华东理工大学微机原理历年真题分析

CS IP
六、8086中断响应过程
CPU响应中断，取得中断类型码(中断号)n。 (1) n × 4 ，作为中断向量表指针。 (2) SP-2，标志寄存器Flags入栈。 (3) 清除中断标志IF=0，单步标志TF=0。 (4) SP-2，断点CS入栈。 SP-2，断点IP入栈。 (5) n × 4 的后2个字节→CS n × 4 的前2个字节→IP (6) CS:IP，CPU转向执行该中断服务程序。
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第四节 中断控制器8259A
一、功能
1.管理八级向量中断，可级联，最 多管理64级。 2.每级都可屏蔽或允许。 3.响应周期提供中断向量。 4.可编程选择几种工作方式。
二 、结构
D0～D7 RD WR A0 CS CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN 内部总线 INTA INTR
3.中断优先级排队
有多个中断源，根据轻重缓急，事先安排一个 中断优先级顺序，称中断排队。
4.CPU检测中断请求信号
CPU在现行指令的最后一个总线周期的最后一 个T状态时，检测中断请求INTR，若有，则下一 周期进入中断响应周期。
5.CPU响应中断
中断响应周期。 (1)发中断响应信息INTA，关闭中断。 (2)保留断点，将IP，CS入栈。 (3)给出中断入口，转入相应的中断服务程序。
一进入中断服务程序就是一段 软件查询程序。 7 1.屏蔽法 2.移位法 IN AL，20H IN AL，20H TEST AL，80H RCL AL，1 INTR
0
20H
JNE PWF JC PWF TEST AL，40H RCL AL，1 JNE DISS JC DISS …… …… 特点：(1)询问次序即中断优先权的次序。 (2)不需要判断与确定优先权的硬件排队电路。 (3)中断响应慢，尤其是中断源多时，查询时间长。
数据总线 缓冲器 读/写 逻辑 级连 缓冲/ 比较器 中断 服务
寄存器
控制逻辑
IR0 IR1 ... IR7
ISR
优先 权判 决器
中断 请求
寄存器
IRR
中断屏蔽寄存器IMR
主片： INTA CAS0～CAS2输出线 INTA INTA IR0 CAS0 CAS0 IR1 SP/EN接高电平，利用 INTR CAS1 CAS1 CAS2 CAS2 CAS0 ～ CAS2寻址从 主 从1 ... IR4 INTR IR6 控制器。 SP/EN SP/EN IR7 从片： +5V CAS0～CAS2输入线 IR0 INTA IR1 CAS0 SP/EN接地，从CAS0～ CAS1 CAS2 CAS2接收主片发的从片 从2 ... 识别码。 INTR SP/EN IR7 过程： (1) 主片从CAS0～CAS2送出该次中断响应所属的从控制器 编码。 (2)各从控制器将接收到的编码与自身的编码比较，相同 说明本控制器的请求被响应，将中断类型码送DB，若不 相同的从控制器不动作。
1：8086/8088 0：8080/8085 1：自动结束中断 0：正常方式 1：缓冲方式主片 0：缓冲方式从片 1：缓冲方式 0：非缓冲方式 1：特殊全嵌套方式 0：一般嵌套方式
2.操作命令字
(1) OCW1 屏蔽字直接写入IMR
A0
1 M 7 M6 M5 M4 M 3 M2 M1 M0
IR7
6.中断服务
首先保护现场，中断服务，恢复现场。
7.中断返回 开中断，IRET中断返回，CPU恢复主程 序执行。 8.关于多重中断 多中断源，CPU执行一中断服务程序， 又有优先级别更高的中断请求产生。 中断服务程序中STI(开中)指令安排在不 同地方，效果不同。
第二节 中断优先权
一、软件排队
第八章 中断
中断 中断优先权 8088中断方式 中断控制器8259A
第一节 引言
一、中断系统及功能
CPU和外设接口的硬件：中断控制逻辑 指令系统：管理中断的指令
中断功能： 1.分时操作 2.实现实时处理 3.故障处理
二、中断源
引起中断或发出中断请求的来源称中断 源。
1.外部设备请求中断
(1) ICW1
A0 0 0 0 0 1 LTIM ADI SNGL IC4 1：需要ICW4 0：不需要ICW4 1：单片8259 0：多片级连 对8086/8088系统不起作用 1：电平触发 0：边沿触发
(2) ICW2
A0 1 T7 T6 T5 T4 T3 0 0 0
设置中断向量的高五位，低三位由IRi自动填入。 例：T7～T3=00001 则IR0～IR7的中断号依次为08H～0FH。 39 (3) ICW3
2.链式优先权排队电路
排队： 中断响应(来自CPU) (1)中断输入1有中断请求 F/F A S 1)F/FA输出为高，中断 中断输入1 A1 A2 响应为高，门A1输出 中断 为高,控制转向中断1 输出1 F/F B S 中断输入2 B1 B2 的服务程序。 中断 输出2 2)门A2输出为低→B2低 中断输入3 F/F C S →C2低→D2低→ C1 C2 屏蔽了所有低级中断 中断输入4 中断 F/F D S (2)中断输入1没有中断请 输出3 D1 D2 求F/FA输出为0，门A2 中断 输出1，中断响应传至中 输出4 断2；若F/FB输出为0(没有中断2)， 门B2输出1，中断响应 传至中断3。
CPU支持256个中断，0～255，中断类型码 (中断号) 硬中断:外设引起的外中断 08H～0FH 70H～77H 内中断:内部硬件，CPU引起的 0H～07H 软中断:中断指令引起的 10H～FFH
一、内中断
内部硬件出错引发NMI中断 CPU遇到某些特殊事件，引发CPU中断
1.微处理器中断
三、编程
(1)初始化编程 写入初始化命令字ICW1～ICW4，建立 8259A基本工作条件。 ICW1，ICW2必须送，ICW3，ICW4由工作方 式选择。 (2)操作编程 写入操作命令字OCW1 ～ OCW3，用于对中 断处理过程实现动态控制，如嵌套方式，优先 权循环方式，查询等。
1.初始化命令字
S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 主片 1：IRi上有从片 0：IRi上没有从片 0 0 0 0 0 ID2 ID1 ID0 从片 ID2～ID0是从片识别码，表示从片的INTR接至主片的哪端IRi， 例：接至IR2，则识别码为010。 A0 1
(4) ICW4
A0 1
0 0 1 SFNM BUF M/S AEOI μPM
(3) OCW3
读取ISR或IRR寄存器内容，发查询命令，设置特殊屏蔽方式
A0 0
0 ESMM SMM 0 1 P RR RIS 1：读ISR 0：读IRR 1：允许读ISR或IRR 0：禁止读ISR或IRR 1：设查询方式 1：特殊屏蔽 0：复位成一般屏蔽 1：允许SMM起作用 0：SMM无意义
总结：
(1)若上级的输出信号为0，则屏蔽了本 级和所有低级中断。 (2)若上级的输出信号为1，本级有中断 请求，转去执行本级的中断服务程序，本 级至下级的输出为0，屏蔽所有低级中断。 (3)若上级的输出信号为1，本级无中断 请求，则本级至下级的输出为1，允许下一 级中断。
第三节 8088中断方式
三、软中断
INT n n=10H～FFH
低
四、优先权
高 除数零 INT n 断点 溢出
不可屏蔽中断NMI 可屏蔽中断INTR 低 单步执行
五、中断向量表
256个中断号，256个中断服务程序入口地址，每 个地址CS:IP 4个字节，256×4=1024
中断向量表
内存的0000:0000 开始的1K空间建立的表。 0000:0008 存放256个中断向量 (中断号)的中断服务程序 0000:0004 入口地址，前2个字节为 IP，后2个字节为CS。 0000:0000 中断向量 n 中断向量表地址=0000:n×4
IR0
0：允许中断 1：屏蔽中断
(2) OCW2 设置优先权是否循环，循环 方式及中断结束方式
A0
0 R SL EOI 0 0 L2 L1 L0
EOI：中断结束命令位 1：正常EOI方式时，该位使ISR复位。 R： 中断排队是否循环 1：循环，如优先级IR0最高，IR7最低，当有一 个IR4服务完，则IR5变为最高级，IR6次之，依此类 推。 L2L1L0：最低优先级的编码。 SL 1：L2L1L0 选择有效
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思考题：
1.什么叫中断？ 2.什么叫中断矢量？ 3.什么叫中断优先级？如何确定？ 4.CPU响应中断的条件是什么？简述中断处 理过程。
(1)0号中断—除数零 DIV(无符号) IDIV(有符号)
(2)1号中断—单步执行
TF=1(单步标志) (3)3号中断—断点处理
(4)4号中断—运算溢出 OF=1
2.不可屏蔽中断NMI
NMI输入端上跳边沿触发，引起2号中断NMI。
二、外中断源
INTR可屏蔽中断请求信号线，IF=1，CPU 才响应，STI/CLI管理。
2.故障强迫中断
3.实时时钟
4.程序自愿中断
三、中断处理过程
中断请求-中断排队-中断响应-中断处理-中断返回
1.中断请求
中断源提出中断请求的条件： (1)外设工作已告一段落 (2)CPU允许该设备发出中断请求
2.CPU允许中断
开中断指令：STI 允许CPU响应可屏蔽中断 关中断指令：CLI 禁止CPU响应可屏蔽中断
二、硬件优先权排队电路
1.中断优先权编码电路
CPU INቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR 1 2
A2 A>B A1 A0 比较器 B2 B1 B0 8到3 优先权
编码电路
中断 输入 CPU DB
优先权 寄存器
优先权失效信号
CPU DB INTA
三态 缓冲器
中断矢量
排队过程 (1)没有中断产生，CPU执行主程序，优先权失 效信号=1，开放门2，当任一中断请求产生，编 码A2A1A0，中断请求通过门2，使INTR为高，向 CPU发出中断请求，CPU响应，发出INTA，取得 中断矢量。 (2)有中断正在处理，此时，优先权失效信号=0， 封锁门2，编码B2B1B0输出至比较器。 1)A≤B，即新产生的中断请求的级别比正在处 理的低，比较器输出‘A>B’=0，封锁门1，不能 发INTR。 2)A>B，即新产生的中断请求的级别比正在处 理的高，比较器输出‘A>B’=1，打开门1，发出 INTR。 37