微原-第八章中断系统与可编程中断控制器8259A(精)
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微机接口技术课件 8 中断控制器8259
溢出中断指令INTO
– INTO指令首先检查溢出标志OF位 • 如果OF=1，则启动一个中断号为4的中断过程 • 如果OF=0，不做任何操作
– INTO指令一般安排在有符号数算术运算指令后面，用于进行运 算结果的溢出检查
IMUL BX
;乘法指令
INTO
;若溢出，则启动中断服务处理
MOV RESULT, AX
中断向量表的设置
当中断到来时，CPU就会根据其中断类型码，确定中断向
量地址指针，设然置后中到中断断向向量量表表中的，作取用出中和断意向义量，形成入口
地址IP和CS，转入中断服务程序
系统提供的中断服务程序的设置由系统自动完成；程序员自
中断向量表的设置方法
定义的中断服务程序的中断向量应由程序员设置
中断向量表的设置方法 – 用传送指令直接设置 – 调用DOS的系统功能,并使用软中断指令INT 2lH 设 置
类型码为0 类型码为1 类型码为3 类型码为4
软件中断和硬件中断
软件中断特点： ➢ 用一条指令进入中断处理子程序，类型号由指令给出 ➢ 进入中断时，不需要执行中断响应总线周期 ➢ 不受IF位的影响 ➢ 正在执行软件中断时，如有外部硬件中断请求，则执行完当前指 令后，根据条件允许否给以响应 ➢ 软件中断没有随机性
使用中断返回指令，结束中断服务， 返回中断前的原程序
更详细的程序框架
入口地址：PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH SI PUSH DI PUSH SP PUSH BP STI
ZDFWCX∶ … …
CLI POP BP POP SP POP DI POP SI POP DX POP CX POP BX POP AX STI IRET
第8章中断系统和中断控制器8259A
对于外部中断，CPU判断标志位IF，若CPU 允许响应外部中断（IF=1），向发出中断请 求的外设返回一个中断应答信号，否则CPU 不响应该中断请求。
4. 保存现场
CPU响应中断，首先需要禁止CPU响应中 断信号，并保存中断返回地址以及其它可 能被破坏的寄存器
8086/8088 CPU的基本中断现场保护需要 将CS寄存器和IP寄存器压入堆栈
普通屏蔽方式 特殊屏蔽方式
普通中断结束方式 特殊中断结束方式
中断触发方式 数据线连接方式
边沿触发方式 电平触发方式 缓冲方式 非缓冲方式
(1)中断触发方式 按照引入中断请求的方式，8259A有下列几种工作方式：
1>边沿触发方式 8259A将中断请求输入端出现的上升沿，作为中断请求
信号，上升沿后 相应引脚，可以一直保持高电平。
可编程，提高中断优先管理的灵活性。
2. 8259A外部结构
CS WR RD D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CAS0 CAS1 GND
1
8259A
2 3
4
5
6
7 8
9 10 11 12 13
14
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
15
VCC A0 INTA IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0 INT SP/EN CAS2
2. 优先级判别
多个中断源同时发起中断请求时，CPU需要 对多个中断源的优先级进行判断，响应最紧 急的中断请求。
中断源的优先级需要根据中断源的紧迫性、 重要性以及外设处理速度等进行综合考虑
不可屏蔽中断发生，优先响应不可屏蔽中断。
3. 中断响应
4. 保存现场
CPU响应中断，首先需要禁止CPU响应中 断信号，并保存中断返回地址以及其它可 能被破坏的寄存器
8086/8088 CPU的基本中断现场保护需要 将CS寄存器和IP寄存器压入堆栈
普通屏蔽方式 特殊屏蔽方式
普通中断结束方式 特殊中断结束方式
中断触发方式 数据线连接方式
边沿触发方式 电平触发方式 缓冲方式 非缓冲方式
(1)中断触发方式 按照引入中断请求的方式，8259A有下列几种工作方式：
1>边沿触发方式 8259A将中断请求输入端出现的上升沿，作为中断请求
信号，上升沿后 相应引脚，可以一直保持高电平。
可编程，提高中断优先管理的灵活性。
2. 8259A外部结构
CS WR RD D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CAS0 CAS1 GND
1
8259A
2 3
4
5
6
7 8
9 10 11 12 13
14
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16
15
VCC A0 INTA IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0 INT SP/EN CAS2
2. 优先级判别
多个中断源同时发起中断请求时，CPU需要 对多个中断源的优先级进行判断，响应最紧 急的中断请求。
中断源的优先级需要根据中断源的紧迫性、 重要性以及外设处理速度等进行综合考虑
不可屏蔽中断发生，优先响应不可屏蔽中断。
3. 中断响应
第八章 中断和可编程中断控制器8259A
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微型计算机原理与接口技术
第七章 微型计算机中断系统
例：某中断类型号为68H，其中断服务程序存在 A000H:2050H开始的存储单元，处理过程如图所示：
INT 68H MOV AX,0 ① 向量地址 =68H4 =1A0H ② 0:19C 类型 67H 中断向量 1A0 50 20 1A2 00 A0 1A4 类型 69H 中断向量 ⑤ 中断处理程序 A000:2050 STI PUSH DS A000 CS ③ 2050 IP
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微型计算机原理与接口技术
第七章 微型计算机中断系统
可屏蔽中断从 8259A 的 8 个输入端引入，一般情况 下，优先级从高到低排列的次序为IR0~IR7。
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微型计算机原理与接口技术
第七章 微型计算机中断系统
主程序运行中，IR2、IR4同时提出中断请求。IR2优先级 高，先为IR2服务。在IR2的服务程序中，要用STI指令开 中断，允许更高级中断进入。
专用 中断向量 （5 个）
2 号向量（非屏蔽）
00008H
1 号向量（单步）
00004H
0 号向量（除法错）
00000H
CS IP
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16 位
微型计算机原理与接口技术
第七章 微型计算机中断系统
中断类型号是系统分配给每个中断源的代号。 其中00H～04H为专用中断，05H～3FH为系统保 留中断，用户一般是不能对它们定义的（这里面有一 些为固定的用途，如INT 21H即为MS－DOS的系统 调用），40H～FFH为用户定义的中断。 中断向量指针：中断向量最低字节存放的地址称 为中断向量指针（即这个中断向量存放的地址）。 中断向量指针=中断类型号×4
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第七章 微型计算机中断系统
例：某中断类型号为68H，其中断服务程序存在 A000H:2050H开始的存储单元，处理过程如图所示：
INT 68H MOV AX,0 ① 向量地址 =68H4 =1A0H ② 0:19C 类型 67H 中断向量 1A0 50 20 1A2 00 A0 1A4 类型 69H 中断向量 ⑤ 中断处理程序 A000:2050 STI PUSH DS A000 CS ③ 2050 IP
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第七章 微型计算机中断系统
可屏蔽中断从 8259A 的 8 个输入端引入，一般情况 下，优先级从高到低排列的次序为IR0~IR7。
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第七章 微型计算机中断系统
主程序运行中，IR2、IR4同时提出中断请求。IR2优先级 高，先为IR2服务。在IR2的服务程序中，要用STI指令开 中断，允许更高级中断进入。
专用 中断向量 （5 个）
2 号向量（非屏蔽）
00008H
1 号向量（单步）
00004H
0 号向量（除法错）
00000H
CS IP
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16 位
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第七章 微型计算机中断系统
中断类型号是系统分配给每个中断源的代号。 其中00H～04H为专用中断，05H～3FH为系统保 留中断，用户一般是不能对它们定义的（这里面有一 些为固定的用途，如INT 21H即为MS－DOS的系统 调用），40H～FFH为用户定义的中断。 中断向量指针：中断向量最低字节存放的地址称 为中断向量指针（即这个中断向量存放的地址）。 中断向量指针=中断类型号×4
第8章 中断系统与中断控制器8259A
第8章中断系统与中断控制器8259A
（4）恢复现场：用弹栈指令把保护现场时入栈寄存器内容 恢复，注意应按先进后出的原则，恢复寄存器原来的内容 值。出栈后，堆栈指针也应恢复到进入中断处理时的位置。 （5）中断返回： 8086CPU必须根据中断结束方式，发中断 结束指令，并在最后用一条中断返回指令IRET。中断返 回指令IRET的作用是将断点的内容重新送入CS和IP寄存 器和标志寄存器，保证CPU从断点开始执行原来的程序。
第8章中断系统与中断控制器8259a存储器地址中断向量地址存储器内容中断向量对应中断类型号00000h中断服务程序入口偏移地址低8位00001h中断服务程序入口偏移地址高8位00002h中断服务程序入口段基址低8位00003h中断服务程序入口段基址高8位00004h中断服务程序入口偏移地址低8位00005h中断服务程序入口偏移地址高8位00006h中断服务程序入口段基址低8位00007h中断服务程序入口段基址高8位003f8h中断服务程序入口偏移地址低8位254003f9h中断服务程序入口偏移地址高8位003fah中断服务程序入口段基址低8位003fbh中断服务程序入口段基址高8位003fch中断服务程序入口偏移地址低8位255003fdh中断服务程序入口偏移地址高8位003feh中断服务程序入口段基址低8位003ffh中断服务程序入口段基址高8位表818086cpu中断向量表第8章中断系统与中断控制器8259a每个中断向量占用4个存储单元4个单元中的前2个单元存放的是中断服务程序所在段内的偏移量ip的内容16位地址
第8章中断系统与中断控制器8259A
3. 中断响应 根据中断请求的中断源的类型不同，中断响应分成以下两 种情况： （1）对非屏蔽中断请求的响应：该请求信号与CPU的NMI 引脚线相连接，如果CPU检测到该请求，CPU执行完当前 指令后就自动执行相应的中断服务程序，CPU不需要发出 中断响应信号。 （2）对可屏蔽中断INTR请求的响应：要检查IF，如IF=1， CPU允许中断，就会在结束当前指令后响应该外设的中断 请求。CPU响应可屏蔽中断时要自动完成下列几步操作：
微机原理与接口技术-08-8259中断系统
命令字。
/RD－－读信号，低电平有效，来自CPU的/RD输出；且 /CS有效且/RD有效时，使8259A将状态信息放 到数据总路线上，供CPU检测。
8259A的引脚功能
D7~ D0 ——双向数据总线，接到系统数据总线的D7~ D0 上，用来传送控制字、状态字和中断类型号。 IR7~IR0 ——中断请求信号，输入，来自外部接口电路。 （单片时） INT /INTA ——向CPU发出的中断请求信号。（单片时）。 ——中断响应信号，由此接收CPU发来的中断响 应脉冲。
中断类型号3×4 ＝000CH 内存 00000H 00001H
…….
低地址
0000CH (0000:000CH)
00(IPL) 0A(IPH) 00(CSL) 1E(CSH) ….... 中断服务程序
1E00 0 H + 0A0 0 H 1EA0 0 H 高地址
1EA00H (1E00:0A00H) FFFFFH
8259A的编程结构
CPU AD7~AD0 SP/EN D7~D0 RD WR A0 . . . 地址 译码 CS INTA ICW1 ICW2 ICW3 ICW4 OCW1 (IMR) OCW2 OCW3 PR IRR CAS0 CAS1 CAS2 ISR
IR0 . . . IR7
INTA INTR
优点：省硬件 缺点：中断响应慢
(2)菊花链优先级排队电路
设备1 接口
中断应答
设备2 接口
设备3 接口
中断请求
INT1
INT2
INT3
CPU
菊花链 逻辑电路
+5V
INTA
INTR
INT1+INT2+INT3
第8章 中断和可编程中断控制器8259A
占4个单元存储空间）。
■ 中断向量表：在 软件中断
8086系统中，位于内存 中断类型号：指令中 0~3FFH的1KB存储区
外部可屏蔽中断
域，共可存储256个中 中断类型号：中断源或硬 断向量 ，这一地址连续
件通过DB提供 的空间称为中断向量表
专 用 中 断 （5个）
000 004 008 00C 010
■ 中断优先级排队
软件查询中断优先级 中断优先级排队 硬件查询中断优先级 矢量中断优先级
§8.1 中断
一.中断的概念和分类
4. 中断优先级和中断嵌套
若响应后，优先权放到最低， 如何编制程序？
MOV BL，01H IN AL，20H TEST AL，BL JZ L1 JMP IR0_SRV L1: ROL BL，1 TEST AL，BL JZ L2 JMP IR1_SRV L2: ……
1. 中断的定义和功能
■ 中断系统的基本功能：
◇ 能够提出中断请求。当中断源要求CPU为其服务时，必须 先向CPU提出申请，这是通过发出中断请求信号实现的。 INTR、NMI、INT n、INTO ◇ 能够进行中断响应、中断服务、中断返回。 ◇ 能够进行中断屏蔽与开放（IF）。系统中大部分中断源是 可屏蔽的，称为可屏蔽中断，而个别的中断请求是不能被屏蔽的， 称为非屏蔽中断。 ◇ 能够识别中断源。8086通过中断类型号识别。 ◇ 能够进行中断优先级排队。
软件中断（INT n）
② 内部中断
由CPU的某些运算错误引起的中断 溢出中断、除法错 为调试程序设置的中断 单步中断、断点中断
不受 IF 影响，CPU对这些中断永远开放！
§8.1 中断
一.中断的概念和分类
■ 中断向量表：在 软件中断
8086系统中，位于内存 中断类型号：指令中 0~3FFH的1KB存储区
外部可屏蔽中断
域，共可存储256个中 中断类型号：中断源或硬 断向量 ，这一地址连续
件通过DB提供 的空间称为中断向量表
专 用 中 断 （5个）
000 004 008 00C 010
■ 中断优先级排队
软件查询中断优先级 中断优先级排队 硬件查询中断优先级 矢量中断优先级
§8.1 中断
一.中断的概念和分类
4. 中断优先级和中断嵌套
若响应后，优先权放到最低， 如何编制程序？
MOV BL，01H IN AL，20H TEST AL，BL JZ L1 JMP IR0_SRV L1: ROL BL，1 TEST AL，BL JZ L2 JMP IR1_SRV L2: ……
1. 中断的定义和功能
■ 中断系统的基本功能：
◇ 能够提出中断请求。当中断源要求CPU为其服务时，必须 先向CPU提出申请，这是通过发出中断请求信号实现的。 INTR、NMI、INT n、INTO ◇ 能够进行中断响应、中断服务、中断返回。 ◇ 能够进行中断屏蔽与开放（IF）。系统中大部分中断源是 可屏蔽的，称为可屏蔽中断，而个别的中断请求是不能被屏蔽的， 称为非屏蔽中断。 ◇ 能够识别中断源。8086通过中断类型号识别。 ◇ 能够进行中断优先级排队。
软件中断（INT n）
② 内部中断
由CPU的某些运算错误引起的中断 溢出中断、除法错 为调试程序设置的中断 单步中断、断点中断
不受 IF 影响，CPU对这些中断永远开放！
§8.1 中断
一.中断的概念和分类
微机原理与接口技术 第八章 中断与可编程中断控制器8259A
38
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
39
出现IR2、IR4
主程序 …… …… …… …… …… …… ……
IR2服务 …
S…TI … CLI P…OP… EOI IRET
出现IR1 IR1服务 IR4服务 … S…TI CLI P…OP… EOI IRET
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
微机原理与接口技术
第八章 中断与可编程 中断控制器8259A
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
2
本章内容
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
3
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
4
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
5
二、中断源和中断分类
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
G B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
CLK RD
INTA
接 CPU 的 D7 ～ D0
CPU从D2D1D0读取 7当4L前S2优45先方级向最高的 始中终断是类A型B码
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
29
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
30
（二）中断嵌套
第八章 中断与可编程中断控制器8259A
28
利用74LS148编码器构成的优先权排队电路示意图
74LS245的 方向是AB
+5V
D Q INTR
假设中断请求 信号低有效
INT 7 INT 6
II7 6
Eo
INT 5 I5
INT 4 I4
A2
INT 3 I3
A1
INT 2 I2
A0
微机原理与接口技术第8章 中断系统与8259芯片编程
1．中断的过程
中断是计算机中一个重要的概念。计 算机的大多数操作和命令都是通过中断告 知CPU的，然后再由CPU根据中断的内容 做出相应的反应。所以在学习微型计算机 原理时，有必要对CPU如何处理中断的过 程进行一定的了解。80486中断处理的具 体流程如图8-1所示。
图8-1 中断处理流程图
2．中断的处理
中断处理与返回：中断处理就是执行中断处理程序， 完成输入/输出或故障处理操作。每个中断源都有相应的 中断处理程序。通常，在中断处理程序的开始部分，将 有关寄存器的内容放入堆栈（即保护现场），然后完成 中断操作的程序段。在中断处理程序的末尾，放一条中 断返回指令。中断返回指令的任务是恢复中断前的断点， 即将断点地址送回指令指针。 思考: （1）什么是中断系统？ （2）发生一个中断后，系统将做哪些工 作？
图8-5 8259A的编程结构
8259A内部由两大部分组成，上半部分包括中断请 求寄存器IRR，优先级判别器PR和中断服务寄存器ISR。 它们构成8259A的中断处理部分，称为处理部件。这部分 的功能是接收和处理从IR1～IR0引脚进入的外部中断，其 工作过程体现了8259A本身的工作原理，即接收中断申请 （IR1～IR0），中断判优，在ISR中记录当前正在处理的 中断优先级，向CPU发中断申请，当CPU响应该中断时， 接收CPU的两个连续中断响应信号将控制转移到中断服务 程序中去。
1．8259A的引脚信号
8259A是一个采用NMOS工艺制造，使用单5V电源 且具有28个引脚的双列直插式芯片，其外部引脚如图8-3 所示。
图8-3 8259A引脚图
2．8259A的内部结构
如图8-4所示的是8259A的内部结构图，从内部结
构图中可以看出，8259A共由8个部分组成。
8.3 可编程中断控制器8259A及其应用
8259A的工作方式（ 8259A的工作方式（2）——结束中断的方式 的工作方式
注意： 注意：
级连方式下，一般不用中断自动结束方式， 级连方式下，一般不用中断自动结束方式，而用 非自动结束方式。不管用哪一种非自动结束方式， 非自动结束方式。不管用哪一种非自动结束方式， 都至少连发两次中断结束命令，一次对主片， 都至少连发两次中断结束命令，一次对主片，一 次对从片。 次对从片。
(5)数据总线缓冲器 数据总线缓冲器
是双向三态8位缓冲器，用于连接系统数据总线和 8259A 内 部 总 线 ， 传 递 CPU 发 送 的 控 制 信 息 ， 返 回 8259A的状态信息 的状态信息
(6)读/写控制电路 读 写控制电路
Di位为 表示 中断正在服务中；为0表示没有被服务 位为1表示 中断正在服务中； 位为 表示IRi中断正在服务中 表示没有被服务
第8章 中断系统
§8.3 可编程中断控制器8259A及其应用
第8章 中断系统
中断接口8259A是可编程中断控制器， 中断接口8259A是可编程中断控制器，用于管理 8259A是可编程中断控制器 8080/8085、8086/8088、80286/80386的可屏蔽中断 8080/8085、8086/8088、80286/80386的可屏蔽中断
8.3.3
8259A中断控制器的引脚（ 8259A中断控制器的引脚（1） 中断控制器的引脚
8259A是一个使用+5V电源的28脚双列直插芯片。 8259A是一个使用+5V电源的28脚双列直插芯片。 是一个使用+5V电源的28脚双列直插芯片 中断请求输入信号，一般IR ① IR0～IR7—中断请求输入信号，一般IR0优先 级最高， 最低，但优先级可由编程改变。 级最高，IRQ7最低，但优先级可由编程改变。 INT—中断请求输出信号， CPU的INTR引脚 引脚。 ② INT—中断请求输出信号，接CPU的INTR引脚。 INTA—中断响应，由此脚接收来自CPU CPU的中断 ③ INTA—中断响应，由此脚接收来自CPU的中断 响应信号。 响应信号。 ④ CS—片选，当CS有效时，该芯片工作。 CS—片选， CS有效时 该芯片工作。 有效时， ⑤ WR—写信号，有效时CPU将命令字写入8259A。 WR—写信号，有效时CPU将命令字写入8259A CPU将命令字写入8259A。
微机原理与接口技术第8章2(8259A)PPT课件
如果将 IMR 的 Di位置0，则允许对应的中断产生
特殊屏蔽方式——允许发生低级的中断嵌套， 用于级连时的主片。
将IMR的 Di 位置1，中断IRi被屏蔽；同时，ISR 的Di位将置0，允许发生低级的中断。
.
6. 中断触发方式
保存正在被8259A服务着的中断状态 Di位为1表示IRi中断正在服务中；为0表示没有被服务
中断屏蔽寄存器IMR
保存对中断请求信号IR的屏蔽状态 Di位为1表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许
8259占用两个端口地址A0=1、0（奇地址、偶地址） P323图7-11 8259与系统总线的连接。
8.5 中断控制器Intel 8259A
8.5.1 功能 Intel 8259A是可编程中断控制器（管理）PIC，
配 合 CPU （ I8080/85 、 I8086/88/286/386 等 ） 管 理可屏蔽中断 中断优先权管理 中断屏蔽管理 中断结束管理
.
8259A
8259A特点:
1片8259A可以管理8级中断，经级连最多可扩展 至64级
在ISR的 Di 位置位期间，禁止再发生同级和低级优先权的中断，但 允许高级优先权中断的嵌套
特殊全嵌套方式——允许同级中断嵌套（用于级连主片）P331 优先权自动循环方式——最高优先权自动转移到相邻的低优先级
中断源(P332),如IR3被响应后，IR3最低，IR4最高。 优先权特殊循环方式——优先权由OCW2设置哪个IR最低，其他
数据 总线 缓冲器
读/写 控制 逻辑
级联 缓冲器 比较器
控制逻辑
INTA INT
中
优
中
断
先
断
IR0
服
权
特殊屏蔽方式——允许发生低级的中断嵌套， 用于级连时的主片。
将IMR的 Di 位置1，中断IRi被屏蔽；同时，ISR 的Di位将置0，允许发生低级的中断。
.
6. 中断触发方式
保存正在被8259A服务着的中断状态 Di位为1表示IRi中断正在服务中；为0表示没有被服务
中断屏蔽寄存器IMR
保存对中断请求信号IR的屏蔽状态 Di位为1表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许
8259占用两个端口地址A0=1、0（奇地址、偶地址） P323图7-11 8259与系统总线的连接。
8.5 中断控制器Intel 8259A
8.5.1 功能 Intel 8259A是可编程中断控制器（管理）PIC，
配 合 CPU （ I8080/85 、 I8086/88/286/386 等 ） 管 理可屏蔽中断 中断优先权管理 中断屏蔽管理 中断结束管理
.
8259A
8259A特点:
1片8259A可以管理8级中断，经级连最多可扩展 至64级
在ISR的 Di 位置位期间，禁止再发生同级和低级优先权的中断，但 允许高级优先权中断的嵌套
特殊全嵌套方式——允许同级中断嵌套（用于级连主片）P331 优先权自动循环方式——最高优先权自动转移到相邻的低优先级
中断源(P332),如IR3被响应后，IR3最低，IR4最高。 优先权特殊循环方式——优先权由OCW2设置哪个IR最低，其他
数据 总线 缓冲器
读/写 控制 逻辑
级联 缓冲器 比较器
控制逻辑
INTA INT
中
优
中
断
先
断
IR0
服
权
微原-第八章中断系统与可编程中断控制器8259A
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●除法错中断 在执行DIV（无符号数除法）或IDIV （有符号数除法）指令时，若发现除数为 零或商超过寄存器所能表达的范围（商溢 出），8086微处理器立即执行中断类型码 为0的内部中断。
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●单步中断
三、8086微处理器的中断响应及返回 ●不可屏蔽中断的响应操作
CPU对它的响应不受IF位的控制，也 要等待当前指令执行结束。若非可屏蔽中 断请求和可屏蔽中断请求同时出现，CPU 将优先响应非可屏蔽中断。非可屏蔽中断 的中断类型号固定为2，无需从外部取回 一个字节的中断类型号操作。非可屏蔽中 断响应的其它操作和可屏蔽中断相同。
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●溢出中断 8086标志寄存器中有一个溢出标志位 OF，若上一条指令的执行结果使OF=1，则 INTO指令引起中断类型码为4的内部中断； 否则此指令不起作用，程序顺序执行下一 条指令。
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●软中断
VCC A0 INAT IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0 INT SP/EN CAS2
8.3 中断控制器8259A及其应用
三、8259A的内部结构及功能模块
D7~D0
8259A 内 部 结 构 图
数据总线 缓冲器 读写 控制逻辑 服务 状态 寄存器 ISR
控制逻辑
INTA INT
第8章 中断系统与可编程中断控制器8259A
8.1 中断系统
一、中断系统中的名词概念 ●中断
中断是指CPU暂停正在执行的程序，转 去执行处理中断事件的中断服务程序，待执 行完中断服务程序再返回到原被中断的程序 继续执行。
中断系统与可编程中断控制器8259A
8.1 中断概念及处理过程
一、中断系统中的名词概念-中断
中断：指CPU暂停正在执行的程序，转去执行处理中断事件 的中断服务程序，待执行完中断服务程序再返回到原被中断 的程序继续执行。
主
中断申请
程 序
中断服 务程序
返 回
5
8.1 中断概念及处理过程
一、中断系统中的名词概念-中断源及分类
•
8086用8位二进制码表示一个中断类型，共有256个中断，可 中分断为源两：大引类起：中断的原因，或产生中断请求的来源
可屏蔽中断 INTR(高电平)
外部中断源 非可屏蔽中断 NMI(上升沿)
中断源
除法错中断
分类
单步中断
内部中断源 断点中断
运算溢出中断
软中断
6
8.1 中断概念及处理过程
一、中断系统中的名词概念-中断源及分类
8086中断结构
外部不可屏蔽中断
外
部
NMI
INTR
可
8086 微处理器中断逻辑
INTA 8259A
中断服务程序：处理中断事件的程序段。如除法错中断服 务程序、输入输出中断服务程序等。
中断服务程序与一般的子程序对比：子程序的调用是由程 序设定，因此是确定的而中断服务程序由某个事件引发， 它的发生往往是随机的、不确定的。
屏 蔽
中
INT n INT 3 INTO 除法 单步
断
指令 断点 溢出 出错 中断
请
求
7
8.1 中断概念及处理过程
一、中断系统中的名词概念-中断类型号 为了能使CPU识别中断源，从而能正确地转向该中断源对应的 中断服务程序入口，8086用8位二进制编码来给中断源编号， 该编号称为中断类型号，共有256个中断。
第8章 中断系统和中断控制器8259A
中断服务 关中断
恢复现场 开中断 中断返回
；开中断 ；中断服务 ；关中断 ；恢复现场
；开中断 ；中断返回
- 14 -
中断系统和中断控制器8259A
9.3 8086/8088CPU的中断系统
8086/8088CPU具有一个功能强大、管理 高效、简便灵活的中断系统，可处理256种 中断源； 采用中断向量法，只需一次间接访问即可 获得任一中断源的中断服务程序入口地址， 中断响应速度快；
1.内部中断
根据某条指令、某种条件或对标志寄存器的某个标志 设置而产生，在CPU内部产生；
除了单步中断外，所有内部中断均为非屏蔽型；
除法错误中断—类型0：CPU执行除法指令DIV或 IDIV时，除数为0或商超过范围，立即产生类型0的内 部中断。注意该中断是由CPU自身产生的，没有对应 的中断指令； 单步中断—类型1：当CPU测试到TF＝1，自动产生 单步中断，没有对应的中断指令。单步中断一般用在 调试程序中逐条执行用户程序。被调试程序不需设置 TF，调试程序有专门的程序段修改标志位TF，单步 中断服务程序是调试程序的一部分。它用于调试较小 的程序或较长程序中确定存在错误的程序段；
- 12 -
中断系统和中断控制器8259A
4.中断服务和中断返回（中断服务程序）
CPU执行中断服务程序，中断服务程序须事先编制；
保护现场：保护与被中断程序有冲突的寄存器，将其内容 送入堆栈； 开中断IFF：CPU响应中断时，自动关闭IFF，要实现中断 嵌套，必须在中断服务程序中开中断； 中断处理：对中断源做相应处理，中断的根本目的； 关中断IFF：若中断服务程序中设置了开中断，此时应关 中断，以保证下一步恢复现场的操作不被打断； 恢复现场：按照正确顺序将送入堆栈保护的寄存器内容依 次恢复到相应位置； 开中断IFF：保证返回到被中断程序后可接受其他中断；
微机原理与接口课件中断系统-8259A控制字_ppt课件
21H，则ICW2为：08H，设置ICW2的指令为：
No Image
MOV
OUTAL，0ຫໍສະໝຸດ H21H，AL3. 级联控制字 ICW3 在级联系统中，主片和从片都需设置ICW3， 指明主、从芯片的级联引脚连接关系。 主/从分别写。 1 0 不写入ICW3 写入ICW3（级联）
若ICW1 中SNGL=
No Image
ID2 ID1 ID0
从片的标志码
该从片
0
0
1 1
接入主片的IR0
接入主片的IR1 接入主片的IR7
0 1
例：某 8086 微机系统中，主片 8259A 的 IR2 ， IR6 引脚上分别接有从片8259A，则主、从片的ICW3初始 化命令字设置如下：
主片初始化命令字：(设：主片口地址设为20H, 21H)
No Image
同级的 或高级 的中断
例如：
INTA
(from CPU)
INTR
(to CPU)
INTA
INT
CAS0
INTA
CAS0
INT
从8259A
CAS1
CAS2
CAS1
CAS2 IR7 IR6
主8259A
IR7
IR6
…
IR0
… …
IR0
…
若主、从 8259A 工作于固定优先权方式，从片 的优先级为 IR0IR1 IR7。但对主片来说，从 片的IR0 ～IR7 是同级的。
0 偶地址端口 1 奇地址端口
对 8259A 读 / 写 操作时， 要注意控制字
No Image
写入的顺序 有关的标志位
写入的端口地址(与CPU低位地址连接有关)
No Image
MOV
OUTAL，0ຫໍສະໝຸດ H21H，AL3. 级联控制字 ICW3 在级联系统中，主片和从片都需设置ICW3， 指明主、从芯片的级联引脚连接关系。 主/从分别写。 1 0 不写入ICW3 写入ICW3（级联）
若ICW1 中SNGL=
No Image
ID2 ID1 ID0
从片的标志码
该从片
0
0
1 1
接入主片的IR0
接入主片的IR1 接入主片的IR7
0 1
例：某 8086 微机系统中，主片 8259A 的 IR2 ， IR6 引脚上分别接有从片8259A，则主、从片的ICW3初始 化命令字设置如下：
主片初始化命令字：(设：主片口地址设为20H, 21H)
No Image
同级的 或高级 的中断
例如：
INTA
(from CPU)
INTR
(to CPU)
INTA
INT
CAS0
INTA
CAS0
INT
从8259A
CAS1
CAS2
CAS1
CAS2 IR7 IR6
主8259A
IR7
IR6
…
IR0
… …
IR0
…
若主、从 8259A 工作于固定优先权方式，从片 的优先级为 IR0IR1 IR7。但对主片来说，从 片的IR0 ～IR7 是同级的。
0 偶地址端口 1 奇地址端口
对 8259A 读 / 写 操作时， 要注意控制字
No Image
写入的顺序 有关的标志位
写入的端口地址(与CPU低位地址连接有关)
微机原理与接口课件中断系统-8259A控制字_ppt课件
No Image
0 ESMM SMM 0 1 P
Y 用 ICW4 设：为特殊全嵌套方式？ 为缓冲方式？ 为自动EOI方式？ 为8086/8088系统？ END
8259A的初始化流程
例：PC/XT 系统中8259A的初始化编程 20H、21H为8259A的端口地址，
在BIOS 中，8259A的初始化程序段如下：
MOV AL, 13H OUT 20H, AL ; ICW2=08H, IR0~IR7对应的中断类型号 ; 为08H~0FH OUT 21H, AL ; ICW4= 00001001B, 正常的嵌套方式, MOV AL, 09H ; ICW1=00010011B, 边沿触发,单片使用, ; 要 ICW4. MOV AL, 08H
No Image
D7 D6 D5 D4
D3
D2 D1
D0
1 LTIM SNGL ICW4
特征位
例：某8086微机系统中，使用单片8259A， 中断请求信号为上升沿触发，需要设置ICW4， 端口地址为 20H ， 21H ，则其初始化命令字 ICW1应为：00010011＝13H，设置ICW1的指 令为：
① AEOI = 1 自动中断结束方式
当CPU 发出第二个INTA 后，ISR 中的相应 位复位，此时，不适宜实现中断嵌套。
No Image
(如何使ISR中对应位清0)
② AEOI = 0 非自动中断结束方式
由程序发出EOI 命令 (由8259A 的
OCW2 实现)，使ISR 中相应位复位。
No Image
4. 中断方式字 ICW4 A0
1
奇地址
D7 D6 D5
0 0
D4
第8章-可编程中断控制器8259A
12
17
13
16
14
15
VCC
A0
INTA
IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0 INT
SP/EN
CAS2
6
内部寄存器选择。 A0=0:ICW1,OCW2 OCW3 A0=1:ICW2~ICW4, OCW1
从设备编程/ 缓冲器允许 引脚
8.1 8259A 的主要功能
8259A的内部结构
缓冲
比较
CAS0 CAS1 CAS2
初始化命令 寄存器组
操作命令 寄存器组
中断 服务 寄存器
(ISR)
01001001
IR6中 优断 先IR3 010级 析0分 器1000
(PR)
中断 请求 寄存器
(IRR)
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
中断00屏0蔽00寄0存0器1 (IMR)
8
8.1 8259A 的主要功能
存放正在服82务5的9A中的断内源级部别结，构当某个
中断被响应后，CPU发出第一个INTA 信号，ISR中的8 相应数位据置“18”，一直 被保存D到7~该D0中断处理总结线束。当多重中 断时，ISR的多位同缓时冲被置1。
INT
控制电路 内部控制逻辑
INTA
RD WR
主要内容
1
8259A的主要功能结构
2
8259A的工作过程
3
8259A的中断管理
4
8259A的编程
5
8259A的应用举例
3
NUIST
8.1 8259A 的主要功能
8259A的主要功能 1片8259A可以管理8级中断，且可以多片级联，最多可以用9 片构成64级的主从式中断管理。 对任何一级中断都可以单独屏蔽。 可以通过编程，使8259A工作在不同方式下，使用灵活。 能根据编程提供中断源的中断类型码。
微机原理习题答案8章解析
第8章中断系统与可编程中断控制器8259A1.什么叫中断？8086微机系统中有哪几种不同类型的中断？答：在CPU执行程序的过程中，由于某个事件的发生，CPU暂停当前正在执行的程序，转去执行处理该事件的一个中断服务程序，待中断服务程序执行完成后，CPU再返回到原被中断的程序继续执行。
这个过程称为中断。
8086微机系统中有3种中断:1)外部可屏蔽中断。
2)外部不可屏蔽中断。
3)内部中断2.什么是中断类型？它有什么用处？答：通常用若干位二进制编码来给中断源编号，该编号称为中断类型号。
8086微处理器用8位二进制码表示一个中断类型，有256个不同的中断。
这些中断可以划分为内部中断、外部不可屏蔽中断、外部可屏蔽中断三类。
用处：使CPU识别中断源，从而能正确地转向该中断源对应的中断服务程序入口。
3.什么是中断嵌套？使用中断嵌套有什么好处？对于可屏蔽中断，实现中断嵌套的条件是什么？答：微处理器在处理低级别中断的过程中，如果出现了级别高的中断请求，微处理器停止执行低级中断的处理程序而去优先处理高级中断，等高级中断处理完毕后，再接着执行低级的未处理完的程序，这种中断处理方式成为中断嵌套。
使用中断嵌套的好处是能够提高中断响应的实时性。
对于某些对实时性要求较高的操作，必须赋予较高的优先级和采取中断嵌套的方式，才能保证系统能够及时响应该中断请求。
对于可屏蔽中断，实现中断嵌套的条件有：（1）微处理器处于中断允许状态（IF=1）（2）中断请求的优先级高于正在执行的中断处理程序的优先级。
（3）中断请求未被8259屏蔽。
（4）没有不可屏蔽中断请求和总线请求。
4.什么是中断向量？中断类型号为1FH的中断向量为2345H:1234H，画图说明它在中断向量表中的存放位置。
答：中断向量为每个中断服务子程序的入口地址，为32位（16位的偏移地址和16位的段地址），在中断向量表中占用4个地址单元。
在8086CPU组成的计算机系统中，采用最低的1024个地址单元（称为0页）来存储中断向量。
微机原理--第八章-中断系统
裁决器
0
IR6
0
IR7
选 CS 译 码
RD
WR
INTA INT
ICW1 芯片控制 A0
A0
1 × I3 I4 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1
ICW2 中断类型号 1
ICW3 主从片连接关系
1 ICW4 方式控制
1
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
00
0
SP/EN
CA0
OCW2 优先级设置、发EOI
上有中断申请，则将IRR相应位置1；
总线
D0 ~ D7 A0
A5 ~ A9
IOR IOW INTA INTR
数据线 D0 ~ D7
A0
ISR 0
当前 0
中断 服务
• 非屏蔽中断 – 由NMI引脚引起的中断，称非屏蔽中断。 – 当NMI引脚上产生上升沿信号，CPU必响应此中断请 求，即NMI引脚上的中断请求不受IF标志的控制， – IF不能屏蔽NMI引脚上的中断请求。
8086/8088CPU的中断分类图
中断源
外部中断 内部中断
非屏蔽中断 可屏蔽中断 内部硬件中断
SP/EN CA0 CA1 CA2
GND
+ 5V
电子钟时间基准
键盘 保留 串 口2 串 口1 硬盘 软盘 打印机
用于多片 8259A
级连情况
7.3.4 8259A的控制字
8259A中断控制器
处理部分
0
ISR 0
当前 0
中断 0
服务 0
寄存器
0 0
0
IRR
中断申请
0 0
寄存器 0
0
PR
0
优先级
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8.1 中断系统
一、中断系统中的名词概念 ●中断类型号
为了能使CPU识别中断源，从而能正确地 转向该中断源对应的中断服务程序入口，通 常用若干位二进制编码来给中断源编号，该 编号称为中断类型号。
8.1 中断系统
一、中断系统中的名词概念 ●中断断点
由于中断的发生，某个程序被暂停执行。 该程序中即将执行，但由于中断而没有被 执行的那条指令（即中断发生时CPU正在 执行指令的下一条指令）的地址称为中断 断点，简称断点
一、中断系统中的名词概念 ●中断系统 为实现计算机的中断功能而配置的相关硬 件、软件的集合称为中断系统。
8.1 中断系统
二、中断工作方式的特点 ●并行处理能力 ●实时处理能力 ●故障处理能力 ●多道程序或多重任务的运行
8.1 中断系统
三、中断管理 ●对中断全过程的控制 中断源发出中断请求时，微处理器能决 定是否响应这一中断。若允许响应这个中 断请求，微处理器能在保护断点后，将控 制转移到相应的中断服务程序去，中断处 理完后，微处理器又能返回到断点处继续 执行被中断的程序。
四、中断过程 ●中断服务
保保保保 保保保 保保保保 保保保 保保保保 保保
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型
8086用8位二进制码表示一个中断类型，共有 256个中断，可分为两大类： 可屏蔽中断 外部中断 非可屏蔽中断 中断 除法错中断 单步中断 内部中断 断点中断 溢出中断 软中断
8.1 中断系统
四、中断过程 ●中断响应 ▲响应内部中断条件： 当前指令执行 结束 ▲中断响应过程如下：
主程序 中断响应周期 中断服务程序 保护现场 开中断 中断处理 关中断 恢复现场 中断返回 识别中断源 FLAGS ，CS ，IP进栈 清TF，IF标志 读中断向量 ，转入中断 服务程序 断点
8.1 中断系统
8086标志寄存器中有一个陷阱标志位 TF，若TF=1，则微处理器每执行完一条指 令就引起一个中断类型码为1的内部中断。 它用于实现单步操作，是一种强有力的调 试手段。
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●断点中断 INT 3指令产生一个中断码为3的内部 中断，称为断点中断。在程序调试过程中， 需要跟踪程序走向、了解程序执行过程的 中间结果时，可以用INT 3指令临时替换原 有的指令，称为设置断点。
8.1 中断系统
三、中断管理 ●中断嵌套
主程序 ①响应中断1 外设1 中断请求 外设1中断服务程序 ②响应中断2 外设2中断服务程序
外设2中断请求
④中断返回
IRET
③中断返回
IRET
8.1 中断系统
四、中断过程 对于不同类型的中断源，微处理器的响 应及处理过程不完全一样，大致过程为 中断源请求中断 中断响应 中断服务
8.1 中断系统
四、中断过程 ●中断源请求中断 外部中断源：由外部硬件产生可屏蔽 或不可屏蔽中断的请求信号。 内部中断源：在程序运行过程中发生 了指令异常或其他情况。
8.1 中断系统
四、中断过程 ●中断响应 ▲响应可屏蔽中断条件： 1、微处理器处于中断允许状态（IF=1） 2、没有不可屏蔽中断请求和总线请求 3、当前指令执行结束 ▲响应不可屏蔽中断条件： 1、没有总线请求 2、当前指令执行结束
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●除法错中断 在执行DIV（无符号数除法）或IDIV （有符号数除法）指令时，若发现除数为 零或商超过寄存器所能表达的范围（商溢 出），8086微处理器立即执行中断类型码 为0的内部中断。
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●单步中断
第8章 中断系统与可编程中断控制器8259A
8.1 中断系统
一、中断系统中的名词概念 ●中断
中断是指CPU暂停正在执行的程序，转去 执行处理中断事件的中断服务程序，待执行 完中断服务程序再返回到原被中断的程序继 续执行。
8.1 中断系统
一、中断系统中的名词概念 ●中断源及分类 通常称引起中断的事件为中断源。 内部中断源：中断源位于微处理器内部， 如程序异常、陷阱中断、软件中断等 外部中断源：中断源在微处理器的外部， 如外部故障、外部事件、I/O事件等
8.1 中断系统
一、中断系统中的名词概念 ●中断服务程序 中断服务程序：处理中断事件的程序段。 如除法错中断服务程序、输入输出中断服 务程序等。 中断服务程序与一般的子程序对比：子程 序的调用是由程序设定，因此是确定的而 中断服务程序由某个事件引发，它的发生 往往是随机的、不确定的。
8.1 中断系统
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●外部不可屏蔽中断 不可屏蔽中断由NMI引脚引入，微处理 器对NMI中断请求的响应，不受中断允许 标志位IF控制。不管IF的状态如何，只要 NMI信号有效，8086现行指令执行结束， 没有DMA请求，都会立即响应NMI中断请 求。NMI中断类型码固定为2 。
8.1 中断系统
三、中断管理 ●中断源的识别 在多个中断源共存的系统中，当有中 断发生时，CPU需要识别是那个中断源发 出的请求 软件方法：软件查询中断源的状态来识别 硬件方法：需硬件提供中断类型号来识别
8.1 中断系统
三、中断管理 ●中断的优先权 Nhomakorabea对于系统中的所有中断源，必须根据中 断的性质及处理的轻重缓急对中断源进行 排队，并给予优先权。所谓优先权，是指 有多个中断源同时提出中断请求时，微处 理器响应中断的优先次序。
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 8086中断结构
外部不可屏蔽中断 NMI 8086 微处理器中断逻辑 INTA INT n 指令 INT 3 断点 INTO 溢出 除法 出错 单步 中断 INTR 8259A 外 部 可 屏 蔽 中 断 请 求
8.2 8086中断系统
一、8086微处理器的中断类型 ●外部可屏蔽中断 可屏蔽中断由INTR引入，受标志寄存器 中的中断允许标志位IF的控制。IF=0时，微 处理器不响应INTR的中断请求，IF=1时， 微处理器响应INTR的中断请求。 8086的可屏蔽中断源由可编程中断控制 器8259A统一管理，INTR中断的类型码可 以是8~255 。