微机接口技术-6.1章
《微机原理及接口技术》第六章
2、CPU对中断的响应
关中断：CPU响应中断后，发中断响应（INTA）信号的同时，内部自动实现关中断 保留断点：封锁IP+1，入栈保存CS：IP。 保护现场：由中断服务程序先将有关REG入栈保存。
给出中断入口、转相应的中断服务程序：中断服务程序起始地址，执行中断服务。
恢复现场：将中断服务程序入栈保存的REG内容弹出，恢复现场。 开中断与返回：中断服务的最后一条指令，出栈恢复CS：IP，恢复主程序运行，使IF自动恢
第十章
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微型计算机开发应用
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微机原理及接口技术 第六章、中断控制系统
本章要点：
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中断的基本概念 中断处理过程 可编程中断控制器8259A的结构、功能 可编程中断控制器8259A的应用
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微机原理及接口技术 6.1
一、中断的基本概念
中断系统
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微机原理及接口技术
三、外部中断
8086芯片设置有两条中断请求信号输入引脚：NMI和INTR引脚，用于外部中断 源产生的中断请求，可分为以下两种： 1、可屏蔽中断 INTR （18脚） INTR线上的请求信号是电平触发的。当IF=0，CPU中断不响应，这种情况称为 可屏蔽中断。可屏蔽中断通过指令设置IF中断标志位，达到控制的目的。 STI CLI ；IF←1，开中断，CPU才能响应INTR线上的中断请求。 ；IF←0，关中断，CPU不响应INTR线上的中断请求。
对于系统专用中断，系统将自动提供0～4中断类型号，保证系统自动转到处理程序。
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对于可屏蔽中断INTR，外接口电路产生中断类型号。目前8259A产生。
微机接口技术
微机接口技术引言随着计算机技术的不断发展，微机接口技术在各个领域得到了广泛应用。
微机接口技术是指将微型计算机通过适配器与外部设备进行连接和数据交换的技术。
本文将介绍微机接口技术的基本概念、分类、应用和前景。
基本概念微机接口技术是指通过适配器将微型计算机与外部设备连接的技术。
它包括了硬件接口和软件接口两个方面。
硬件接口是指连接微机与外部设备的物理接口，例如串口、并口、USB接口等。
软件接口是指通过编程实现微机与外部设备之间的数据交换。
分类根据接口的传输方式和规范，微机接口技术可以分为以下几类：串行接口串行接口是一种将数据按照位的顺序进行传输的接口。
它的特点是传输速度较慢，但传输距离较远，适用于长距离传输数据。
常见的串行接口有RS-232接口和RS-485接口。
并行接口并行接口是一种将数据同时按照多个位进行传输的接口。
它的特点是传输速度较快，但传输距离较短，适用于近距离传输数据。
常见的并行接口有并口（Parallel Port）和总线接口（如PCI、ISA等）。
USB接口USB（Universal Serial Bus）接口是一种通用的串行接口标准，它支持多种外部设备的连接和数据交换。
USB接口具有插拔方便、数据传输速度快等特点，已成为现代计算机中最常用的接口之一。
网络接口网络接口是指通过网络将微机与外部设备进行连接和数据交换的接口技术。
它可以实现不同地理位置的微机之间的数据传输。
常见的网络接口有以太网接口、无线网络接口等。
应用微机接口技术在各个领域都有广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用场景：工业自动化在工业自动化领域，微机接口技术被广泛应用于监控系统、控制系统和数据采集系统中。
通过与传感器、执行器等外部设备的连接，微机可以实时监测和控制生产过程，提高生产效率和质量。
医疗设备在医疗设备领域，微机接口技术被应用于各种医疗仪器和设备中。
例如，心电图仪、血压计、血糖仪等设备可以通过与计算机的接口连接，实现数据的传输和分析。
6 IO接口
微机原理与接口技术---Chapter6 I/O接口
6.2.2 I/O端口的编址方式
1. 端口地址和存储器地址统一编址，也称存 储器映射方式 2. I/O端口地址和存储器地址分开独立编址， 也称I/O映射方式
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CPU 信息类型 数字量 接口作用 模/数转换(A/D) 数/模转换(D/A) 三态缓冲、锁存 解决传送方式 串/并转换 并/串转换 三态缓冲、锁存 模拟量 数字量 慢 串行 并行
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外设
工作速度 通信方式
快 并行
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
微机原理与接口技术---Chapter6 I/O接口
20 AB 20 CPU 16 DB 16 存储器 （1MB） MEMR MEMW 控制逻辑 8 IOR IOW 16 I/O端口 （64K个）
R/W 控制
图6-2 独立编址方式
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微机原理与接口技术---Chapter6 I/O接口
I/O端口地址分配
缺点：
端口占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小； 指令长度比专门I/O指令要长，因而执行速度较慢
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微机原理与接口技术---Chapter6 I/O接口
2. 独立编址方式
I/O端口地址空间和存储器地址空间是独立的、分开的， 即I/O端口地址不占用存储器地址空间。
存放CPU命令代码的寄存器称之为命令口 存放执行状态信息的寄存器称之为状态口
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单片机微机原理与接口技术丁向荣书
单片机微机原理与接口技术简介本文档是关于单片机微机原理与接口技术的丁向荣教授所著的书籍的介绍。
这本书以其深入浅出的讲解方式，详细介绍了单片机微机原理及其与各种接口技术的关系与应用。
目录1.概述2.单片机基本概念与原理-2.1单片机简介-2.2单片机发展历程-2.3单片机的基本组成3.微机原理-3.1微机系统结构-3.2微机工作原理-3.3微机芯片4.接口技术基础-4.1接口技术概述-4.2串口通信-4.3并行通信-4.4US B接口5.单片机与外部器件的接口技术-5.1温度传感器与单片机的接口技术-5.2液晶显示屏与单片机的接口技术-5.3动态数码管与单片机的接口技术6.不同类型外部存储器的接口技术-6.1EP RO M与单片机的接口技术-6.2EE PR OM与单片机的接口技术-6.3FL AS H与单片机的接口技术7.实例分析8.总结与展望1.概述《单片机微机原理与接口技术》是丁向荣教授撰写的一本关于单片机微机原理与接口技术的专业著作。
本书以通俗易懂的语言，深入浅出地讲解了单片机的工作原理、微机系统结构以及与外部器件的接口技术。
通过本书的学习，读者将全面了解单片机与各种外部设备的接口技术，以及在实际应用中的使用方法与技巧。
2.单片机基本概念与原理2.1单片机简介本章介绍了单片机的定义、分类以及在各个领域的应用。
探讨了单片机的特点和优势，为后续章节的学习奠定了基础。
2.2单片机发展历程本节以时间为线索，详细讲述了单片机的起源和发展历程，使读者对单片机的演进有了更加深入的了解。
2.3单片机的基本组成本节介绍了单片机系统的基本组成，包括C PU、存储器、输入输出接口等。
并对每个组成部分进行了详细解读，帮助读者全面了解单片机的内部结构。
3.微机原理3.1微机系统结构本章详细探讨了微机系统的结构与组成，包括中央处理器、内存、外设等。
通过对微机系统结构的描述，帮助读者理解微机的工作原理及其与单片机的异同。
微机接口技术 课件第6章
数据高速传送的场合
二、DMA控制器的功能要求 控制器的功能要求
1、具备总线控制功能 、
发出总线请求； ）能向CPU发出总线请求； 发出总线请求 2、能够提供交换数据的地址 、 1）能向
2）CPU响应后，能够控制总线，并发出 ） 响应后， 控制信号； 响应后 能够控制总线，并发出DMA控制信号； 控制信号
3、DMA与CPUU访存 访存 DMA访存 访存
特点： 特点：
DMA接口无需建立申请和归还。传送效率高，但控制逻辑复杂。 接口无需建立申请和归还。传送效率高，但控制逻辑复杂。 接口无需建立申请和归还
四、DMA的工作过程 的工作过程
由中断服务程序完成。 由中断服务程序完成。
2、数据传送 、
可编程DMA控制器 控制器8237A §6.2 可编程 控制器
功能特点： 功能特点：
1、每片8237A内部有 个独立的 、每片 内部有4个独立的 通道， 内部有 个独立的DMA通道，每个通道可分别进 通道 行数据传送，一次传送最大可达 行数据传送，一次传送最大可达64KB，能够实现存储器与 ， 外部设备间或存储器两个区域间的数据传送。 外部设备间或存储器两个区域间的数据传送。 2、每个通道的DMA请求可以单独允许和屏蔽，具有不同的优 、每个通道的 请求可以单独允许和屏蔽， 请求可以单独允许和屏蔽 先级，每个通道的优先级可以是固定的，也可以是循环的。 先级，每个通道的优先级可以是固定的，也可以是循环的。 3、8237A具有 种传送方式：单字节传送方式，数据块传送方 、 具有4种传送方式 具有 种传送方式：单字节传送方式， 式，请求传送方式和级连方式。 请求传送方式和级连方式。
3）DMA传送结束后，能够释放总线控制权； ） 传送结束后， 传送结束后 能够释放总线控制权； 包括源、目的地址，并具有地址自动修改的能力； 包括源、目的地址，并具有地址自动修改的能力； 3、能够控制数据块传送的长度 、 结构上应具有地址计数器。 结构上应具有地址计数器。 结构上应具有字节数计数器。 结构上应具有字节数计数器。
微机原理与接口技术(楼顺天第二版)第六章习题解答
微机原理与接口技术(楼顺天第二版)第六章习题解答微机原理与接口技术（楼顺天第二版）习题解答第6章总线及其形成6.1答：内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM）和只读存储器（简称ROM）。
随机存储器。
随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。
由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM中的信息就会消失。
计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。
通常所说的内存大小就是指RAM 的大小，一般以KB或MB为单位。
只读存储器。
只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。
ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。
当计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。
当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。
ROM适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。
6.2 答：存储器的主要技术指标有：存储容量、读写速度、非易失性、可靠性等。
6.3答：在选择存储器芯片时应注意是否与微处理器的总线周期时序匹配。
作为一种保守的估计，在存储器芯片的手册中可以查得最小读出周(R)(Read Cycle Time)和最小写周期期tcyct(W)(Write Cycle Time)。
如果根据计算，微cyc处理器对存储器的读写周期都比存储器芯片手册中的最小读写周期大，那么我们认为该存储器芯片是符合要求的，否则要另选速度更高的存储器芯片。
8086CPU对存储器的读写周期需要4个时钟周期(一个基本的总线周期)。
因此，作为一种保守的工程估计，存储器芯片的最小读出时间应满足如下表达式：t cyc(R)＜4T－t da－t D－T其中：T为8086微处理器的时钟周期；t da 为8086微处理器的地址总线延时时间；t D为各种因素引起的总线附加延时。
微型计算机原理与接口技术(何宏)章 (6)
第6章 输入/输出接口技术
2．端口编址方式 既然端口可被微处理器访问，如同存储单元，那么每个端口 也存在着编址的方式问题。在当今流行的各类微机中，对I/O接口 的端口编址有两种办法，即端口统一编址和端口独立编址。用 Motorola公司的微处理器，如6800、68000系列构成的微型机采用 前一种方法；而用Zilog和Intel 公司的微处理器，如Z-80、Z800、8086/8088、80286、80386、80486、Pentium等系列构成的 微型机都采用后一种方法。
期(WR为低电平时)呈现在数据总线上，这样短的时间用于向低速 外围设备传送是不可能的，因此，要在接口电路中设置数据锁存 器，将CPU输出的信息先放在锁存器中锁存，再由外设进行处理， 以解决双方的速度匹配问题。
第6章 输入/输出接口技术
2．缓冲隔离功能 CPU与外设的信息交换是通过CPU的数据总线完成的，系统不 允许外设长期占用数据总线，而仅允许被选中的设备在读周期(或 写周期)占用数据总线。通过接口电路，就可以实现外围设备信息 在CPU允许期内传递到CPU数据总线上，其他时间对CPU总线呈高阻 状态，这样，设备之间可互不干扰。一般在接口电路中设置输入 三态缓冲器满足上述要求。 3．转换功能 通过接口电路，可以实现模拟量与数字量之间的转换。若外 设电平幅度不符合CPU要求，则通过接口电路进行电平匹配，也可 以实现串行数据与并行数据的转换。
息、状态信息和控制信息3种类型。 1．数据信息 CPU和外围设备交换的基本信息就是数据，数据通常为8位或
16位。数据信息大致分为以下3种类型。 (1) 数字量。数字量是指由键盘、磁盘、扫描仪等输入设备
读入的信息，或者主机发送给打印机、磁盘、显示器、绘图仪等 输出设备的信息，它们是二进制形式的数据或是以ASCII码表示的 数据及字符，通常为8位。
《微机原理及接口技术》课后习题详细解答（期末复习）
《微机原理及接⼝技术》课后习题详细解答（期末复习）第1章微型计算机系统概述〔习题1.3〕微型计算机主要由哪些基本部件组成？各部件的主要功能是什么？〔解答〕微机主要有存储器、I/O设备和I/O接⼝、CPU、系统总线、操作系统和应⽤软件组成，各部分功能如下：CPU：统⼀协调和控制系统中的各个部件系统总线：传送信息存储器：存放程序和数据I/O设备：实现微机的输⼊输出功能I/O接⼝：I/O设备与CPU的桥梁操作系统：管理系统所有的软硬件资源〔习题1.10〕简述计算机中“数”和“码”的区别，计算机中常⽤的数制和码制各有哪些？〔解答〕（1）数—⽤来直接表征量的⼤⼩，包括：定点数、浮点数。
（2）码—⽤来指代某个事物或事物的某种状态属性，包括：⼆进制、⼋进制、⼗进制，⼗六进制区别：使⽤场合不同，详见P16.〔习题1.12〕请写出与数据＋37和－37对应的8位机器数原码、反码、补码和移码，并分别⽤⼆进制和⼗六进制表⽰出来。
〔解答〕原码反码补码+37 00100101/25H 00100101/25H 00100101/25H-37 10100101/A5H 11011010/DAH 11011011/DBH〔习题1.13〕请将上题中＋37和－37的8位补码机器数分别扩充为16位和32位的形式，⽤⼗六进制表⽰出来。
〔解答〕+37 -3716位 32位 16位 32位00 25H 00 00 00 25H FF 5BH FF FF FF 5BH第2章微处理器指令系统〔习题2.1〕微处理器内部具有哪3个基本部分？8088分为哪两⼤功能部件？其各⾃的主要功能是什么？〔解答〕算术逻辑单元ALU、寄存器组和控制器；总线接⼝单元BIU：管理8088与系统总线的接⼝负责cpu对接⼝和外设进⾏访问执⾏单元EU：负责指令译码、执⾏和数据运算；8位CPU在指令译码前必须等待取指令操作的完成，8088中需要译码的指令已经取到了指令队列，不需要等待取指令。
微机接口技术第6章
陈 安 明
CRT显示器结构
微 机 接 口 技 术
垂直偏转线圈 水平偏转线圈
9针插座
栅极 加速极 高压极 聚焦极
R 3 G 4 B 5 6 I
放大驱动 放大驱动 放大驱动 加亮驱动 阴极 V1 V2 V3 高压 整流
荧光屏
陈 安 明
8 VSYNC 9 HSYNC 水平同步信号 垂直同步信号
帧扫描电路 行扫描电路
◆ VGA显示卡由图形控制器、显示缓冲区、字符发生器、
显示
缓 冲 区
CRT 控 制 器
移位 寄存 器
属性 控制 器
数字/模 视频信号 拟转换 DAC
水平同步信号 器
垂直同步信号
图形加速显示卡
微 机 ◆ 图形加速卡把图形控制器换成了图形加速芯片，具有智能 性控制和图形处理功能，实现各种动态视频功能。它实际 接 是一个用于图像处理和显示的微机系统。 口 技 ◆ 图形加速卡采用了新型视频接口标准——AGP板卡总线。 AGP总线是PCI总线的扩充，总线宽度为32位/64位/128位， 术
6.2.1 LED数字显示器接口
微 机 接 口 技 术 ◆七段发光二极管组成的LED（Light Emitting Diode），是一种16进制 数0~9和A~F的显示器件，也称为数码管。
◆ LED显示不同字形需点亮不同组合的显示段（a，b，c，d，e，f，g 段），7个显示段亮、灭不同组合的编码称为对应字形的显示段码。
步，行、列颠倒，即先向所有的列输出低电平，然后读入
所有行的状态。同理，可以判断出是哪一行有按键按下。
陈 安 明
通过两次扫描就可以知道是哪行、哪列的按键闭合了，由 此可以得到该键的编码。 线反转法的行线、列线均为双向端口。
《微机原理与接口技术》课件第6章
6.1 概述 6.2 随机存储器(RAM) 6.3 只读存储器(ROM) 6.4 CPU与存储器的连接 6.5 现代RAM 6.6 存储器的扩展及其控制 习题6
6.1 概 述
6.1.1 存储器的一般概念和分类 按存取速度和用途可把存储器分为两大类，内部存储器和
外部存储器。把具有一定容量，存取速度快的存储器称为内部 存储器，简称内存。内存是计算机的重要组成部分，CPU可对 它进行访问。目前应用在微型计算机的主内存容量已达256 MB～1 GB，高速缓存器(Cache)的存储容量已达128～512 KB。 把存储容量大而速度较慢的存储器称为外部存储器，简称外存。 在微型计算机中常见的外存有软磁盘、硬磁盘、盒式磁带等， 近年来，由于多媒体计算机的发展，普遍采用了光盘存储器。 光盘存储器的外存容量很大，如CD-ROM光盘容量可达650 MB， 硬盘已达几十个GB乃至几百个GB，而且容量还在增加，故也称 外存为海量存储器。不过，要配备专门的设备才能完成对外存 的读写。例如，软盘和硬盘要配有驱动器，磁带要有磁带机。 通常，将外存归入到计算机外部设备一类，它所存放的信息调 入内存后CPU才能使用。
新的数据。对所存的内容读出时，仍需地址译码器的某一输出
线送出高电平到V5、V6管栅极，即此存储单元被选中，此时V5、 V6导通。于是，V1、V2管的状态被分别送至I/O线、 I/O线，这 样就读取了所保存的信息。显然，存储的信息被读出后，存储
的内容并不改变，除非重写一个数据。
由于SRAM存储电路中，MOS管数目多，故集成度较低， 而V1、V2管组成的双稳态触发器必有一个是导通的，功耗也比 DRAM大，这是SRAM的两大缺点。其优点是不需要刷新电路， 从而简化了外部电路。
如Intel 2114芯片容量为1 K×4位/片，Intel 6264为8 K×8位/片。
微机原理与接口技术(楼顺天第二版)第六章习题解答
微机原理与接口技术（楼顺天第二版）习题解答第6章总线及其形成6.1答：内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM）和只读存储器（简称ROM）。
随机存储器。
随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。
由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM中的信息就会消失。
计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。
通常所说的内存大小就是指RAM的大小，一般以KB或MB为单位。
只读存储器。
只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。
ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。
当计算机断电后，ROM 中的信息不会丢失。
当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。
ROM 适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。
6.2 答：存储器的主要技术指标有：存储容量、读写速度、非易失性、可靠性等。
6.3答：在选择存储器芯片时应注意是否与微处理器的总线周期时序匹配。
作为一种保守的估计，在存储器芯片的手册中可以查得最小读出周期t cyc(R)(Read Cycle Time)和最小写周期t cyc(W)(Write Cycle Time)。
如果根据计算，微处理器对存储器的读写周期都比存储器芯片手册中的最小读写周期大，那么我们认为该存储器芯片是符合要求的，否则要另选速度更高的存储器芯片。
8086CPU对存储器的读写周期需要4个时钟周期(一个基本的总线周期)。
因此，作为一种保守的工程估计，存储器芯片的最小读出时间应满足如下表达式：t cyc(R)＜4T－t da－t D－T其中：T为8086微处理器的时钟周期；t da为8086微处理器的地址总线延时时间；t D为各种因素引起的总线附加延时。
微机原理与接口技术第6章_IO接口和总线
6.1、 I/O接口
查询式输入代码片段
6.1、 I/O接口
查询式输出
6.1、 I/O接口
查询式输出时，状态寄存器的状态指示输出设备是否空 闲。
外设
数据线
状态线
6.1、 I/O接口
查询式输出工作过程
当输出设备将数据输出后，会发出一个ACK信号，使D触 发器翻转为0。
CPU查询到这个状态信息后，便知道外设空闲，可以执行 输出指令，将新的输出数据发送到数据总线上，同时 把数据口地址发送到地址总线上。
由地址译码器产生的译码信号和WR相“与”后，发出选 通信号，将输出数据送至8位锁存器。同时，将D触发 器置为1，并通知外设进行数据输出操作。
6.1、 I/O接口 查询式输出流程图
6.1、 I/O接口
常用的状态线有empty，busy 功能： 1、输出设备空闲，BUSY无效； 2、CPU写数据端口，输出设备输出数据，
缓冲器74LS244和74LS245 锁存器74LS373
6.1、 I/O接口 二、简单的输入输出接口芯片 1. 缓冲器74LS244和74LS245
连接在总线上的缓冲器都具有三态输出能力。 在CPU或I/O接口电路需要输入输出数据时，在它 的使能控制端EN（或G）作用一个低电平脉冲，使它的 内部的各缓冲单元接通，即处在输出0或1的透明状态。 数据被送上总线。 当使能脉冲撤除后，它处于高阻态。这时，各缓冲单元 像一个断开的开关，等于将它所连接的电路从总线脱开。 74LS244和74LS245就是最常用的数据缓冲。除缓冲作用 外，它们还能提高总线的驱动能力。
第6章(304)
第6章 输入/输出接口技术
(3) 开关量。开关量可表示两个状态，如开关的闭合和断开、 电机的运转和停止、阀门的打开和关闭等，这样的量只要用一 位二进制数表示就可以了。
以上数据信息一般是由外设通过接口芯片输入给系统的。 在输入过程中，数据信息由外设经过外设和接口之间的数据线 进入接口，再经过系统的数据总线送给CPU。在输出过程中， 数据信息从CPU经过数据总线进入接口，再通过接口和外设之 间的数据线送到外设。
第6章 输入/输出接口技术
6.1.6 简单的I/O接口图6-2 三态门电路 不同的I/O设备，所需采用的I/O接口电路复杂程度可能相
差甚远，但分解到最基本的功能，接口中应用最多的是三态缓 冲器和数据锁存器。
1．三态缓冲器 所谓三态，是指电路输出端具有三种稳态，即1态(高电平 状态)，0态(低电平状态)和第三态(高阻态或称浮空态)。三态门 电路的逻辑符号如图6-2所示。
6.1.5 端口及编址方式 1．端口 所谓端口，是指I/O接口(包括芯片和控制卡)中供CPU直接
存取访问的那些寄存器或某些硬件特定电路。一个I/O接口总要 包括若干个端口，除常见的数据端口、命令端口和状态端口外， 还有特殊用途的端口，如方式控制端口、操作结果端口和地址 索引端口等。端口的多少及相应的功能完全取决于与I/O接口所 关联的I/O设备。但需要指出的是，一个端口可设定为只读(一 般为状态和结果信息)、读写(一般为数据或命令信息)或只写(读 出无意义，如方式控制、命令参数信息)。这些属性是在设计 I/O接口功能时决定的，用户不能改变。
信息、状态信息和控制信息3种类型。 1．数据信息 CPU和外围设备交换的基本信息就是数据，数据通常为8位
或16位。数据信息大致分为以下3种类型。 (1) 数字量。数字量是指由键盘、磁盘、扫描仪等输入设备
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第二个 中断响应周期 T1 T2 T3 T4
向量类型
11
二、 80386的中断系统 的中断系统
1、中断源： 、中断源：
可屏蔽中断 INTR引脚 引脚 NMR引脚 引脚
中 断 源
0—255
中断
不可屏蔽中断
故障： 故障：可排除的异常 异常
执行指令中 的不正常或 非法情况
陷阱：软中断指令、 陷阱：软中断指令、单步异常 终止：严重的、 终止：严重的、不可恢复的异常
内部中断
3
多个可屏蔽中断的情况
非屏蔽中断请求 NMI 8086 8088 INTR 中断控制逻辑 IRQ0 IRQ1 IRQ2 8259A IRQ3 IRQ4 IRQ5 IRQ6 5类内部中断 类内部中断 IRQ7
4
一、 8086/8088的中断系统 的中断系统
可屏蔽中断与不可屏蔽中断的区别 可屏蔽中断与不可屏蔽中断的区别 不可屏蔽中断 1. 是否可屏蔽 2. 触发方式： 触发方式： INTR：电平 ： NMI： 边沿 ： 3. 优先级 4. 是否执行中断响应周期 NMI的中断类型码为 的中断类型码为2 的中断类型码为
Si=“1”表示 i引脚接有从片； 表示IR 表示 引脚接有从片； Si=“0”表示 i引脚无从片。 表示IR 表示 引脚无从片。
A0 从片 1
D7 0
D6 0
D5 0
D4 0
D3 0
D2 ID2
D1 ID1
D0 ID0
从片的标识码
30
数据总线 D7~D0 A0 INT CPU IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 D7~D0 A0 INT IR0 IR1 IR2
5
一、 8086/8088的中断系统 的中断系统
可屏蔽中断与内部中断的区别 可屏蔽中断与内部中断的区别 内部中断 1. 除单步中断外，不受包括 在内的任何标 除单步中断外，不受包括IF在内的任何标 志影响 2. 内部中断的中断类型码是预先约定或者在 指令中给出； 指令中给出；
6
一、 8086/8088的中断系统 的中断系统
优先 权比 较器 PR
中断 请求 寄存 器 IRR
中断屏蔽寄存器IMR 中断屏蔽寄存器
17
三、工作方式
forward
1. 优先级方式 优先级方式 2. 屏蔽中断源的方式 3. 结束中断处理方式 4. 连接系统总线的方式 5. 引入中断请求的方式
18
1、优先级方式 、优先级方式
完全嵌套方式： 完全嵌套方式： 初始状态、 初始状态、IR0优先级最高 特殊嵌套方式 同级的中断请求给予响应 对同级的中断请求给予响应 优先级循环方式：自动、 优先级循环方式：自动、特殊
第6章 可编程输入 出控制器 章 可编程输入/出控制器
X86的中断系统 X86的中断系统 可编程中断控制器8259A 可编程中断控制器 DMA传送 传送 可编程DMA控制器 控制器8237A 可编程 控制器
1
6.1 X86的中断系统 的中断系统
8086/8088的中断系统 8086/8088的中断系统 80386的中断系统 的中断系统
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二、内部逻辑结构
INT INTA 控制逻辑 D7~D0 数据总线 缓冲器 IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
RD WR A0 CS CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN SP=0 从片 SP=1 主片
读/写控制 写控制 逻辑
级联缓冲器 比较器
中断 服务 寄存 器 ISR
P
DPL
0
TYPE
0 0 0
无意义
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二、 80386的中断系统 的中断系统
过程： 过程：
1. 中断类型码乘以 后，判断越界 中断类型码乘以8后 判断越界(IDT)(256) 2. 查IDT，获得门描述符：段选择子、偏移 ，获得门描述符：段选择子、 量、属性 3.有关检查：类型、权限、是否装入 有关检查： 有关检查 类型、权限、 4. 根据 段选择子访问 根据CS段选择子访问 段选择子访问GDT或LDT,得到段 或 得到段 基址，加上32位偏移量 基址，加上 位偏移量
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4、连接系统总线的方式 、
缓冲方式 非缓冲方式
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5、引入中断请求的方式 、
边沿触发方式 电平触发方式 中断查询方式： 中断查询方式：IRR、ISR 、
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四、初始化命令字和操作命令字 初始化命令字和操作命令字 初始化命令字： 初始化命令字：ICW1—ICW4 使用8259A之前写入 使用 之前写入 操作命令字： 操作命令字： OCW1—OCW3 写入初始化命令字后可随时写入
系统中， µPM =1，用于 ，用于8086/8088系统中，否则 系统中 8080/8085系统 系统 BUF = 1，缓冲方式 ， 在缓冲方式下， 在缓冲方式下，M/S = 1，规定 ，规定8259A是主片 是主片 AEOI = 1，自动结束中断方式 ， SFNM = 1，8259A工作在特殊嵌套方式，否 工作在特殊嵌套方式， ， 工作在特殊嵌套方式 则完全嵌套方式
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1、优先级方式 、优先级方式
ISR7 正在服务的中断源 当前的优先级 0 4 ISR6 0 3 ISR5 0 2 ISR4 1 1 ISR3 0 0 ISR2 0 7 ISR1 0 6 ISR0 0 5
在开始循环方式时： 在开始循环方式时： 自动：默认 的优先级最高， 自动：默认IR0的优先级最高，IR7的优先级最低 的优先级最高 的优先级最低 特殊：最低优先级是由程序指定的， 特殊：最低优先级是由程序指定的，最高优先级则为其左邻
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初始化命令字ICW2 初始化命令字
A0 1 D7 T7 D6 T6 D5 T5 D4 T4 D3 T3 D2 × D1 × D0 ×
写入8个中断源的中断类型码，每个 位 写入 个中断源的中断类型码，每个8位 个中断源的中断类型码
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初始化命令字ICW3 初始化命令字
A0 主片 1 D7 S7 D6 S6 D5 S5 D4 S4 D3 S3 D2 S2 D1 S1 D0 S0
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中断响应周期时序
第一个 中断响应周期 T1 T2 T3 T4 CLK INTA AD7~AD0 AD7~AD0
CPU从引脚 CPU从引脚 INTA 发中断响应信号， 发中断响应信号， 接口芯片接收此信号，把中断类型号准备好；同时ISR 接口芯片接收此信号，把中断类型号准备好；同时ISRi=1,IRRi=0。 CPU再从引脚 CPU再从引脚 INTA 发中断响应信号， 发中断响应信号， 接口芯片接此信号后， 接口芯片接此信号后，将中断类型号送至数据总线上； CPU从数据总线获取中断类型号。 CPU从数据总线获取中断类型号。
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6.2 可编程中断控制器 可编程中断控制器 中断控制器8259A
特点 内部逻辑结构与引脚功能 工作方式 中断处理流程 初始化命令字和操作命令字 举例
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一、8259A的特点 的
可以同时输入8个中断请求 可以同时输入 个中断请求 可屏蔽、设置优先级、 可屏蔽、设置优先级、触发方式 并且可级联 并且可级联 可提供相应的中断类型码 多种工作方式
forward
七个命令字的区分：
端口地址、特征位、 端口地址、特征位、写入时序
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初始化命令字ICW1 初始化命令字
A0 0 D7 × D6 × D5 × D4 1 D3 LTIM D2 × D1 D0 SIGL IC4
D4：ICW1的特征位，恒为 ： 的特征位， 的特征位 恒为1 LTIM：设置中断触发方式， ：设置中断触发方式， LTIM＝1/0，为电平 上沿触发方式 ＝ ，为电平/上沿触发方式 SIGL：SNGL＝0，8259A为级联方式， 为级联方式， ： ＝ ， 为级联方式 且需要写入ICW3, 否则单片方式 否则单片方式 且需要写入 IC4：IC4＝1，规定后续必须写入 ： ＝ ，规定后续必须写入ICW4
NMI中断响应过程与内部中断类似
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当前指令执行完的含义
• CPU正在执行一条指令，执行完本条指令，响应中断； CPU正在执行一条指令 执行完本条指令，响应中断； 正在执行一条指令， • 对于带重复前缀的串指令（如REP MOVSB），执行一次 对于带重复前缀的串指令（ MOVSB）， ），执行一次 重复和串指令即可响应中断； 重复和串指令即可响应中断； • 对MOV和POP指令，处理对象为段寄存器， MOV和POP指令 处理对象为段寄存器， 指令， 以及STI和IRET指令执行完本条指令后 以及STI和IRET指令执行完本条指令后， 指令执行完本条指令后， 再执行一条指令才响应中断。 再执行一条指令才响应中断。
BIOS功 功 能调用
CPU 保留
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2．外部可屏蔽中断的响应和处理过程 可屏蔽中断：
① 第1个INTA，PIC进行优先级排队判优处理 ②第1个INTA ，PIC把中断类型码放到DB上，由CPU读入 ③ PUSH FLAG ④ CLEAR IF，TF ⑤ PUSH CS ⑥ PUSH IP ⑦（I P）=（TYPE*4+1）:（TYPE*4+0） ⑧（CS）=（TYPE*4+3）:（TYPE*4+2）
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2、屏蔽中断源的方式 、
普通屏蔽方式 IMR的Di=1：屏蔽 的 ： 特殊屏蔽方式 对屏蔽寄存器中的某位进行置位 会同时将ISR的对应位清零 时，会同时将 的对应位清零 见内部结构
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3、结束中断处理方式 、
中断结束处理： 中相应位清0 中断结束处理：将ISR中相应位清 中相应位清 自动结束方式（ 方式） 自动结束方式（AEOI方式） 方式 只适合于单级中断 单级中断， 只适合于单级中断，即非级联方式 非自动结束中断：发送 非自动结束中断：发送EOI命令 命令 普通EOI命令：不指定 命令： 中的位， 普通 命令 不指定ISR中的位，自 中的位 动将优先级最高位清0，因此只适合完全 动将优先级最高位清 ，因此只适合完全 嵌套方式 特殊EOI命令：指定 命令： 特殊 命令 指定ISR中的位 中的位