IR4,IR5,IR6,IR7,中断服务,寄存器,（ISR）,中断,优先,级分,析器,中断屏蔽寄存器,（IMR）,D7,D0,RD,WR,CS,A0,CAS1,CAS2,CAS0,功能简介： 具有8级优先权控制,通过级联可扩展至64级每一级中断都可以屏蔽和允许中断申请可以有电平触发，也可有边沿触发,级联逻辑控制8259A的主从工作方式,
6、8259内部结构说明,内部结构说明 IRR 中断请求寄存器，保存 8个输入端IR0IR7的中断申请状态，输入可高电平有效，也可上升沿有效； ISR 中断服务寄存器，保存CPU正在处理的中断请求； IMR 中断屏蔽寄存器，对中断申请进行屏蔽控制； 中断优先级分析器决定中断申请的优先级； 控制逻辑 初始化命令寄存器组：ICW1ICW4 操作命令寄存器组： OCW1OCW3 INT 中断申请输出，高电平有效，可连接8086 INTR引脚 /INTA 中断响应输入，接收8086发出的中断响应信号，有效时8259应输出中断类型码,8259内部结构,8259A引脚图,内部结构说明D7D0 双向三态数据线，
7、传送数据/RD 读信号，低电平有效/WR 写信号，低电平有效/CS 片选信号，低有效, 给8259分配地址A0 用于选择8259内部不同的寄存器。CAS2CAS0 级联信号线，当8259为主片时为输出，从片时为输入SP/EN 在非缓冲工作方式时，用作输入，决定8259A为主片还是从片；在缓冲工作方式时，用作输出，由它打开总线缓冲器,8259与计算机的连接,二. 8259A与计算机的连接 1. 8259A单片工作方式的接口电路,D7,D0,D7,D0,RD,WR,INT,INTA,A0,CS,8259A,SP/EN,IR0,IR1,IR2,IR3,IR4,IR5,IR6,IR7,CAS2,CAS
8、1,CAS0,IRQ0,IRQ1,IRQ2,IRQ3,IRQ4,IRQ5,IRQ6,IRQ7,日时钟,键盘,保留,COM2,COM1,硬盘,软盘,打印机,+5V,IOR,IOW,INTR,/INTA,A1,74LS30,74LS04,A9,+5V,A8,A7,A6,A5,+5V,C,B,A,74LS138,Y1,Y0,G2A,G2B,高位地址线A15A5，通过74LS30（8输入与非门）和74LS138进行部分译码，控制/CS，端口范围为020H03FH，常用20H和22H两个偶端口,8259采用D7D0传送数据，占用偶地址端口,低位地址线A1接8259的A0引脚，用于选择8259内部寄存器,
9、两片8259级联管理15级中断,收到第一个INTA时，主片通过CAS2CAS0通知有中断申请的从片在第二个INTA时送出中断类型码从片8259A的中断申请端INT接主片的IR2,8086系统主从芯片都用偶地址传递信息,主片的SP/EN接+5V,从片的SP/EN接地，主从片的CAS2、CAS1、CAS0对应连接,8259初始化命令字,三. 8259初始化命令字 ICW1 （Initial Command Word）A0=0，D4=1 表示对ICW1编程 D0（IC4） D0=1需要ICW4；D0=0 不需要ICW4 D1（SNGL） D1=1为单片8259工作方式； D1=0 为级联工作方式，此
10、时要用ICW3指明级联端,8259初始化命令字,D2（ADI） 指明8080/8085系统中地址间距，8086系统不用 D3（LTIM） D3=1 中断请求是电平触发方式; D3=0 上升沿触发方式。 D5D7（A5A7） 8080/8085系统中断服务程序页面地址，8086系统不用注：初始化命令字一般在初始化8259时才写入，而且写入有严格的顺序，先写ICW1，最后写ICW4,8259初始化命令字,ICW2A0=1，跟在ICW1后表示对ICW2编程 A15A8 为8080/8085系统中页面地址高8位； T7T3 为8086系统中的中断类型码的高5位，低3位根据申请端自动填充。 例 若ICW
11、2 = 0000 1000B ，则8259A的IR3引脚对应的中断类型码为 0000 1011 即0x0B,8259初始化命令字,ICW3A0=1，且ICW1的D1=0 (SNGL)，跟在ICW2之后表示对ICW3编程 主片 Si = 1表示第IRi引脚上连接有从片 从片 ID2ID0对应从片的识别码，即表明从片连接到主片的第几个输入引脚上。响应中断时第一个INTA，主片通过CAS2 CAS0送出识别码通知有中断请求的从片，每个从片将CAS2CAS0上信号与自己内部的识别码相比较，若相同，则在第二个INTA送出中断类型码。,8259初始化命令字,ICW4A0=1，且ICW1的D0=1，跟在其他
12、初始化字后表示对ICW4编程 D0（pm）D0=1为16位处理器体系；D0=0 为80/85处理器体系 D1（AEOI）D1=1自动结束中断方式，在第二个INTA清ISR中的对应位; D1=0 非自动结束中断方式，中断结束时发EOI命令清ISR中的对应位,8259初始化命令字,D2（M/S） 在缓冲方式下（BUF=1)，选择主片和从片，M/S=1为主片， M/S=0为从片。 在非缓冲方式下，由SP/EN引脚设定主片和从片。 D3（BUF） D3=1为缓冲工作方式， SP/EN为缓冲选通信号。单片系统都置1； D3=0为非缓冲工作方式。 D4（SFNM） D4=1 为特殊全嵌套方式，此时允许同级
13、中断再次进入，一般用于多片级联方式； D4=0 为普通全嵌套方式，禁止同级中断再次进入。,8259操作命令字,四. 8259操作命令字操作命令字可在任何时候写入8259A ，且无顺序。 OCW1 （Operation Command Word）A0=1 表示设置OCW1 Mi=1 表示屏蔽IRi输入中断请求 例屏蔽键盘 IN AL, 21HOR AL, 02H / AND AL, 0FDH OUT 21H, AL,A0,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,1,M7,M6,M5,M4,M3,M2,M1,M0,8259操作命令字,OCW2A0=0，且D4D3 = 00，表示对OCW2编
14、程 R 优先权循环状态R=1优先权自动循环；R=0优先权不循环 SL设定标志。SL=1由L2、L1、L0指明中断号或最低优先权 EOI中断结束命令标志，非自动结束方式时清ISn一般EOI指令为 MOV AL, 20HOUT 20H, AL,8259操作命令字,8259操作命令字,OCW3A0=0，且D4D3 = 01，表示对OCW3编程 ESMM SMM1 1 设置特殊屏蔽，无优先级，未屏蔽中断申请均可进入1 0 取消特殊屏蔽 P=1 ，设置8259A为查询工作方式，此时8259A不发INT信号，CPU通过查询指令决定服务程序。查询得到格式如下表所示,8259操作命令字,I=1 表示有中断请求
15、 W2 W1 W0为当前最高优先级的中断请求中断号 P=0，由RR和RIS设置下一个读取的寄存器RR RIS1 0 在下一个A0 = 0端口读IRR1 1 在下一个A0 = 0端口读ISR,例：读取ISR到AL中mov al, 0BHout 20H, alIN al, 20H;读取IMR到AL中IN al, 21H,8259初始化编程举例,五. 8259初始化编程举例 1. IBM PC/XT机对单片8259A初始化 端口地址为20H和22H 接收8个中断请求信号为边沿触发 选择全嵌套方式，IR0为最高优先级，IR7为最低优先级 设定IR0中断类型码为08H 注：8259A的地址线A0是连接到
16、系统地址总线的A1上,8259初始化编程举例,初始化程序段 INTA0_0 EQU 20H INTA0_1 EQU 22HMOV AL, 13H OUT INTA0_0, AL ;ICW1 MOV AL, 08H OUT INTA0_1, AL ;ICW2 MOV AL, 09H OUT INTA0_1, AL ;ICW4,8259初始化编程举例,2. 在AT/286以上机器，使用两片8259A级联组成15个中断申请输入端 要求： 端口地址主片为20H和22H，从片为A0H和A2H。 接收上升沿触发中断请求信号。 选择全嵌套方式，优先级排列次序为0级最高，依次为1级，815级，然后是37级。
17、采用非缓冲方式，主片SP/EN接+5V，从片SP/EN接地 设定主片中断类型码为08H0FH，从片为70H77H,8259初始化编程举例,初始化命令字,8259初始化编程举例,初始化程序段 INTA00 EQU 20H INTA01 EQU 22H INTB00 EQU 0A0H INTB01 EQU 0A2H MOV AL, 11H OUT INTA00, AL ;主片ICW1 JMP SHORT $+2 ;I/O口要求延时 MOV AL, 08H OUT INTA01, AL ;ICW2 JMP SHORT $+2 MOV AL, 04H OUT INTA01, AL ;ICW3 JMP SHORT $+2,MOV AL, 01H OUT INTA01, AL ;ICW4 JMP SHORT $+2 MOV AL, 11H OUT INTB00, AL ;从ICW1 JMP SHORT $+2 MOV AL, 70H OUT INTB01, AL ;ICW2 JMP SHORT $+2 MOV AL, 02H OUT INTB01, AL ;ICW3 JMP SHORT $+2 MOV AL, 01H OUT INTB01, AL ;ICW4,
