微机原理第七章
《微机原理与接口》知识点第7章中断控制器8259
2、一般的中断结束方式
；×××10×11B ；设置ICW1 ；00011000B~ 00011111B ；设置ICW2 ；00000001B ；设置ICW4
三、8259A的操作命令字
1、OCW1 ：中断屏蔽操作命令字
D7 M7 D6 M6 D5 M5 D4 M4 D3 M3 D2 M2 D1 M1 D0 M0 A0 1
7.1 8259A概述
一、中断控制器的功能 管理CPU外部的中断请求。 在多个中断源的系统中，接收外部的中断请求，并进行判 断，将优先级最高的中断请求送CPU的INTR端。
二、8259A的工作特点
1、一片8259A可管理8级中断。 可用9片8259A芯片级连，构成64级中断系统。 2、可编程 3、只需一组5V电源
① ICW1写入偶端口，ICW2～ICW4写入“奇”端口 ② ICW1～ICW4的设置次序固定 ③ ICW1和ICW2必须设置，ICW3和ICW4根据实际情况 ④ 在级联时，主片和从片各设置ICW3
例：在含单片 8259A的8086系统中，8259A的工作方式是： 边沿触发，普通全嵌套方式，非缓冲方式，非中断自动结束 方式，中断类型码 18H~1FH 。端口地址 80H，82H。编写 8259A的初始化程序。
微机原理及接口第七章习题解答
“微机系统原理与接口技术”第七章习题解答(部分)
1. 8086系统采用向量式中断，试简述
8086系统中中断类型码、中断向量、中断向量
表的含义及其之间的关系。
答：
中断类型码：用于区分不同的中断源，即系统中每个中断源都应该对应一个唯一的类型 码。8086系统中的中断类型码以 8位无符号数(00H 〜0FFH )表示，一共可以区分 256个
不同的中断源。
中断向量：中断服务程序(ISR )的入口地址，也就是 ISR 的第一条指令在存储器中的 位置。8086系统中的中断向量由两个字(4个字节)组成，低位字表示入口的偏移地址，高 位字表示入口的段基址。显然，每个中断类型码对应一个中断向量，则
8086系统中共应有
256个中断向量。
中断向量表：中断向量的存放地。 8086系统将最低的 1KB (00000H 〜003FFH ) RAM 空间用于存放这256个中断向量。
三者之间的关系是：利用中断类型码 n 可以很容易地从中断向量表中找到该中断源所对
应的中断向量，即：中断向量存放的起始地址 m = nX 4,从中断向量表的 m 地址单元开始
连续取出的四个字节就是 n 号中断的ISR 入口地址。8086CPU 正是用这种方法完成中断索
引的。
系统将广义中断分为异常和狭义中断两大类。
(5)对。
4. 8086系统的RAM 存储单元中，从 0000H:002CH 开始依次存放 23H 、0FFH 、00H 和 0F0H 4个字节的
中断向量，该向量对应的中断类型码是多少？而中断类型码为 14H 的中断
向量应存放在哪些存储单元中？
微机原理第7章 8086中断系统和中断控制器
中断指令 INT n N＝32～255
溢出中断 INTO INT 4
断点 中断 INT 3
单步中断 (TF＝1) INT 1
除法 错误 INT 0
软件(内部)中断
8086/8088中断源
1．软件中断(内部中断) 8086/8088的软件中断主要有三类共五种。 (1) 处理运算过程中某些错误的中断 执行程序时，为及时处理运算中的某些错误 ，CPU以中断方式中止正在运行的程序，提醒程 序员改错。 ① 除法错中断(中断类型号为0)。在8086 /8088 CPU执行除法指令(DIV/IDIV)时，若发现 除数为0，或所得的商超过了CPU中有关寄存器所 能表示的最大值，则立即产生一个类型号为0的 内部中断，CPU转去执行除法错中断处理程序。
向量号为N的中断向量的 物理地址＝N×4
专用中断 (5个)
00000H 00003H 00004H 00007H 00008H 0000BH 0000CH 0000FH 00010H 00013H 00014H
类型0中断入口地址 (除法出错) 类型1中断入口地址 (单步中断) 类型2中断入口地址 (NMI) 类型3中断入口地址 (断点中断) 类型4中断入口地址 (溢出中断) 类型5中断入口地址
空闲状态TI 在8086系统中 一般为三个，而在8088系 统中则没有。
T1 CLK T2 T3 T4 TI TI TI T1 T2 T3 T4
微机原理与接口技术第七章中断控制器
任务调度
中断控制器能够根据优先级对任 务进行调度，确保高优先级的任 务能够得到优先处理，提高系统 的实时性能。
同步与异步信号处
理
中断控制器能够处理同步和异步 信号，使得系统能够应对各种不 同的外部事件和信号。
中断控制器在多任务处理系统中的应用
任务切换
中断控制器能够实现快速的任务切换，使得系统能够在多个任务之间快速切换，提高系 统的效率和响应速度。
中断控制器的编程步骤和技巧
01
步骤
02
1. 确定中断源和优先级。
2. 配置中断控制器。
03
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中断控制器的编程步骤和技巧
3. 编写中断服务程序。 4. 启动中断。 技巧
中断控制器的编程步骤和技巧
1
1. 合理安排中断优先级，避免优先级冲突。
2
2. 优化中断处理程序，提高响应速度。
3
3. 考虑中断嵌套，确保优先级高的中断能够得到 及时处理。
06
总结与思考
对中断控制器的理解和认识
01
中断控制器是计算机系统中用于管理中断的硬件设备，它能够 响应外部或内部的中断请求，并控制中断的处理过程。
02
中断控制器的主要功能包括接收中断请求、判断中断源、 保存现场、执行中断服务程序、恢复现场等。
03
中断控制器是计算机系统中非常重要的组成部分，它能够提高 计算机系统的实时响应能力和处理能力，使得计算机能够更好
微机原理第7章练习题及答案
第7章输入/输出与中断
一、自测练习题
㈠选择题
1．一微机系统有10根地址线用于I／O端口寻址，因而具有I／O空间的范围是( )字节。
A) 1024 B) 10K C) 0.5M D) 1M
2．8086CPU读／写一次存储器或I／O端口所需的时间称为一个( )。
A) 总线周期 B) 指令周期 C) 时钟周期 D) 基本指令执行时间
3．微型计算机的输入／输出有三种不同的控制方法，其中以( )控制的输入／输出是微机进行I／O的一种最主要的控制方式。
A) 程序控制 B) 中断控制C) DMA控制D) 以上均可
4．程序查询I／O方式的工作流程是按( )的次序完成一个字符的传输。
A) 写数据端口，读／写控制端口
B) 读状态端口，读／写数据端口
C) 写控制端口，读状态端口，写数据端口
D) 随I／O接口的具体要求而定
5．在CPU与外设的I／O传送控制方式中，效率高、实时性强的方式是( )。
A) 同步传送 B) 查询传送 C) 无条件传送 D) 中断传送
6．在CPU与外设的I／O传送控制方式中，传送速度最快的方式是( )。
A) 无条件传送 B) 查询传送 C) 中断传送 D) DMA传递
7．用具有两个状态(“0”和“1”态)的一组开关作简单输入设备时，应采用( )传送方式来输入信息。
A) 无条件B) 查询C) 中断D) DMA
8．用一组发光二极管作为简单输出设备时，应采用( )传送方式来输出信息。
A) DMA B) 无条件C) 查询D) 中断
9．在微机系统中引入中断技术，可以( )。
A) 提高外设速度B) 减轻主存负担
微型计算机原理与接口技术第七章课后答案
第七章
1. 什么叫中断？什么叫可屏蔽中断和不可屏蔽中断？
答：当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程序，转去执行请求中断的外设(或内部事件)的中断服务子程序，中断服务程序执行完毕，再返回被中止的程序，这一过程称为中断。
可屏蔽中断由引脚INTR引入，采用电平触发，高电平有效，INTR信号的高电平必须维持到CPU响应中断才结束。可以通过软件设置来屏蔽外部中断，即使外部设备有中断请求，CPU可以不予响应。当外设有中断申请时，在当前指令执行完后，CPU首先查询IF位，若IF＝0，CPU就禁止响应任何外设中断；若IF＝1，CPU就允许响应外设的中断请求。
不可屏蔽中断由引脚NMI引入，边沿触发，上升沿之后维持两个时钟周期高电平有效。不能用软件来屏蔽的，一旦有不可屏蔽中断请求，如电源掉电等紧急情况，CPU必须予以响应。
2. 列出微处理器上的中断引脚和与中断有关的指令。
答：INTR：可屏蔽中断请求输入引脚。
NMI：不可屏蔽中断请求输入引脚
INTA：可屏蔽中断响应引脚
INT n ：软件中断指令，其中n为中断类型号
INTO：溢出中断，运算后若产生溢出，可由此指令引起中断。
CLI：中断标志位IF清0
STI：置位中断标志位为1
3. 8086/8088系统中可以引入哪些中断？
答：（1）外部中断
两种外部中断：不可屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR
（2）内部中断
内部中断又称软件中断，有三种情况引起：
①INT n ：中断指令引起的中断
②CPU的某些运算错误引起的中断：包括除法错中断和溢出中断
第7章_微机原理与接口技术答案欧青立编
第7章并行接口技术
习题
7.1 什么是并行通信？并行通信有什么特点？
参考答案：并行接口是在多根数据线上，以数据字节（字）为单位与I/O设备或被控对象传送信息。
并行接口的特点主要有以下几个。
（1）数据传送速率快。
（2）并行接口与系统连接简单方便。
（3）数据线多，常用于近距离数据传送。
7.2 8255A的方式控制字和C口置1/置0控制字都是写入控制端口的，它们是怎样区分的？
参考答案：当8255A接收到写入控制口的控制字时，就会对最高位即标志位进行测试。如为1，则将此字节作为方式选择控制字写入控制寄存器；如为0，则此字节作为对端口C的置1/置0控制来处理。
7.3 8255A的方式0一般使用于什么场合？在方式0时，如果使用应答信号进行联络，则应该怎么办？
参考答案：8255A的方式0的使用场合有两种，一种是同步传送，另一种是查询式传送。在方式0情况下，没有规定固定的应答信号，所以，这时，将端口A端口B作为数据端口，把端口C的4个数位（高4位或者是低4位均可）规定为输出口，用来输出一些控制信号，而把端口C的另外4个数位规定为输入口，用来读入外设的状态。就是这样，利用端口C来配合端口A和端口B的输入/输出操作。
7.4 当8255A工作于方式2并且采用中断时，CPU如何区分是输入还是输出引起的中断？
参考答案：在输入、输出均允许中断的情况下，可在中断服务程序中查询状态字，判断OBF和IBF位的状态来区分是输入中断还是输出中断，并采取相应操作。
7.5 当数据从8255A的端口C向数据总线上读入CPU时，8255A的引脚CS#、A1、A0、RD#、WR#分 是什么电平？
微机原理与接口技术_第7章8253
第七章 可编程计数器/定时器8253及其应用 ——概述 4. 可编程计数器/定时器8253 Intel 8253就是一种能完成上述功能的计数器/定时器 芯片，被称为可编程间隔定时器(Programmable Interval Timer，PIT)。 ①8253内部具有3个独立的16位计数器通道，通过对
出指令对8253进行读/写操作的信息，都经8位数据总
线D7~D0传送，这些信息包括：
⑴CPU在对8253进行初始化编程时，向它写入
的控制字。 ⑵CPU向某一计数器写入的计数初值。 ⑶从计数器读出的计数值。
10
§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号
2．读/写控制逻辑
接收系统控制总线送来的输入信号，经组合后形成控制 信号，对各部分操作进行控制。可接收的信号有： ⑴CS 片选信号，低电平有效，由地址总线经I/O端口 译码电路产生。只有当CS为低电平时，CPU才能对8253进行连写 操作。 ⑵RD 读信号，低电平有效。当RD为低电平时，表示 CPU正在读取所选定的计数器通道中的内容。 ⑶WR 写信号，低电平有效。当WR为低电平时，表示 CPU正在将计数初值写入所选中的计数通道中或者将控制字写入 控制字寄存器中。 ⑷A1A0 端口选择信号。在8353内部有3个计数器通道 (0~2)和一个控制字寄存器端口。当A1A0＝00时，选中通道0； A1A0＝01时，选中通道1；A1A0＝10时，选中通道2；A1A0＝11时， 选中控制字寄存器端口。
微机原理 第七章中断控制器
译码电路
CS A0 读/写控 制电路 RD WR 数据缓冲器 初始化寄存器组 ICW1 ~ ICW4 中断屏蔽寄存器 操作命令OCW 级连控制 CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)
1. 中断优先权管理方式： 可见，8259A （1) 全嵌套方式 （2）特殊全嵌套方式 有多中工作方式， （3）自动循环方式 （4）特殊循环方式 使用起来很灵活， 2. 屏蔽中断源的方式 不易掌握，所以介 （1）普通屏蔽方式 （2）特殊屏蔽方式 绍编程之前，先对 3. 中断结束方式 其工作方式分类进 （1） 自动结束（AEOI)方式 行简要的介绍。 （2） 非自动结束（EOI)方式： ① 普通EOI方式；② 特殊EOI方式 4. 系统总线的连接方式(8259A级连方式） （1） 缓冲方式 （2）非缓冲方式 5. 中断请求的引入方式 （1） 边沿触发 （2）电平触发 （3）中断查询
CAS2
3
2 . 8259A的编程结构和工作原理
4
编程结构 （1）上半部分：处理部件 中断请求寄存器IRR 中断优先级裁决器PR 当前中断服务寄存器ISR （2）下半部分：7个寄存器 ICW1～ICW4 OCW1～OCW3
微机原理与接口 第7章_中断技术及8086中断系统
第7章 输入/输出与中断 2) 中断响应 响应时刻： 响应时刻：CPU在每条指令执行的最后一个时钟周期检测其中 在每条指令执行的最后一个时钟周期检测其中 断请求输入端，判断有无中断请求， 断请求输入端，判断有无中断请求，若CPU接收到了中断请求 接收到了中断请求 信号， 且此时CPU内部的中断允许触发器的状态为 ， 则 CPU 内部的中断允许触发器的状态为1， 信号 ， 且此时 内部的中断允许触发器的状态为 在现行指令执行完后，发出 信号响应中断。 在现行指令执行完后，发出INTA信号响应中断。 信号响应中断 从图7.11中可以看到， 一旦进入中断处理 ， 立即清除中断 请求 中可以看到，一旦进入中断处理， 立即清除中断请求 从图 中可以看到 信号。这样可以避免一个中断请求被 多次响应。 信号。这样可以避免一个中断请求被CPU多次响应。 多次响应 给出了CPU内部产生中断响应信号的逻辑电路。对 内部产生中断响应信号的逻辑电路。 图7.12给出了 给出了 内部产生中断响应信号的逻辑电路 可以用开中断(STI)或关中断 或关中断(CLI)指令来改变 于8086/8088 CPU可以用开中断 可以用开中断 或关中断 指令来改变 中断允许触发器(即 标志位 的状态。 标志位)的状态 中断允许触发器 即IF标志位 的状态。
对n获关 关断中中
7 14 软 件 查 询 方 式 的 流 程 图
.
…
微机原理第七章 输入输出方法及常用接口电路
TxD RxD
2 3 7
2 3
TxD RxD
地 址 译 码 器
7
地 址 译 码 器
„ „
„ „
编程计数器/定时器8253
一、8253主要特性:
有3个独立的16位计数器通道，分别称为：计数器0、
计数器1、计数器2。 每个计数器可独立作为定时/计数器使用，且都可设定 为按二进制或二－十进制计数。 每个计数器的计数速率可达2MHZ，最高计数速率为 2.6MHZ。 每个计数器都可以编程设定为6种工作方式之一种。 使用单+5V电流。所有输入/输出都与TTL兼容。
传送方式示意图
三、串行传送中的一些基本概念
发送时钟 接收时钟 发送时钟频率与波特率的关系
发送时钟频率=n×波特率 这里n可以是1，16，32或64等。
信号的调制和解调
调制解调器
调制解调器主要有三种功能： （1）调制解调功能。 （2）均衡功能。 （3）和终端的接口功能。
计算机
Modem
计数器 2号
CLK2 GATE2 OUT2
8253的引脚
Intel 8253芯片是具有24个引脚的双列 直插式集成电路芯片。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CLK0 OUT0 GATE0 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 VCC WR RD CS A1 A0 CLK2 OUT2 GATE2 CLK1 GATE1 OUT1
微机原理14162中断处理过程
排队链优先级中断系统
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§7.2 中断处理过程
四、中断优先级
当中断请求得到响应时，中断响应信号就传送到优 先级最高的I/O设备，并按串行方式往下传送。若某 设备有中断请求，中断响应信号就不再往下传送， 而中止在该设备上，从而允许该设备使用总线与 CPU交换信息，该设备以后的中断就被屏蔽了。显 然，排在链的最前面的优先级最高。各中断源的中 断优先级按其在链式排队电路中的先后次序决定。
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§7.2 中断处理过程
② 矢量优先级排队
四、中断优先级
用硬件实现优先级的另一种方法是使用优先级控制 器。优先级控制器或可编程中断控制器(PIC)构成的 “矢量” 是一个由优先级编码器和比较器等构成的 电路，它的基本逻辑结构如下图所示。优先级控制 器可接受8个中断输入，每一个中断请求能否送到 优先级编码器，取决于屏蔽寄存器的对应位。
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§7.2 中断处理过程
四、中断优先级
实际应用中，常遇到多个中断源同时请求中断，这时 CPU必须确定先为哪个中断服务。解决的方法是采用 中断优先排队，即把全部中断源按其中断的必要性和 实时性以及处理的轻重缓急进行排队，给出优先级。 因此，中断优先级是指多个中断同时发生时，CPU对 中断源响应的顺序。优先权高的先被响应。
第七章 中断
微机原理第7章习题与答案
习题
一、选择题
1.在程序控制传送方式中，_______可提高系统的工作效率。
A. 无条件传送
B. 查询传送
C. 中断传送
D.以上均可
答案：C
2.在8086的中断中，只有______需要硬件提供中断类型码。
A.外部中断
B.可屏蔽中断
C.不可屏蔽中断
D.内部中断
答案：B
3.在中断响应周期，CPU从数据总线上获取______。
A.中断向量的偏移地址
B.中断向量
C.中断向量的段地址
D.中断类型码答案：D
4.执行INT n指令或响应中断时，CPU保护现场的次序是______。
寄存器（FR）先入栈，其次是CS，最后是IP
在先，其次是IP，最后FR入栈
在先，其后一次是IP，CS
在先，其次是CS，最后FR
答案：A
5.在PC/XT中，NMI中断的中断向量在中断向量表中的位置_______。
A.是由程序指定的
B.是由DOS自动分配的
C.固定在0008H开始的4个字节中
D.固定在中断向量表的表首
答案：C
6.中断调用时，功能调用号码应该_______。
A.写在中断指令中
B.在执行中断指令前赋给AH
C. 在执行中断指令前赋给AX
D. 在执行中断指令前赋给DL
答案：B
7.若8259A的ICW2设置为28H，从IR3引入的中断请求的中断类型码是_____。
A. 28H
答案：B
有3中EOI方式，其目的都是为了_____。
A.发出中断结束命令，使相应的ISR=1
B. 发出中断结束命令，使相应的ISR=0
C. 发出中断结束命令，使相应的IMR=1
D. 发出中断结束命令，使相应的IMR=0答案：B
特殊全嵌套方式要解决的主要问题是______。
微机原理与应用第七章
过程名
结构名 记录名等
常数：没有任何属性的纯数值。在程序运行中不发生变化。 如：10010011B、0A5H、”ZHIFUCHUAN”
变 量：表示存储单元，单元中的数在程序运行期间随时 可以修改。 变量名：存放数据单元的符号地址
标 号：表示存储单元，单元中存放的是机器指令代码
①段属性（SEG）：变量或标号对应存储单元所在段的段值 ②偏移量属性（OFFSET）：变量或标号对应存储单元的起始地址的段内偏移 ③类型属性（TYPE）： 变量类型主要是字节（BYTE）、字（WORD）、双字（DWORD） 标号类型主要是近（NEAR）和远（FAR）
有三个属性：
段地址：即标号所在段的段地址； 偏移量：标号所代表存储单元的段内偏移地址； 类 型：NEAR或FAR： NEAR—表示标号所在语句与转移指令/ 调用指令在同一码段内,跳转时 只需改变IP即可。 FAR—标号所在语句与转移指令/调用 指令不在同一代码段内。 若没有对类型进行说明,默认为NEAR。 标号通常作为转移指令或CALL指令的转移地址。
⑴ 定位方式（定位类型）
书(P162)
定位类型指出了对当前段起始地址的要求，有4个选项
PAGE ——指定起始地址的低8位是0，即其值能被256整除（称页边界） PARA ——指定起始地址的低4为是0，即其值能被16整除（称段边界）
取变量的类型（1，2，4） ►LENGTH 取所定义变量的长度 （即变量中元素的个数） ►SIZE 取所定义存储区的字节数 （=TYPE*LENGTH） 例：VAR DW 1，2，3，4，5
微机原理第七章练习题
第七章
1、计算机在下列情况中，不适合采用中断方式处理的是（）
A.随机发生的事件
B.定时发生的事件
C.成块数据的高速传送
D.突然停电
2、CPU与外设之间传送数据的程序控制方式有( )。
A.无条件传送方式
B.查询方式
C.中断方式
D.以上所有方式
3、在I/O设备、数据通道、时钟和软件这四项中，可能成为中断源的是（）
A. I/O设备
B. I/O设备和数据通道
C. I/O设备、数据通道和时钟
D. I/O设备、数据通道、时钟和软件
4、为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用（）
A.通用寄存器
B.堆栈
C.存储器
D.外存
5、在8086/8088系统中，关于可屏蔽和不可屏蔽中断的下列说法中正确的是（）
A.CPU对不可屏蔽中断必须响应
B. CPU对可屏蔽中断必须响应
C.两种中断优先级别一致
D.无法判断他们的优先级
6、电源故障中断属于（）
A.不可屏蔽中断
B.可屏蔽中断
C.控制器产生的中断
D.内部中断
7、转入中断服务程序以及从中断服务程序返回原程序的方法是（）
A.执行相应的转移指令
B.调用相应的子程序
C.将相应的地址装入程序计数器
D.将相应的地址装入指令的操作数字段
8、DMA方式在（）之间建立了直接的数据通道
A.外设与外设
B.主存与外设
C.CPU与主存
D.CPU与外设
9、硬中断服务程序结束返回断点时，程序末尾要安排一条指令IRET，它的作用是（）
A.构成中断结束命令
B.恢复断点信息并返回
C.转移到IRET的下一条指令
D.转入下一中断服务
10、PC/XT微机采用向量中断方式处理8级外部硬中断，中断类型号依次为08 ~0FH，在RAM 中0000：002CH单元开始依次存放了23H、FFH、00H、F0H四个数据，该向量对应的中断号和中断服务程序入口地址是（）
微机原理-第7章 汇编语言与汇编程序5 常用DOS系统功能调用及BIOS功能调用-文档资料
例： 程序中有时需要用户对提示做出应答 GET_KEY: MOV AH,1 INT 21H CMP AL,’Y’ JZ YES CMP AL,’N’ JZ NOY JMP GET_KEY YES: … … NOY: … ;等待键入字符 ;结果在AL中 ;是’Y’? ;是,转YES ;是’N’? ;是,转NOY ;否则继续等待输入
(1)程序结束中断 INT 20H 和 INT 27H
此指令功能是退出当前程序返回操作系统。
INT
20H为正常退出命令 INT 27H为驻留退出命令
(2)系统功能调用 INT 21H
在所有DOS功能调用中，将
INT 2lH 软中断命 令来实现的所有子程序调用称为DOS系统功能 调用，它体现了DOS的核心功能，对应100多个 子程序。
个子程序文件。 软中断指令格式
INT n
; n称为中断类型号
其中： ① DOS中断使用的 n＝ 20H～3FH
② BIOS中的 n＝5～1FH ③ 自由中断的 n＝40H～FFH
DOS功能调用
类型号 20H 22H 26H 28H 中断功能 程序结束 结束地址 磁盘顺序写 DOS内部使用 类型号 21H 23H 中断功能 请求DOS功能调用 中止(Ctrl-Break)处理
IM 地址空间 中断向量表 IBM BIOS IBM DIOS DOS常驻部分 系统 RAM
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IOR IOW INTA
WR
ICW3 主从片连接关系
1 1
ICW4 方式控制
0 0
0
0
SP/EN
OCW2 优先级设置、发EOI 0 1
INTA
CA0 CA1 CA2 VCC GND
OCW3特殊屏蔽,查询方式设置
1
控制部分
第7章 中断控制器
① 中断请求寄存器IRR 锁存外部的中断申请。 • 若 IR0~IR7 引脚上有中断申请，则将 IRR 相应位置1 总线
第7章 中断控制器
（3）特殊的中断结束方式
这种方式是在程序中发出一条特殊的中断结束命令，具体指出要清除 ISR中的哪一位。往往用于非全嵌套方式。 具体操作是，在程序中向8259A 的偶地址端口写一个命令字OCW2， 并使其中的EOI=1，SL=1，R=0，此时L2，L1，L0这三位指出要清除ISR 中的哪一位。 需要指出的是，在级联系统中，一般不使用中断自动结束方式，而用 非自动结束方式。而且，不管是使用普通中断结束方式，还是使用特殊的 中断处理方式，在中断服务程序结束时，都必经发出两次中断结束命令， 一次是对主片，一次是对从片。
④当前中断服务寄存器 ISR 记录CPU正在响应的中断。 – ISR中的某位为1，表示CPU正在响应此级中断， 即正在执行此中断源的中断子程序； – ISR中的某位为 0，表示CPU没有或已响应完此级中断， – 即不在执行此中断源的中断子程序
数据线 A0 片 选 CS 译 码 RD WR INTA INT
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
IOW
INTA INTR
ICW4 方式控制
OCW3 特殊屏蔽设置
第7章 中断控制器
CPU接收到 INTR上的中断申请信号后：
如果 IF 标志为0，则CPU不响应此中断申请信号,
即中断申请被IF屏蔽。
如果 IF 标志为1，则处理完当前的指令后，进入
(4) 优先级特殊循环方式 优先级特殊循环方式与优先级自动循环方式相比，唯一的区别在于：前 者是优先级初始队列是程序编程来决定的，如果程序规定，IR4 优先级最低， 那么IR5优先级则最高；而后者的优先级初始队列开始是IR0优先级最高，IR7 优先级最低。
第7章 中断控制器
2. 屏蔽中断源的方式 按照中断源的屏蔽方式，8259A有以下两种工作方式： (1) 普通屏蔽方式 在8259A内部有一个８位屏蔽寄存器（OCW1），对应IR0～IR7的8个 中断请求，可由程序设置将屏蔽寄存器中的任一位或几位置1，这样与之相对 应的中断请求就被屏蔽了。 当然，要清除屏蔽，只要将屏蔽寄存器（OCW1）中的对应位复位即可。 (2) 特殊屏蔽方式 特殊屏蔽方式是当设置了特殊屏蔽方式后，对屏蔽寄存器（IMR）中的 对应位置1 ，同时使当前中断服务寄存器中的对应位自动清0，这样，不只屏 蔽了当前正在处理的这级中断，还开放优先级较低的其它中断请求。因此， 特殊屏蔽方式，总是在中断服务程序中使用。
第7章 中断控制器
（3）优先级自动循环方式 优先级自动循环方式一般用于多个中断源优先级相同的情况下。在这种 方式中，优先级队列是循环变化的，某一中断源得到中断服务后，优先自动 降为最低。
例如：在优先级自动循环方式中，优先级初始队列由高到低为：IR0、 IR1、IR2、……、IR6、IR7，如果此时IR2端有中断请求，并予以响应，响 应结束后，IR2的优先级自动降为最低，IR3的优先级为最高，这时，系统的 优先级队列由高到低变为：IR3、IR4、IR5、IR6、IR7、IR0、IR1、IR2。
RD WR A0
片 选 20~3FH 译 码
CS
INTA INT
用于多片 8259A 级连情况
GND
第7章 中断控制器
7.1.2 8259A的编程结构和工作原理
8259A的编程结构
总线
第7章 中断控制器
处理部分
数据线
D0 ~ D7 INTR A0 A5 ~ A9
A0
D0 ~ D7 INT
ISR 当前 中断 服务 寄存器
总线
D0 ~ D7 A0
A5 ~ A9 IOR
数据线
A0
片 选 CS 译 码 RD WR INTA INT
D来自百度文库 ~ D7
ISR 当前 中断 服务 寄存器
0 1 0 1 0 0 0 0 0
PR
IRR 中断 申请 寄存器
优先级 裁决器
1 0 0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 1
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
译 码
CS
ICW1 芯片控制
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
RD WR INTA INT
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
0 0
OCW2 优先级、发EOI OCW3 特殊屏蔽设置
第7章 中断控制器
总线
D0 ~ D7 A0 A5 ~ A9 IOR
IOW INTA INTR
② 中断屏蔽寄存器 IMR 决定 IRR 中的中断申请 是否进入优先级裁决器 PR。 • IMR对应位为 0，允许中断申请进入优先级裁决器， • 为 1，不允许进入，中断申请被IMR屏蔽 。 IR0 ISR 0 IRR 1 数据线 IR1 当前 0 D0 中断 0 0 0 IR2 ~ 申请 0 中断 0 IR3 D7 寄存器 0 服务 0 PR A0 IR4 0 寄存器 0 IR5 优先级 0 0 IR6 片 1 裁决器 0 IR7 选 CS 译 1 0 0 1 0 1 0 0 ICW1 芯片控制 码 RD OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR ICW2 中断类型号 WR 0 0 ICW3 主从片关系 OCW2 优先级、发EOI INTA ICW4 方式控制 OCW3 特殊屏蔽设置 INT
D0 ~ D7
ISR 当前 中断 服务 寄存器
0 0 1 0 0 0 0 0
PR
IRR 中断 请求 寄存器
优先级 裁决器
1 0 0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 0 0 0 1
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号 ICW3 主从片关系
片 选 CS 译 码
RD
0 0 0 0 0 0 0 0
0 IRR 0 中断 0 请求 0 PR 寄存器 0 0 优先级 0 0 分析器 A0 1 0 0 1 0 1 0 0 1
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
ICW1 芯片控制 A0 1 × I3 I4 0 ICW2 中断类型号
教学重点为:
8259A的编程结构； 8259A的初始化流程； 8259A的初始化命令字与操作命令字； 8259A的实例；
第7章 中断控制器
第7章 中断控制器
7.1 8259A的引脚信号、编程结构和工作原理 7.1.1 8259A的外部信号和含义
第7章 中断控制器
8259A的编程结构
第7章 中断控制器
中断响应周期
通过 INTA 引脚发出两个负脉冲信号， 从数据总线上获取中断类型号，
进入中断响应的过程。
8259A在接收到第一个INTA中断响应信号后：
① 将 ISR 中相应位置1， 表示 CPU 响应此级中断，执行此中断源的中断子程。
② 把 IRR中对应的位清0，清除IRR中锁存的中断申请信号。
第7章 中断控制器
博学 审问 慎思 明辨 笃行
第7章 中断控制器
第7章 中断控制器
§ 7.1 § 7.2 § 7.3 § 7.4 § 7.5 § 7.6 8259A的引脚信号、编程结构和工作原理 8259A的工作方式 8259A的初始化命令字和初始化流程 8259A的操作命令字 8259A使用举例 多片8259A组成的主从式中断系统
D0 ~ D7 A0 A5 ~ A9 IOR 片 选 CS 译 码 RD WR INTA INT 数据线 A0 D0 ~ D7
ISR 当前 中断 服务 寄存器
0 0 0 0 0 0 0 0
PR
IRR 中断 请求 寄存器
优先级 裁决器
1 0 0 1 0 1 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 1
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号 ICW3 主从片关系
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
IOW
INTA INTR
ICW4 方式控制
OCW3 特殊屏蔽设置
第7章 中断控制器
总线
D0 ~ D7 A0
A5 ~ A9 IOR
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
ICW1 芯片控制 ICW2 中断类型号
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
0 0
OCW2 优先级、发EOI OCW3 特殊屏蔽设置
INT
第7章 中断控制器
7.2 8259A的工作方式
8259A有多种工作方式，这些工作方式由程序初始化来设置， 使用起来相当灵活。
总线 D0 ~ D7 A0 A5 ~ A9 IOR IOW INTA INTR
数据线
A0
D0 ~ D7
ISR 当前 中断 服务 寄存器
片 选 CS 译 码 RD
WR INTA
0 1 0 1 0 0 0 0 0
PR
IRR 中断 申请 寄存器
优先级 裁决器
1 0 0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 1
第7章 中断控制器
3. 中断结束处理的方式
在中断服务程序结束时，必经发出中断结束命令，使ISR中对应位复位， 否则，系统便不能正常工作。使ISR对应位复位的动作称为中断结束处理。 8259A有以下三种中断结束方式：
（1）中断自动结束方式
这种中断结束方式是最简单的方式，用于系统中只有一片8259A的情况。 在这种方式中，系统一进入中断过程，在第二个中断响应信号INTA到来时， 8259A会自动将当前中断服务寄存器ISR中的相应位复位。 （2）普通（一般）中断结束方式 该方式多用于全嵌套方式下。当CPU 向8259A发出一条EOI命令时， 8259A会把当前中断服务寄存器中的最高非零位复位。 具体操作是，只要在程序中向8259A的偶地址端口写一个操作命令字 OCW2，并使其中的EOI=1，SL=0，R=O即可。
8259A的引脚
总线 D0 ~ D7 IOR IOW
8259A
Vcc IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 SP/EN CA0 CA1 CA2 + 5V 18.2Hz 计时 键盘 保留 串 口2 串 口1 并口 软盘 打印机
数据线
D0 ~ D7
A0
A5 ~ A9 INTA INTR
总线
D0 ~ D7 A0 A5 ~ A9 IOR IOW INTA INTR
③ 优先级裁决器PR据新进入的中断申请和 ISR的内容, 决定是否发中断申请信号。 • 如果进入的中断申请比 ISR 中记录的中断优先级高， – 则通过 8259A 的 INT 引脚向 CPU发出中断请求信号； • 如果进入的中断申请不比 ISR 中记录的中断优先级高，同级 或低级， – 则不向 CPU 发中断请求信号。 IR0 ISR 0 IRR 1 数据线 IR1 当前 0 D0 中断 0 0 1 IR2 ~ 申请 0 中断 0 IR3 D7 寄存器 0 服务 0 PR A0 IR4 0 寄存器 0 IR5 优先级 0 0 IR6 片 1 裁决器 0 IR7 选
1. 优先级设置方式 （1）固定优先级（也称全嵌套方式） 在全嵌套优先级方式中，8259A的中断优先级从IR0到IR7，即IR0优先级 最高，IR7优先级最能低。这是最常用、最基本的工作方式。 （2）特殊全嵌套方式 与固定全嵌套方式基本相同，但在特殊全嵌套方式中，当正在处理某一 级中断时，如果有同级的中断请求发生，8259A也会响应，从而开放了同级 中断请求的特殊嵌套。 这种方式主要用于8259A级联系统中，在这种系统中，主片设置为特殊 全嵌套方式，从片设置为其它优先级方式，这样，某一从片的请求正在处理 时，来自同一从片中的优先级较高的中断请求也能得到响应。
ICW1 芯片控制 ICW2 中断类型号 ICW3 主从片关系 ICW4 方式控制
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI OCW3 特殊屏蔽设置
IOW INTA INTR
8259A在接收到第二个INTA中断响应信号后： ① 通过数据线，将被响应申请的中断类型号送给CPU。 类型号由ICW2提供，在初始化8259A时已设定好。 ② CPU获得中断类型号后，进入CPU响应中断的过程, 执行中断子程，处理中断源申请的功能。