接口_第5章 中断技术

A0：最低位地址线，A0 =0即为偶地址。
例.若8259A采用电平触发，单片使用，需要 ICW4（对16位机以上，D0=1）， 则： MOV AL，0001端口 ；（A0=0）
微机主片的端口 （地址A0=0）
② 中断类型号的设定（ICW2）
中断向量表
每个中断服务程序的入口地址占4个字节
3、中断向量的填写 对于没有填写中断向量表的系统，需由用户自 己填写中断向量。
例：用MOV指令填写中断类型号为60H的中断向量
CLI CLD MOV AX，0 MOV ES，AX MOV DI，4*60H MOV AX，OFFSET INTR60 STOSW MOV AX，SEG INTR60 STOSW STI ；内存地址加１
中断类型号产生的示意图：
编码
CPU
8259A
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
000 001 010 011 100 101 110 111
ICW2
由硬件完成 由软件完成 中断类型号
③ 中断级联方式的设定（ICW3） （1）级联的结构形式 ICW3的格式：
a.主片ICW3
IR0
INTR 中
断 控 制 INTA 器 8 2 5 9 A
中 断 类 型 号 为 60H 的 设 备
外设
CPU
RAM
可屏蔽中断的处理过程
2、不可屏蔽中断和软中断的处理过程
也包括4个阶段
中断申请与响应握手
必须立即响应，但不发中断响应信号。
标志位的处理与断点保存
与可屏蔽中断类似。
向中断服务程序转移并执行中断服务程序
功能：提供给CPU的中断类型号
A0 ICW2 1 D7 D6 T7 T6 D5 T5 D4 T4 D3 D2 T3 0 D1 0 D0 0 接到IR5上
中断类型号的高5位
16位机无效
设：硬盘中断号：0DH 即 00001101 00001000 高 5位
注意：向ICW2写入中断类型号只写高5位，低3位写0，即08H。 MOV AL，08H ；中断类型号的高5位 OUT 21H，AL ；写入ICW2的端口（A0=1）
优先级指定轮换方式：与的差别是，初始轮换的优先 级可以由程序指定。
中断结束方式
① 自动结束方式 在中断响应周期，就自动清零了该中断源的ISR寄 存器中被置1的位。这常用于没有中断嵌套的系统。 ② 非自动结束方式 在中断服务程序后，必须使用中断结束命令EOI才 能清除ISR中的相应位。这是最常用的中断结束方式。 它有两种形式： 指定结束命令：即要指定结束中断请求线IRi的编号。
主片的哪一个IRi位。
以下图连接为例（82C59在PC微机上的级联）
PC机的82C59采用级联方式，且从片的INT接到主片的IRQ2上。
程序设计为（从片的请求线INT连到主片的IRQ2）：
主片的ICW3=00000100B=04H MOV AL，04H ；主片的ICW3 OUT 21H，AL 从片的ICW3=00000010B=02H MOV AL，02H ；从片的ICW3 OUT 0A1H，AL ；从片的地址由译码决定 （0A1H为从片的端口地址） 优先级：IR0，1，8-15，3，4，5，6，7
主片ICW3
A0
1
D7 D6 S7 S6
D5 S5
D4 S4
D3 S3
D2 S2
D1 S1
D0 S0
表示主片的哪个IRi上接有从片的中断请求INT b.从片ICW3
A0 从片ICW3 1 D7 D6 × × D5 × D4 × D3 D2 D1 D0 × ID2 ID1 ID0 从片标志码
ID2~ID0有8种编码，表示从片的INT接到
④ 中断优先级和中断结束设定（ICW4）
A0 ICW4 1 D7 0 D6 0 D5 0 D4 SFNM D3 D2 D1 D0 PM BUF M/S AEOI
A0=1 D5-D7高3位为0 D4（SFNM）=1 主片为特定完全嵌套方式 =0 一般完全嵌套方式 D3（BUF） =1 为缓冲方式 ，SP/EN 作输出 线，用于控制缓冲器的方向 =0 为非缓冲方式，SP/EN作输入线
数据总线 缓冲器
控制逻辑
读/写 逻辑
正在服务 寄存器
优先级 分析器
中断请求 寄存器
级联 缓冲 /比较器
ISR
PR
IRR
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
中断屏蔽寄存器 IMR 图5.3 82C59A的外部引脚与内部寄存器
内部寄存器
① 中断请求寄存器（IRR）
它存放IR线上提出了中断请求的中断 源，该寄存器8位（D0~D7）对应于连接在 IR0~IR7线上的外设所产生的中断请求。哪 一根输入线有请求，哪位就置“1”。
在非自动中断结束方式下，ISR的复位， 要有中断结束命令EOI来执行。
④ 优先权分析器（PR）
优先排队当在IRi输入端有中断产生时， 送到PR，PR检查进来的中断请求的优先级并 和“正在服务中的中断”进行比较，确定是 否让这个中断请求送给处理器。
2、82C59A的工作方式
中断触发方式
确定中断请求的启动方式 ①边沿触发方式。IR0-IR7线上出现由低到高 的跳变，表示有中断请求。 ②电平触发方式。 IR0-IR7线上出现高电平时 变，表示有中断请求。 中断级联方式 82C59可以单片使用，也可以多片使用， 级联方式应用时有主片和从片的问题。
3、中断嵌套
当CPU正处理某个中断时，出现更高级中断源的 申请，CPU必须暂停该中断服务，转而去处理更高 级中断的服务，待处理完后，再返回到被中断的服 务程序继续执行。 高级中断可中断低级中断
主 程 序
响应1 响应2 中 断 服 务 返回 返回
中 断 服 务
5.5 中断向量与中断向量表
1、中断向量
返回断点
0180H 0182H CS1240H IP0200H 类型为60H 的中断服 务程序 SS3000H OLDIP OLDCS SP0100H CSOLDCS OLDFLAG 0200H 1240H
中 断 向 量 表
中 断 服 务 程 序 堆
栈
INTR IPOLDIP
② 中断屏蔽寄存器（IMR）
是对中断请求IRi起屏蔽作用，即对中 断请求IRi是屏蔽还是允许，寄存器8位对应 8级中断屏蔽。哪一级中断被屏蔽，哪位就 写“1”，即禁止IRi提出中断请求。 0 1 开中断 关中断
Di=
③ 正在服务寄存器ISR
在中断响应之后，第一个获准中断请求 的中断级在相应的ISR中置位（如IR3获准， ISR中的IS3置位，表明IR3正处于服务）。因 此，ISR被用来存放正在被服务的所有中断级， 包括尚没服务完而中途被别的中断所打断了 的中断级。
CPU响应中断后，中断源提供地址信息,由此 地址信息对程序的执行进行导向，引导到中断 服务程序中去执行，所以把这个地址称为中断 向量。 中断向量包括中断服务程序的段基址CS，偏 址地址IP共4个字节。
2、中断向量表
所有的中断向量集中存放到存储器的某一 区域，这一区域称之为中断向量表。
PC微机系统规定： 存储器的000H-03FFH作为中断向量存储 区（共1024个字节），每个中断向量包含4 个字节，可容纳256个中断向量，即可处理 256个中断服务程序。
例1. 某计算机的CPU为80286，而8259A与系 统总线之间采用缓冲器连接，非自动结束方 式，只用1片8259A，正常完全嵌套。
则：ICW4=00001101B=0DH
相应的初始化程序段：
MOV AL，0DH
OUT 21H，AL
初始化命令字的设置顺序：
当 前 程 序
CPU开中断，接收INTR请求 CPU发INTA响应，在第二个INTA周 期中，外部中断控制器送中断类型号 OLDFLAG STACK OLDCS STACK (60H*4+2)=(182H)=1240H CS OLDIP STACK (60H*4)=0200H=(180H) IP 执行在CS=1240H，IP=0200H处的中 断服务程序 执行IRET中断返回指令 OLDIP退栈 OLDCS退栈 OLDFLAG退栈 继续执行当前程序中的下一条指令
2、PC微机系统的中断号分配
PC微机系统的中断号分配表
5.4 中断触发方式与中断排队 1、中断触发方式 指外部设备以什么逻辑信号去向中断控制器申 请中断，一般有边沿触发和电平触发两种。 2、中断排队方式 按优先级排队 按任务的轻重缓急确定响应优先级，实际应用 较多。 循环轮流排队 具有相同的优先级。
NMI中断向量的两个字放在0008H和000AH处。
返回断点
5.7 中断控制器
1、82C59A外部特性和内部寄存器 外部特性 面向CPU的信号 面向外设的8根中断请求线 面向同类芯片的中断请求级联线
82C59A的内部结构
INTA
INT
D 0 ~D 7 RD WR A0 CS CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN
① 中断请求触发方式的设定（ICW1） 功能：设定中断请求的触发方式（电平触发或 边沿触发）、级联和CPU的特性。
ICW1的格式：
A0 ICW1 0 D7 D6 0 0 D5 0 D4 1 D3 LTIM D2 ADI D1 SNGL D0 IC4
16位机无效
特征位 电平触发 无效 单片使用 需要ICW4
D2（M/S）= 1 为缓冲方式下作主片
= 0 为缓冲方式下作从片 注：非缓冲方式（BUF=0时），则M/S无意义， 此时主/从由SP端决定。 D1（AEOI）=1 自动结束方式，ISR有自动 复位（清0）功能 =0 为非自动结束方式，要发EOI命令 D0（uPM）=1 用于16位以上微机 =0 用于8位微机