微型计算机接口技术第2章 中断

（1）边沿触发方式：
在此方式下，8259A将中断请求输入端出现的信号的上升沿作为中断请求信号。 （2）电平触发方式：
在此方式下，8259A将中断请求输入端出现的高电平信号作为中断请求信号。 这时，应注意及时撤除高电平，否则，有可能引起不应有的第二次中断。
4、屏蔽中断的方式
8259A内部的中断屏蔽寄存器ＩＭＲ的每一位对应了一个中断请求。可以通 过编程使ＩＭＲ的任一位或几位置０或置１，从而允许或禁止相应中断。
2．8259A引脚及结构 Intel 8259A为28脚双列直插式芯片，见右图： 主要引脚功能如下： （1）IR0~IR7：从外设来的中断请求由 这些引脚输入到8259A。在边沿触发方式 中，IR应有由低到高的上升沿，此后保持 为高电平，直到被响应；在电平触发方式 中，IR应输入高电平直到被响应为止。 （2）INT：当8259A接到外设的中断请求， 对CPU提出中断请求线，该引脚连接到 CPU的INTR上。 （3）INTA：CPU接到中断请求后送回的 中断应答信号。在中断响应周期中，第一 个INTA用于通知8259A中断请求已被响应； 第二个INTA作为特殊的读操作信号，读取 8259提供的中断类型。 （4）CAS0~CAS2：主8259A与从8259A 的级连线，对于主8259A该引脚为输出， 从8259A为输入。
8259A的内部由8个功能模块组成，如下图所示。
读写控制逻辑： CPU 对8259A 的读写操作除 INTA 信号作特殊操作外，一般的读写操 优先权电路：用于判定当前的中断请求是否输入到 CPU，当中断优先权高于 CPU 正 中断屏蔽寄存器（ IMR ）： IMR对IRR中相应的中断请求起屏蔽作用，用户 中断请求寄存器（ 正在服务寄存器（ IRR ISR ）：在中断响应之后的第一个 ）：用于保存外设在 IR0~IR7 线上提出的中断请求， INTR周期将ISR中与 IRR 作由 CS、IR0~IR7 WR、RD线上的外设产生的触发信号来置位，其内容可用 、A0等几个输入线控制，使 8259A可以接收 CPU写入的初始化命 在服务中断的优先权，则当前中断终止正在服务中断，并响应当前中断请求；若当 可根据需要允许某些中断发生（相应位置 0）或禁止某些中断（相应位置 1）。 由连接在 对应的中断源置位，表明该中断源正处在被服务中， ISR的复位需要用中断 OCW2命 令字（ ICW ）和操作命令字（ OCW ），向 CPU 送出状态信息。 CS 、 WR 、 RD 、 A0 组 前中断优先权低于 CPU的正在服务中断，则等待CPU完成当前中断后再响应该中断。 令读出。 结束命令 OCW2 。 来执行。 合功能如表 2.1所示。 所谓优先权高低也就是中断类型编码的大小。
4．8259A的工作方式
8259A有多种工作方式，这些工作方式都可以通过编程来设置。下面，我们 先对8259A的工作方式进行简单的介绍： 1、设置优先权的方式
（1）普通全嵌套方式（全嵌套方式）：为８２５９Ａ最常用的工作方式。 在此方式下，８２５９Ａ的中断优先权顺序固定为 IR0、IR1、IR2、…、 IR7 ， IR0 的中断优先权最高。当 CPU 响应中断后（即 ISR 相应位置位期 间），与之同级或更低级的中断不被响应。 （2）特殊全嵌套方式：与普通全嵌套方式基本相同，二者区别是：在特 殊全嵌套方式下，当处理某一级中断时，如果有同级的中断请求，则 8259A也可以响应。特殊全嵌套方式一般用在8259A级联的系统中。在这 种情况下，主片的8259A设置为特殊全嵌套方式，这样，当从片的某一中 断请求正被处理时，可以响应来自从片的更高优先级的中断。 （3）优先权自动循环方式：在此方式下，优先级队列是在变化的。初始 化时优先级顺序为IR0、IR1、IR2、…IR7，IR0的中断优先权最高。当一 个中断被响应之后，它的优先级自动降为最低，而原来比它低一级的中断 则升至最高级。例：当IR4中断被响应后，则中断优先级顺序为： IR5、 IR6、IR7、IR0、IR1、IR2、IR3、IR4 （4）优先权特殊循环方式：与优先权自动循环方式相比，只有一点不同： 在优先权特殊循环方式中，初始化时的最低优先级是由编程确定的。
第二章
一、80X86的中断方式
PC机常用接口芯片
§1 PC机中断系统 中断是80X86计算机系统的主要管理方式之一，也是处理器与外设之间通信 的最有效的方法之一。 根据产生中断的中断源的不同，中断可分为两类：内部中断和外部中断 1、内部中断 又叫软件中断。其中断源在CPU的内部，主要是由INT指令、运算过程中的 错误、设置的断点以及单步执行而引起的中断。PC机中主要有以下三种： （1）INT指令：当CPU执行INT N（如INT 21H、INT 10H等）指令时会自动 产生一个内部中断，并调用系统中的相应中断服务程序来完成中断功能。 INT指令中的操作数N即为中断类型号。DOS中允许调用的中断共有256个。
§1 PC机中断系统
二、中断优先权
在以80286以上中央处理器的计算机系统中，整个系统的硬件中断由两片 8259A中断控制器构成，可管理16级硬件中断(1RQ0—IRQl5)，各硬件设备 的中断定义也做了适当的修改，如下图所示。
它们的优先权顺序为（从高到低）：IRQ0-IRQl-IRQ2-IRQ8…-IRQl5IRQ3…IRQ7。如上图所示，IRQ2是扩展从8259A的中断请求线，因此，使 系统的硬件中断变为15级。为保持16 级硬件中断，在BIOS中采用软件重定 向的方法(针对IRQ2)，保留其中断请求，保证系统的16级硬件中断。
２、结束中断处理的方式

当中断源的服务结束时，必须给8259A一个中断结束命令，以使ＩＳＲ中的相 应位复位（以响应其他的中断）。这个使ＩＳＲ中的相应位复位的动作就是中 断结束处理。
（1）自动中断结束方式（ＡＥＯＩ－Auto End of Interrupt）
在这种方式下，系统一进入中断过程，8259A 就自动将ISR中的相应位复位。 （2）普通中断结束方式 这种方式配合全嵌套方式使用。当CPU向8259A发出普通中断结束EOI（End of Interrupt）时，8259A就会把ISR中的相应位复位。 3、中断触发方式 按信号要求不同，有两种触发中断的方式：
在此方式下，当编程使ＩＭＲ的某位置位，就会同时引发ＩＳＲ的对应位 复位的操作。这样，就达到了在处理中断服务程序期间，开放其它优先级 别较低中断的目的。
5．８２５９Ａ的编程：
对8259A的编程可分为初始化编程和工作方式编 程两种；其中初始化编程由ＣＰＵ向 8259A 送 2~4 个 字 节 的 初 始 化 命 令 字 Ｉ Ｃ Ｗ （ Init Command Word），在8259A开始正常工作前， 必须用初始化命令字使其处于起始点；工作方 式编程是由CPU向8259A送三个字节的工作方式 命令字OCW（Operation Command Word），以 规定 8259A 的工作方式。工作方式命令字可在 8259A初始化后的任何时间写入。
3．8259A响应中断的过程：
（1）当有一条或若干条中断请求输入线(IR0..IR7)变高,则使中断请求寄存器 的相应位置位。
（2）若中断请求线中至少有一条是中断允许的，即在中断屏蔽寄存器中至 少相应位是没有被屏蔽的（相应位为0），则由INT引脚向CPU送出中断请求 信号。 （3）若CPU处于开中断状态（IF=1），则在当前指令执行完成后，用INTA 信号作为响应。 （4）8259A在收到CPU的INTA信号后，使最高优先级的正在服务寄存器ISR 中的相应位置位，而IRR中相应的位复位。 （5）8086/8088启动另一个中断响应周期，输出另一个INTA脉冲，在这个脉 冲周期中，8259A向数据总线输送一个8位的指针，而CPU读取此向量后把它 乘以4，就可以从中断向量表中取出中断服务程序的入口地址。 （6）由此，中断响应周期结束，CPU转至中断服务程序。若8259A工作在 AEOI方式（AUTO End of Interrupt）,在第二个INTA脉冲结束时，使中断源 在ISR中的相应位复位。否则，直到中断服务程序结束，发出EOI(End of Interrupt)命令，才使ISR中的相应位复位。
８２５９Ａ有两种屏蔽中断的方式：
（１）普通屏蔽方式
在此方式中，将ＩＭＲ的某一位置１，则它对应的中断就被屏蔽。 （２）特殊屏蔽方式
当一个中断被响应时，将使ＩＳＲ中的对应位置１，只要中断服务程序没 有结束，８２５９Ａ将禁止所有优先级比它低的中断。为了能在中断服务 程序期间响应其它优先级更低的中断，因此引入了特殊屏蔽方式。
§1 PC机中断系统
2、外部中断
不由CPU内部引发，而是因外界条件触发的中断。 在80X86系列CPU中，有两条外部中断请求线：NMI和INTR，它们分别对应 了80X86系统的两种类型的外部中断：不可屏蔽中断和可屏蔽中断。 （1）不可屏蔽中断 之所以为说不可屏蔽，指的是这种中断不受CPU标志寄存器中IF位的影响， 无论何时，当NMI线上有一个跳变信号时，则无论标志寄存器的IF为何值， CPU自动转入执行不可屏蔽中断。 它主要是为了处理某些计算机系统故障而设计的，如存储器奇偶校验出错、 I/O通道数据奇偶校验出错和80X87协处理器(NPU)错等。 （2）可屏蔽中断 可屏蔽中断(INTR)又称硬件中断。它是由外部IO设备产生中断请求，通过中 断控制器8259管理的一类中断。当在INTR线上出现中断请求(INTR=1)时， 处理器(CPU)是否响应要取决于标志寄存器中的IF标志位，若IF=l，则CPU就 响应该中断请求；若IF=0，CPU就不响应该中断请求。 在汇编语言中可以使用STI、CLI指令来打开和关闭处理器(CPU)的中断。
§1 PC机中断系统
三、8259A中断控制器
8259中断控制器用于管理PC机的硬件中断，在接口技术中的中断编程也就 是对8259中断控制器的编程设置。 1．8259功能 Intel 8259A是与8080／8085系列以及8088／8086系列兼容的可编程中断控制 器，它的主要功能有： （1）具有8级优先权控制，通过级连后可扩展至64级优先权控制。 （2）每一级中断都可以独立被屏蔽或允许。 （3）在中断响应周期，8259A可提供中断向量，从而快速地转入中断服务 程序。 （4）8259A有多种工作方式，可通过程序来选择。