微型计算机中断技术课件.ppt

1、第1页第第9章章 微型计算机中断技术微型计算机中断技术 l9.1 中断的基本概念中断的基本概念l9.2 8086的中断结构的中断结构l9.3 可编程中断控制器可编程中断控制器8259A第2页9.1 中断的基本概念中断的基本概念 l9.1.1 中断及中断源中断及中断源l9.1.2 中断系统的功能中断系统的功能l9.1.3 中断工作过程中断工作过程第3页9.1.1 中断及中断源中断及中断源1.中断中断 在在CPU正常运行程序时，由于正常运行程序时，由于内部事件内部事件、外部事件外部事件或或由程序预由程序预先安排的事件先安排的事件所引起的所引起的CPU暂时停止正在运行的程序，而转去暂时停止正在运行的

2、程序，而转去执行请求执行请求CPU服务的服务的内部内部/外部事件外部事件或或预先安排事件预先安排事件的的服务程序服务程序，待服务程序处理完毕后又返回去继续执行被暂停的程序。待服务程序处理完毕后又返回去继续执行被暂停的程序。2.中断源中断源 发出中断请求的外部设备或引起中断的内部原因称为中断源。发出中断请求的外部设备或引起中断的内部原因称为中断源。中断源有以下几种：中断源有以下几种：外设外设中断源。中断源。故障故障中断源。中断源。软件软件中断源。中断源。为为调试调试而设置的中断源。而设置的中断源。定时定时时钟。时钟。第4页9.1.2 中断系统的功能中断系统的功能 l中断的中断的实现实现与与返回返

3、回l能实现能实现优化级排队优化级排队l能实现中断的能实现中断的嵌套嵌套第5页9.1.3 中断工作过程中断工作过程 第6页9.2 8086的中断结构的中断结构 l9.2.1 8086中断类型中断类型l9.2.2 中断向量和中断向量表中断向量和中断向量表l9.2.3 8086的中断响应过程的中断响应过程第7页9.2.1 8086中断类型中断类型 8086采用采用向量中断向量中断，每个中断对应一个，每个中断对应一个中断类型号中断类型号0255,共共256个个。图图9.3 8086中断结构图。中断结构图。8086/8088 CPU中断逻辑中断逻辑指令中断指令中断断点中断断点中断溢出中断溢出中断除法错除

4、法错单步中断单步中断N43012NMI 非屏蔽中断请求非屏蔽中断请求INTR中断中断控制控制器器A可可屏屏蔽蔽中中断断请请求求第8页9.2.1 8086中断类型中断类型 1.外部中断外部中断：由外部硬件引起的中断，也叫硬件中断，：由外部硬件引起的中断，也叫硬件中断，是是CPU外部中断请求信号引脚外部中断请求信号引脚上输入有效的中断请求信号引起的，分为上输入有效的中断请求信号引起的，分为非屏蔽中断非屏蔽中断和和可屏蔽中断可屏蔽中断两种。两种。非屏蔽非屏蔽中断中断NMI。用户不能用软件屏蔽的中断。用户不能用软件屏蔽的中断。可屏蔽可屏蔽中断中断INTR。8086的的INTR中断请求信号来自中断请求信

5、号来自中断控中断控制器制器8259A，是，是电平触发电平触发方式，高电平有效。方式，高电平有效。2.内部中断内部中断：由：由CPU内部事件内部事件引起的中断，内部中断也称引起的中断，内部中断也称软件中软件中断断，包括，包括溢出溢出中断、中断、除法出错除法出错中断、中断、单步单步中断、中断、断点断点中断和中断和指令指令设置设置的中断。的中断。第9页IRQ标准应用标准应用IRQ标准应用标准应用PC/XTNMIRAM、I/O校验错、校验错、8087运算错运算错0定时定时/计数器计数器0通道的时钟通道的时钟4异步通信异步通信1（COM1）1键盘中断键盘中断5硬磁盘控制器硬磁盘控制器2保留（网络适配器）

6、保留（网络适配器）6软磁盘控制器软磁盘控制器3异步通信（异步通信（COM2）7并行打印机（并行打印机（LPT1）PC/ATNMIRAM、I/O校验错、校验错、8087运算错运算错0系统时钟（系统时钟（18.2HZ）8日历实时钟日历实时钟1键盘中断键盘中断9改向改向INT 0AH（以（以IRQ2出出现）现）2接收从片接收从片8259A的中断请求的中断请求INT10保留保留3异步通信异步通信2（COM2）11保留保留4异步通信异步通信1（COM1）12PS/2鼠标器鼠标器5并行口并行口2（LPT2）13协处理器协处理器6软磁盘控制器软磁盘控制器14硬磁盘控制器硬磁盘控制器7并行口并行口1（LPT1

7、）15保留保留表表9.1 IBM PC/XT和和IBM PC/AT系统外部中断系统外部中断第10页2.内部中断内部中断 溢出中断溢出中断：INTO指令，条件：指令，条件：OF=1。除法出错中断除法出错中断：在执行除法指令时，若除数为：在执行除法指令时，若除数为0或商大于目的寄或商大于目的寄存器所能表达的范围，产生一个向量号为存器所能表达的范围，产生一个向量号为0的内部中断。的内部中断。单步中断单步中断：单步中断标志：单步中断标志TF为为1时，在时，在每条指令执行结束后每条指令执行结束后，产，产生一个生一个向量号为向量号为1的内部中断。单步中断为系统提供了一种方便的内部中断。单步中断为系统提供了

8、一种方便的调试手段，能够逐条地执行指令。的调试手段，能够逐条地执行指令。断点中断断点中断：INT 3指令中断，执行一个指令中断，执行一个INT 3指令，产生一个向指令，产生一个向量号为量号为3的内部中断。断点中断常用于设置断点，停止正常程序的内部中断。断点中断常用于设置断点，停止正常程序的执行，转去执行某种类型的特殊处理，用于调试程序。的执行，转去执行某种类型的特殊处理，用于调试程序。指令中断指令中断：中断指令：中断指令INT n。8086的中断优先级由高到低依次为软件中断（单步中断除外）、的中断优先级由高到低依次为软件中断（单步中断除外）、非屏蔽中断非屏蔽中断NMI、可屏蔽中断、可屏蔽中断I

9、NTR、单步中断。、单步中断。第11页9.2.2 中断向量和中断向量表中断向量和中断向量表 8086/8088CPU采用向量中断，向量中断采用向量中断，向量中断首先首先根据中断类型号根据中断类型号获得中断向量，中断向量包含中断服务程序的获得中断向量，中断向量包含中断服务程序的入口地址信息入口地址信息。中断类型号中断类型号：每个中断的编号，：每个中断的编号，0255，共，共256个中断。个中断。中断向量中断向量：中断服务程序的：中断服务程序的入口地址信息入口地址信息，共，共4个字节，段地址个字节，段地址及偏移地址（及偏移地址（CS:IP）。中断向量表中断向量表：把系统中所有的中断向量集中起来放到

10、存储器的某：把系统中所有的中断向量集中起来放到存储器的某一区域内，这个存放中断向量的存储区就叫一区域内，这个存放中断向量的存储区就叫中断向量表中断向量表或或中断服中断服务程序入口地址表务程序入口地址表。中断向量地址中断向量地址：中断向量：中断向量在表中的位置在表中的位置称为称为中断向量地址中断向量地址。中断向量地址中断类型号中断向量地址中断类型号4第12页表表9.2 8086CPU中断向量表中断向量表 存储器地址存储器地址(中断向量地址中断向量地址)存储器内容存储器内容(中断向量中断向量)对应中断类型号对应中断类型号00000H中断服务程序入口中断服务程序入口偏移地址偏移地址低低8位位0000

11、01H中断服务程序入口中断服务程序入口偏移地址偏移地址高高8位位00002H中断服务程序入口中断服务程序入口段地址段地址低低8位位00003H中断服务程序入口中断服务程序入口段地址段地址高高8位位00004H中断服务程序入口偏移地址低中断服务程序入口偏移地址低8位位100005H中断服务程序入口偏移地址高中断服务程序入口偏移地址高8位位00006H中断服务程序入口段地址低中断服务程序入口段地址低8位位00007H中断服务程序入口段地址高中断服务程序入口段地址高8位位003FCH中断服务程序入口偏移地址低中断服务程序入口偏移地址低8位位255003FDH中断服务程序入口偏移地址高中断服务程序入口

12、偏移地址高8位位003FEH中断服务程序入口段地址低中断服务程序入口段地址低8位位003FFH中断服务程序入口段地址高中断服务程序入口段地址高8位位第13页8086/8088的中断向量表的中断向量表00000H00003H00008H0000BH00004H00007H0000CH0000FH00010H00013H0000CH0007FH00080H003FCHIP内容内容CS内容内容类型类型0中断入口地址中断入口地址（除法出错）（除法出错）类型类型1中断入口地址中断入口地址（单步中断）（单步中断）类型类型2中断入口地址中断入口地址（NMI）类型类型3中断入口地址中断入口地址（断点中断）（断

13、点中断）类型类型4中断入口地址中断入口地址（溢出中断）（溢出中断）类型类型5中断入口地址中断入口地址类型类型31中断入口地址中断入口地址类型类型32中断入口地址中断入口地址类型类型255中断入口地址中断入口地址专用的专用的中断（中断（5）用户可自定义的用户可自定义的中断（中断（224）系统保留的系统保留的中断（中断（27）第14页例：例：假设在实地址方式下，内存假设在实地址方式下，内存00140H到到00147H中存放的数据如右图所示，求中存放的数据如右图所示，求51H号中断的中断服务程序入口地址。号中断的中断服务程序入口地址。解：解：1、求中断向量地址求中断向量地址 首地址首地址 51H4=

14、144H （左移两位方法）（左移两位方法）末地址末地址 51H4+3=147H2、确定中断向量，即、确定中断向量，即00144H到到00147H单元中的内容。单元中的内容。段地址段地址=4540H 偏移地址偏移地址=3430H，所以所以中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址为为 段地址段地址 16+偏移地址偏移地址=45400H+3430H=48830H第15页9.2.3 8086的中断响应过程的中断响应过程 l内部中断响应过程内部中断响应过程l外部中断响应过外部中断响应过第16页第17页1内部中断响应过程内部中断响应过程l将类型号乘将类型号乘4，计算出，计算出中断向量的地址中断向量的地址；

15、lCPU的的标志寄存器标志寄存器入栈，以保护各个标志位，此操作类似于入栈，以保护各个标志位，此操作类似于PUSHF指令。指令。l清除清除IF和和TF标志，标志，屏蔽屏蔽新的新的INTR中断和单步中断。中断和单步中断。l保存断点保存断点，即把断点处的，即把断点处的IP和和CS值压入堆栈，值压入堆栈，先压入先压入CS值值，再，再压入压入IP值。值。l根据第一步计算出来的地址从中断向量表中根据第一步计算出来的地址从中断向量表中取出取出中断服务程序中断服务程序的入口地址的入口地址（段和偏移），分别送至（段和偏移），分别送至CS和和IP中。中。l转入中断服务程序执行。转入中断服务程序执行。第18页内部中

16、断的特点内部中断的特点 l内部中断是由指令或程序运行时内部中断是由指令或程序运行时标志位状态标志位状态的改变引起的，因的改变引起的，因此是此是可以预测可以预测的，这有点类似于的，这有点类似于子程序调用子程序调用。l内部中断由内部中断由CPU内部引起，内部引起，中断类型号中断类型号的获得与外部无关，的获得与外部无关，CPU不需要不需要执行中断响应周期去获得中断类型号。执行中断响应周期去获得中断类型号。l除单步中断外，内部中断除单步中断外，内部中断无法用软件禁止无法用软件禁止，不受中断允许标志，不受中断允许标志IF的影响。的影响。第19页2外部中断响应过程外部中断响应过程l非屏蔽中断响应：非屏蔽中

17、断响应：NMI中断中断不受不受IF标志的影响标志的影响，也不用外部接口给出中断类型号，也不用外部接口给出中断类型号，CPU响应响应NMI中断时也中断时也没有没有中断响应周期。中断响应周期。l可屏蔽中断响应：可屏蔽中断响应：当当INTR信号有效信号有效时，如果中断允许标志时，如果中断允许标志IF1，则，则CPU就在当就在当前指令执行完毕后，产生前指令执行完毕后，产生两个两个连续的连续的中断响应总线周期中断响应总线周期。第20页图图9.4 8086对对INTR的中断响应时序的中断响应时序 处理器接到中断申请，处理完当前指令即进入处理器接到中断申请，处理完当前指令即进入响应周期响应周期。第二阶段即中

18、断响应周期，在其间第二阶段即中断响应周期，在其间CPU向外部中断控制器发送向外部中断控制器发送两个响应脉冲信号两个响应脉冲信号INTA#。第一个响应脉冲第一个响应脉冲通知中断控制器，已经响应外部中断请求，让中通知中断控制器，已经响应外部中断请求，让中断控制器提供中断类型号。断控制器提供中断类型号。第二个响应脉冲第二个响应脉冲，CPU取走中断类型号。取走中断类型号。第21页可屏蔽中断的响应过程可屏蔽中断的响应过程 将将标志寄存器标志寄存器中的内容压入堆栈保护，然后清中的内容压入堆栈保护，然后清IF和和TF标志，以标志，以禁止禁止INTR引脚以及陷井和单步中断。引脚以及陷井和单步中断。将断点地址压

19、入堆栈（将断点地址压入堆栈（CS:IP）。）。断点地址：指中断时断点地址：指中断时CPU待执行的下一条指令对应的逻辑地址。待执行的下一条指令对应的逻辑地址。顺序：先压入断点地址顺序：先压入断点地址CS，后压入偏移地址，后压入偏移地址EIP（或（或IP）。）。CPU得到得到中断类型号码中断类型号码n后，通过中断类型号与中断服务程序入后，通过中断类型号与中断服务程序入口地址的关系找出该类型对应的段基地址和偏移地址，从而转入口地址的关系找出该类型对应的段基地址和偏移地址，从而转入中断服务程序入口地址。完成中断响应任务。中断服务程序入口地址。完成中断响应任务。第22页图图9.5 可屏蔽中断的响应和处理

20、过程可屏蔽中断的响应和处理过程 第23页第24页9.3 可编程中断控制器可编程中断控制器8259A l9.3.1 8259A的功能的功能l9.3.2 8259A的内部结构与引脚信号的内部结构与引脚信号l9.3.3 8259A的工作方式的工作方式l9.3.4 8259A编程方法编程方法第25页9.3.1 8259A的功能的功能 l具有具有8级级优先级，并可通过级联最多扩展至优先级，并可通过级联最多扩展至64级；级；l可通过可通过编程编程屏蔽或开放屏蔽或开放接于其上的任一中断源；接于其上的任一中断源；l在中断响应周期能自动向在中断响应周期能自动向CPU提供提供可编程的标识码可编程的标识码，如，如8

21、086的的中断类型号；中断类型号；l可编程选择各种不同的可编程选择各种不同的工作方式工作方式。第26页9.3.2 8259A的内部结构与引脚信号的内部结构与引脚信号 第27页第28页数据总线缓冲器的主要功能有数据总线缓冲器的主要功能有：通过数据总线缓冲器，通过数据总线缓冲器，CPU向向8259A内部内部发送命令发送命令。CPU接收接收8259A状态信息状态信息。在中断响应周期，在中断响应周期，CPU从中获得从中获得中断类型号中断类型号。数据总线缓冲器数据总线缓冲器 数据总线缓冲器是一个三态、数据总线缓冲器是一个三态、双向的双向的8位缓冲器，是位缓冲器，是8259A与与CPU系统数据总线的接口。

22、系统数据总线的接口。第29页读读/写逻辑写逻辑 接收接收CPU送来的送来的读读/写控制信号写控制信号、片选信号片选信号以及以及地址选择信地址选择信号号，对内部各个寄存器进行读写操作。，对内部各个寄存器进行读写操作。第30页级联缓冲级联缓冲/比较器比较器 级联缓冲级联缓冲/比较器在比较器在级联方式级联方式的主从结构中（两个以上的的主从结构中（两个以上的8259A组成的系统），用来存放和比较系统中各组成的系统），用来存放和比较系统中各8259A的从设备的从设备标志标志(ID)。第31页中断请求寄存器中断请求寄存器IRRD7D6D5D4D3D2D1D0IRR7IRR6 IRR5 IRR4 IRR3

23、IRR2 IRR1 IRR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0寄存器位寄存器位引脚引脚功能：功能：记录外部中断源的中断记录外部中断源的中断申请的状态申请的状态。状态：状态：1对应引脚有中断请求对应引脚有中断请求且还未被响应。且还未被响应。0对应引脚无中断请求或对应引脚无中断请求或有但已经被响应。有但已经被响应。第32页中断服务寄存器中断服务寄存器ISRD7D6D5D4D3D2D1D0ISR7 ISR6 ISR5 ISR4 ISR3 ISR2 ISR1 ISR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0功能：功能：记录外部中断源的中记录外部中断源的中断申请断申请被服务的状态被

24、服务的状态。状态：状态：1对应引脚的中断请对应引脚的中断请求已被响应（服务）且服务求已被响应（服务）且服务还没有结束。还没有结束。0对应引脚的中断请求未对应引脚的中断请求未被响应。被响应。寄存器位寄存器位引脚引脚第33页中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMRD7D6D5D4D3D2D1D0IMR7 IMR6 IMR5 IMR4 IMR3 IMR2 IMR1 IMR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0功能功能:设置外部中断源的设置外部中断源的中断屏蔽状态中断屏蔽状态。状态状态:1对应引脚的中断被屏蔽。对应引脚的中断被屏蔽。0对应引脚的中断未被对应引脚的中断未被屏蔽。屏蔽。注意注意:只有

25、只有IMRi相应位为相应位为0且且IF=1，CPU才有可能响应可屏才有可能响应可屏蔽中断。蔽中断。寄存器位寄存器位引脚引脚第34页中断优先权分辨器中断优先权分辨器PR 优先权分辨器优先权分辨器PR用来用来确定确定存放在存放在IRR中各个中断请求信号中各个中断请求信号对应中断源的对应中断源的优先级优先级。并总是。并总是选出选出当前当前最高最高优先中断源的优先中断源的中中断申请断申请通知通知控制逻辑控制逻辑，以便控制逻辑发送中断请求信号，以便控制逻辑发送中断请求信号INT给给CPU。第35页控制逻辑控制逻辑 控制逻辑是控制控制逻辑是控制8259A内部各个部件的主要逻辑电路。内部各个部件的主要逻辑电

26、路。主要功能包括：主要功能包括：(1)根据根据CPU对对8259A编程设定的工作方式来编程设定的工作方式来产生内部控制产生内部控制信号信号。(2)如果中断请求寄存器如果中断请求寄存器IRR有未被屏蔽的位，则控制逻辑有未被屏蔽的位，则控制逻辑对应于当时最高优先的中断源，对应于当时最高优先的中断源，向向CPU发中断请求信号发中断请求信号INT。(3)接收接收CPU送来的中断响应信号送来的中断响应信号，并置位中断服务寄存器，并置位中断服务寄存器ISR的相应位的相应位(ISRi)。(4)控制控制发出相应的中断类型号发出相应的中断类型号，以供，以供CPU读取。读取。第36页第37页9.3.2 8259A

27、的内部结构与引脚信号的内部结构与引脚信号 第38页D7D0：为：为8位双向的数据线位双向的数据线A0：端口选择信号（两个端口地址）：端口选择信号（两个端口地址）IRi：8个中断源中断请求端个中断源中断请求端INT：中断请求输出信号：中断请求输出信号INTA#：中断响应输入信号：中断响应输入信号RD#和和WR#：读：读/写控制信号写控制信号CS#：片选信号：片选信号SP#/EN#：级联：级联/缓冲控制缓冲控制 (1)级联时输入：级联时输入：SP#:1=主片主片,0=从片；从片；(2)缓冲时输出：缓冲时输出：EN#:1CPU写写,0CPU读。读。1 282 273 264 255 246 237

28、228 219 2010 1911 1812 1713 1614 15CSWRRDD7D6D5D4D3D2D1D0CAS0CAS1GNDCAS2SP/ENINTIR0IR1IR2IR4IR3IR5IR6IR7INTAA0VCC第39页I/O接口器件名称接口器件名称PC/XTPC/ATDMA控制器控制器100001FH00001FH中断控制器中断控制器1020021H020021H定时器定时器040043H04005FH并行接口芯片并行接口芯片060063H键盘控制器键盘控制器06006FHRT/CMOS RAM07007FHDMA页面寄存器页面寄存器080083H08009FH中断控制器中断控

29、制器20A00BFHNMI屏蔽寄存器屏蔽寄存器0A00BFHDMA控制器控制器20C00DFH协处理器协处理器0F00FFHPC系列微机中的系列微机中的I/O端口地址空间也分为两部分，即端口地址空间也分为两部分，即1024个端口个端口的前的前256个端口（个端口（00FFH）专供）专供I/O接口芯片使用，后接口芯片使用，后768个端口个端口（100H3FFH）为）为I/O接口控制卡使用。接口控制卡使用。第40页8259A的引脚的引脚 双列直插式芯片，双列直插式芯片，28个引脚个引脚方方 波波键键 盘盘保保 留留串串 口口2 硬硬 盘盘软软 盘盘打印机打印机IOW18.2HzA0CS8259A总

30、线总线A0数数 据据 线线 IORRDWR片片选选译译码码IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A5A9D0D7D0D7VccSP/ENCA0CA1CA2GND+5V203FH用于多片用于多片8259A级连情况级连情况INTAINT INTA INTR串串 口口1 第41页IRQ标准应用标准应用IRQ标准应用标准应用PC/XTNMIRAM、I/O校验错、校验错、8087运算错运算错0定时定时/计数器计数器0通道的时钟通道的时钟4异步通信异步通信1（COM1）1键盘中断键盘中断5硬磁盘控制器硬磁盘控制器2保留（网络适配器）保留（网络适配器）6软磁盘控制器软磁盘控制器3异步通信（异步通信

31、（COM2）7并行打印机（并行打印机（LPT1）PC/ATNMIRAM、I/O校验错、校验错、8087运算错运算错0系统时钟（系统时钟（18.2HZ）8日历实时钟日历实时钟1键盘中断键盘中断9改向改向INT 0AH（以（以IRQ2出出现）现）2接收从片接收从片8259A的中断请求的中断请求INT10保留保留3异步通信异步通信2（COM2）11保留保留4异步通信异步通信1（COM1）12PS/2鼠标器鼠标器5并行口并行口2（LPT2）13协处理器协处理器6软磁盘控制器软磁盘控制器14硬磁盘控制器硬磁盘控制器7并行口并行口1（LPT1）15保留保留表表9.1 IBM PC/XT和和IBM PC/A

32、T系统外部中断系统外部中断第42页8259的编程结构的编程结构SP/ENCA0CA1CA2IORIOW总线总线D0D7数数 据据 线线D0D7INTAINTRA0片片选选译译码码A5A9CSA0RD INTAWRINT 1 I3 I4ICW1 芯片控制芯片控制 ICW2 中断类型号中断类型号 ICW3 主从片连接关系主从片连接关系 ICW4 方式控制方式控制0111A01 0 0 1 0 1 0 0OCW1 中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 优先级设置、发优先级设置、发EOI 0 1 OCW3特殊屏蔽特殊屏蔽,查询方式设置查询方式设置处理部分处理部分控制部分控制部分000

33、 0 0 0 0 0 ISR当前当前中断中断服务服务寄存器寄存器PR优先级优先级裁决器裁决器VCCGND100A0IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7IRR中断中断申请申请寄存器寄存器000 0 0 0 0 0 第43页 4个初始化命令寄存器个初始化命令寄存器 ICW1、ICW2 ICW3、ICW4 3个操作命令寄存器个操作命令寄存器 OCW1（IMR）OCW2、OCW3 当前中断服务寄存器当前中断服务寄存器 ISR 中断申请寄存器中断申请寄存器 IRR 8259内部有内部有9个个 可读写的寄存器可读写的寄存器8259的编程结构的编程结构 1 I3 I4ICW1 芯片控制芯片控制

34、ICW2 中断类型号中断类型号 ICW3 主从片关系主从片关系 ICW4 方式控制方式控制处理部分处理部分控制部分控制部分000 0 0 0 0 0 ISR当前当前中断中断服务服务寄存器寄存器PR优先级优先级裁决器裁决器IRR中断申请中断申请寄存器寄存器000 0 0 0 0 0 中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器 IMROCW2 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 OCW3OCW18259中断控制器中断控制器第44页(1)初始化命令字初始化命令字(ICW1-ICW4)决定决定8259的工作方式的工作方式 通常是在计算机系统启动时在初始程序设置，通常是在计算机系统启动时在初始程序设置，一

35、旦设定，一般在系统工作过程不再改变。一旦设定，一般在系统工作过程不再改变。例例 开机后，开机后，BIOS将将8259初始化为：初始化为：IR0-IR7中断申请信号为上升沿触发方式；中断申请信号为上升沿触发方式；IR0-IR7对应的中断类型号分别为对应的中断类型号分别为08H-0FH；优先级优先级IR0最高最高,IR7最低；最低；(2)操作命令字操作命令字(OCW1,OCW2,OCW3)在应用程序中设定，动态地控制在应用程序中设定，动态地控制CPU处理中断的过程处理中断的过程(3)ISR和和IRR存放当前存放当前8259的状态的状态 通过读取通过读取 ISR 和和 IRR 的内容，可了解当前的内

36、容，可了解当前8259工作情况工作情况第45页8259A的编程结构和工作原理的编程结构和工作原理ISRPRIRR中断处理部件中断处理部件比较比较IRR失效失效相应位置相应位置1相应位清相应位清0*1相应位清相应位清00第46页8259A的工作流程的工作流程 l中断源产生中断请求，使中断源产生中断请求，使8259A的的IRR相应位置相应位置1；l经经IMR屏蔽电路处理后，送屏蔽电路处理后，送PR；lPR检测出最高的中断请求位，并经过嵌套处理，决定是否发出检测出最高的中断请求位，并经过嵌套处理，决定是否发出INT信号；信号；l若可发若可发INT信号，则控制逻辑将信号，则控制逻辑将INT信号送信号送

37、CPU的的INTR引脚；引脚；l若若CPU开中断，则在执行完当前指令后，开中断，则在执行完当前指令后，CPU进入中断响应周期，发出两进入中断响应周期，发出两个中断响应信号个中断响应信号；l8259A在收到第一个中断响应信号在收到第一个中断响应信号INTA#后，控制逻辑使相应的后，控制逻辑使相应的ISR位置位置1，相应的相应的IRR位清位清0；l8259A在收到第二个中断响应信号在收到第二个中断响应信号INTA#后，控制逻辑将中断类型号送数后，控制逻辑将中断类型号送数据总线。若据总线。若8259A工作在工作在AEOI(自动中断结束自动中断结束)模式，则使相应的模式，则使相应的ISR位清位清0。l

38、CPU读取该中断类型号后，查中断向量表，转去执行相应的中断服务程序。读取该中断类型号后，查中断向量表，转去执行相应的中断服务程序。lCPU执行中断服务程序，在中断返回前发中断结束命令（非自动中断结束执行中断服务程序，在中断返回前发中断结束命令（非自动中断结束方式时），将方式时），将ISR的相应位清的相应位清0。注意注意:这里的中断结束，是指将这里的中断结束，是指将8259A的的ISR对应位复位，而不是结束用户对应位复位，而不是结束用户的中断服务程序，中断服务程序要执行的中断服务程序，中断服务程序要执行IRET指令后才能结束。指令后才能结束。第47页9.3.3 8259A的工作方式的工作方式 l

39、中断优先级方式中断优先级方式l中断嵌套方式中断嵌套方式l中断屏蔽方式中断屏蔽方式l中断结束方式中断结束方式l中断触发方式中断触发方式l与系统总线的连接方式与系统总线的连接方式l级联工作方式级联工作方式l查询方式查询方式第48页1.中断优先级方式中断优先级方式IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR07654321032107654最低级最低级最高级最高级最高级最高级最低级最低级优先级优先级IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0默认优先级默认优先级优先级可编程改变优先级可编程改变 两种优先级控制方式：两种优先级控制方式：固定优先级和循环优先级。固定优先级和循环优先级。固定优先级方

40、式：固定优先级方式：所有中断请求所有中断请求IRi的中断优先级固定不变；的中断优先级固定不变；优先级排列顺序可编程改变；优先级排列顺序可编程改变；加电后加电后8259A的默认方式的默认方式,默认优先级顺序默认优先级顺序从高到低从高到低为为IR0-IR7。第49页1、中断优先级方式中断优先级方式 循环优先级方式循环优先级方式：中断源轮流处于最高优先级，即自动中断优先级循环；中断源轮流处于最高优先级，即自动中断优先级循环；初始优先级顺序可用编程改变；初始优先级顺序可用编程改变；某中断请求某中断请求IRi被处理后，其优先级别自动降为被处理后，其优先级别自动降为最低最低，原来比它，原来比它低一级的中断

41、上升为最高级。低一级的中断上升为最高级。IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR07654321021076543最低级最低级最高级最高级最高级最高级最低级最低级ISR内容内容IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0IR4的服务结束以前的服务结束以前0101000001000000IR4的服务结束以后的服务结束以后ISRi第50页2.中断嵌套方式中断嵌套方式 两种中断嵌套方式：两种中断嵌套方式：普通全嵌套方式和特殊全嵌套方式。普通全嵌套方式和特殊全嵌套方式。普通全嵌套方式（默认方式）：普通全嵌套方式（默认方式）：一中断正被处理时，只有一中断正被处理时，只有更高优先级更高优先级的事

42、件可以打断当前的中断的事件可以打断当前的中断处理过程而被服务。处理过程而被服务。特殊全嵌套方式：特殊全嵌套方式：一中断正被处理时，允许一中断正被处理时，允许同级或更高优先级同级或更高优先级的事件可以打断当前的事件可以打断当前的中断处理过程而被服务。的中断处理过程而被服务。注注:特殊全嵌套仅用于特殊全嵌套仅用于多个多个8259A级联时的级联时的主主8259A，而不能用于，而不能用于从属从属8259A或单或单8259A系统。系统。第51页一般全嵌套方式与特殊全嵌套方式的区别一般全嵌套方式与特殊全嵌套方式的区别 D.主主8259AIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7一般嵌套方式：一般嵌套

43、方式：从片的从片的INT被主片封锁，故被主片封锁，故更高级别的更高级别的IR0-IR2中断也中断也无法得到响应无法得到响应特殊嵌套方式：特殊嵌套方式：因主片不封锁从片的因主片不封锁从片的INT，故级别高的故级别高的IR0-IR2中断可中断可以得到响应。以得到响应。(但但IR3-IR7仍仍被本从片封锁被本从片封锁)C.假定假定IR3发生中发生中断断,并获得服务并获得服务一般嵌套方式：一般嵌套方式：IR4的中断被服的中断被服务时，这些中断将被封锁。务时，这些中断将被封锁。B.特殊嵌套方式：特殊嵌套方式：IR4的中断被服的中断被服务 时，只 封 锁务 时，只 封 锁IR5-IR7。A.I NTE.从

44、从8259AI NTIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7去去CPU第52页3.中断屏蔽方式中断屏蔽方式 两种优先级控制方式：两种优先级控制方式：普通屏蔽方式和特殊屏蔽方式。普通屏蔽方式和特殊屏蔽方式。普通屏蔽方式：普通屏蔽方式：当一个优先级较高的中断请求当一个优先级较高的中断请求正在被处理正在被处理时，不允许优先级较低时，不允许优先级较低的中断进入正在处理的高级别中断。的中断进入正在处理的高级别中断。利用操作命令字利用操作命令字OCW1，使屏蔽寄存器，使屏蔽寄存器IMR中的一位或数位置中的一位或数位置1来屏蔽一个或数个中断源的中断请求。来屏蔽一个或数个中断源的中断请求。特殊屏蔽方式

45、：特殊屏蔽方式：在某些场合，执行某一个中断服务程序时，要求允许另一个优先在某些场合，执行某一个中断服务程序时，要求允许另一个优先级比它低的中断请求被响应，级比它低的中断请求被响应，特殊屏蔽方式提供了允许较低优特殊屏蔽方式提供了允许较低优先级的中断能够得到响应的特殊手段先级的中断能够得到响应的特殊手段。特殊屏蔽方式中只能用特殊屏蔽方式中只能用特殊特殊EOI命令结束中断。命令结束中断。第53页4.中断结束方式中断结束方式 当当某一某一IRi中断被服务中断被服务时，时，ISR中的相应位中的相应位ISRi=1。当。当服服务结束务结束后，则必须后，则必须清零清零该该ISRi位。使位。使ISRi=0是通过

46、向是通过向8259A发出中断结束命令（发出中断结束命令（EOI命令）实现的。命令）实现的。三种三种EOI方式：方式：自动自动EOI方式方式 正常正常EOI方式方式 特殊特殊EOI方式方式第54页1)中断自动结束方式中断自动结束方式 该方式该方式在第二个在第二个INTA负脉冲的后沿负脉冲的后沿即完成对应的即完成对应的ISR位的复位。位的复位。注意，注意，该方式是在中断响应后，而不是在中断处理结束后将该方式是在中断响应后，而不是在中断处理结束后将ISR位清位清0。此时，此时，若有中断请求出现若有中断请求出现，且，且IF1，则无论其优先级如何，则无论其优先级如何，都将得到响应。都将得到响应。尤其是当

47、某一中断请求信号被尤其是当某一中断请求信号被CPU响应后，如不及时撤消，就响应后，如不及时撤消，就会再次被响应会再次被响应(即二次中断即二次中断)。所以，中断自动结束方式所以，中断自动结束方式适合于适合于中断请求信号的持续时间有一中断请求信号的持续时间有一定限制以及不出现中断嵌套的场合。定限制以及不出现中断嵌套的场合。因不保留当前正在服务的中断的状态，故不能用于中断嵌套方式因不保留当前正在服务的中断的状态，故不能用于中断嵌套方式第55页2)一般中断结束方式一般中断结束方式 该方式用于全嵌套方式下的中断结束。该方式用于全嵌套方式下的中断结束。CPU在中断服务程序结束时，在中断服务程序结束时，向向

48、8259发常规中断结束命令，将发常规中断结束命令，将8259的中断服务寄存器中最高的中断服务寄存器中最高优先级的优先级的ISR位清位清0。在级联情况下的：在级联情况下的：先结束从片上中所有服务后，先结束从片上中所有服务后，再结束对应的主片上的服务。再结束对应的主片上的服务。第56页3)特殊中断结束方式特殊中断结束方式(SEOI)在在非全嵌套方式非全嵌套方式下，根据下，根据ISR的内容无法确定最后所响应和处理的内容无法确定最后所响应和处理的是哪一级中断。的是哪一级中断。这种情况下这种情况下，就必须用特殊的中断结束方式，就必须用特殊的中断结束方式，即在程序中要发一条特殊中断结束命令，该命令指出了要

49、清即在程序中要发一条特殊中断结束命令，该命令指出了要清除除ISR中的哪一位。中的哪一位。用于特殊屏蔽方式用于特殊屏蔽方式 另外，还要另外，还要注意在级联注意在级联 方式下方式下，一般不用一般不用中断自动结束方式中断自动结束方式，而是用而是用一般结束方式或特殊结束方式一般结束方式或特殊结束方式。第57页5.中断触发方式中断触发方式 两种触发方式：两种触发方式：边沿触发方式和电平触发方式。边沿触发方式和电平触发方式。边沿触发：边沿触发：IRi出现上升沿表示有中断请求。出现上升沿表示有中断请求。跳变后高电平一直保持，直到被响应。跳变后高电平一直保持，直到被响应。电平触发：电平触发：IRi出现高电平表

50、示有中断请求。出现高电平表示有中断请求。请求请求一旦被响应一旦被响应，该高电平信号应及时撤除。，该高电平信号应及时撤除。即在第即在第1个个INTA#结束前，结束前，IRi必须保持高电平。必须保持高电平。第58页6.与系统总线的连接方式与系统总线的连接方式 两种连接方式：两种连接方式：缓冲方式和非缓冲方式。缓冲方式和非缓冲方式。缓冲方式：缓冲方式：一般在多片一般在多片8259A级联系统中，级联系统中，8259A通过通过总线驱动器总线驱动器与与系统总线相连，而不是系统总线相连，而不是8259A直接与系统总线相连，这就是直接与系统总线相连，这就是缓冲方式。缓冲方式。8259的的SP/EN作为输出作为