接口技術(shù)章中斷技術(shù)

1、第七章 中斷技術(shù)7.1 基本概念基本概念 一、中斷一、中斷 中斷是一個(gè)過(guò)程中斷是一個(gè)過(guò)程。它。它是指是指CPUCPU在正常運(yùn)行程序時(shí)，由于在正常運(yùn)行程序時(shí)，由于內(nèi)部?jī)?nèi)部/ /外部事件，由主程序轉(zhuǎn)到為中斷事件服務(wù)的程序中去，外部事件，由主程序轉(zhuǎn)到為中斷事件服務(wù)的程序中去，服務(wù)完畢，再返回執(zhí)行原程序。這一過(guò)程稱為中斷。服務(wù)完畢，再返回執(zhí)行原程序。這一過(guò)程稱為中斷。 中斷可以分為中斷可以分為 硬件中斷：硬件中斷： 由外部硬件產(chǎn)生的中斷。由外部硬件產(chǎn)生的中斷。 軟件中斷：軟件中斷： 由程序預(yù)先安排的中斷。由程序預(yù)先安排的中斷。 中斷的特征：具有隨機(jī)性。中斷的特征：具有隨機(jī)性。第七章 中斷技術(shù)v二、中斷

2、的基本過(guò)程 分為四個(gè)階段 中斷請(qǐng)求 中斷響應(yīng) 中斷服務(wù) 中斷返回主程序入口服務(wù)程序 中斷請(qǐng)求 返回v1.1.中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求v 外設(shè)先（通過(guò)接口）發(fā)送外設(shè)先（通過(guò)接口）發(fā)送“中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求”信信號(hào)號(hào)v 給給CPUCPU。v CPUCPU檢查檢查“中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求”輸入線。輸入線。v CPUCPU有權(quán)決定是否響應(yīng)中斷（有權(quán)決定是否響應(yīng)中斷（中斷允許中斷允許）：）：v若允許請(qǐng)求，、則中斷允許觸發(fā)器若允許請(qǐng)求，、則中斷允許觸發(fā)器IFIF置置“1”1”，v （使用（使用STISTI指令開中斷）。指令開中斷）。 不允許中斷請(qǐng)求的情況： 如：在實(shí)時(shí)控制時(shí)，需采集一段連續(xù)數(shù)據(jù)為防上數(shù)據(jù) 丟失，不允許其他中

3、斷請(qǐng)求； 又：執(zhí)行管理程序中某些重要程序，CLI指令進(jìn)行屏蔽。 若不允許申請(qǐng)，（用CLI指令）關(guān)中，觸發(fā)器IF=0。 沒有獲得允許向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，則稱為 中斷被屏蔽（中斷屏蔽）。 CPU在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)，響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷的響應(yīng)周期； 發(fā)出二個(gè)中斷回答信號(hào)INTA完成一個(gè)中斷響應(yīng)周期 進(jìn)行斷點(diǎn)及標(biāo)志保存 如：段地址（CS），偏移地址（IP）標(biāo)志FR以及壓入堆棧。 讀取中斷類型號(hào)，找到中斷源； 裝入中斷服務(wù)程序的入口地址（CS，IP）v3.中斷服務(wù)v 轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序后，其服務(wù)程序的內(nèi)容有：v a.與CPU交換數(shù)據(jù)，進(jìn)行I/O操作；v b.外部期望CPU給以控制，進(jìn)行參數(shù)修改。v 在程

4、序開頭，將可能使用的寄存器內(nèi)容進(jìn)棧，即保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。v 在服務(wù)程序的未尾，將入棧的寄存器內(nèi)容彈出，即恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。v4.4.中斷返回中斷返回v 中斷服務(wù)程序結(jié)束，執(zhí)行中斷返回。中斷服務(wù)程序結(jié)束，執(zhí)行中斷返回。v 自動(dòng)將保存在堆棧中的標(biāo)志自動(dòng)將保存在堆棧中的標(biāo)志PSWPSW，斷點(diǎn)（，斷點(diǎn)（IPIP，CSCS）依次彈出并裝入。）依次彈出并裝入。v 返回到中斷前的地址（斷點(diǎn)地址）開始繼返回到中斷前的地址（斷點(diǎn)地址）開始繼續(xù)執(zhí)行主程序。續(xù)執(zhí)行主程序。v三、中斷源、中斷識(shí)別、優(yōu)先級(jí) 中斷源：發(fā)出中斷請(qǐng)求的外設(shè)或引起中斷的內(nèi)部原因稱為中斷源。 中斷識(shí)別：CPU響應(yīng)中斷后，只知道有中斷請(qǐng)求但不知道是哪一個(gè)中斷源，尋

5、找中斷源的操作過(guò)程稱為中斷識(shí)別。 中斷識(shí)別的目的：形成該中斷服務(wù)程序的入口地址。v CPUCPU識(shí)別中斷的方法：識(shí)別中斷的方法：v 二種： 向量中斷v 程序查詢中斷v 向量中斷：在CPU響應(yīng)中斷后，由中斷控v 制器將服務(wù)程序入口地址送到CPU。v 查詢中斷：采用軟件查詢技術(shù)來(lái)確定發(fā)出v 中斷請(qǐng)求。四、多重中斷（中斷嵌套）響應(yīng)1響應(yīng)2服務(wù) 器返回返回主程序五、中斷的軟硬件系統(tǒng)硬件：外設(shè)、中斷控制器、CPU、總線控制器、BIOS軟件：OS、中斷初始主程序、中斷處理子程序外設(shè)：發(fā)出中斷請(qǐng)求（可以是邊沿觸發(fā)或電平觸發(fā)）、數(shù)據(jù)輸入輸出、握手聯(lián)絡(luò)中斷控制器：中斷請(qǐng)求的鎖存、中斷排隊(duì)、中斷屏蔽、提供中斷向量

6、、中斷結(jié)束CPU：中斷檢測(cè)、中斷允許、狀態(tài)輸出（8288中斷周期）、斷點(diǎn)（FR、CS、IP）入棧、獲得向量n、計(jì)算入口地址、取子程序CS/IP、轉(zhuǎn)向執(zhí)行子程序v8288總線控制器：中斷響應(yīng)周期生成、發(fā)出INTA-1，告知中斷響應(yīng)，發(fā)出INTA-2，獲取中斷向量v中斷初始主程序：見8255A方式1、2v中斷處理子程序：見8255A方式1、2v操作系統(tǒng)：很多寫好的中斷處理子程序int21等、中斷響應(yīng)機(jī)制：事件驅(qū)動(dòng)處理（消息機(jī)制）、事件CLASS類DLL/VXD等。vBIOS：很多寫好的中斷處理子程序、開機(jī)初始化中斷向量。5。2 80X86的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)一一. 80X86的中斷分類（的中斷分類

7、（256級(jí)）級(jí)）分類 1. 1.中斷服務(wù)程序的入口地址中斷服務(wù)程序的入口地址-中斷向量中斷向量 CPU響應(yīng)中斷后，中斷源提供地址信息,由此地址信息對(duì)程序的執(zhí)行進(jìn)行導(dǎo)向，引導(dǎo)到中斷服務(wù)程序中去，故把這個(gè)地址信息稱為中斷向量。 中斷向量包括中斷服務(wù)程序的段基址CS，偏址IP共4個(gè)字節(jié)。 中斷向量表：所有的中斷向量集中存放到存儲(chǔ)器的某一區(qū)域，這一區(qū)域稱之為中斷向量表。二二.80X86的中斷類型碼及的中斷類型碼及中斷向量表中斷向量表中斷向量表0BA90125000003FF1024個(gè)單元000003FF共1024個(gè)字節(jié)存放256個(gè)向量2.中斷向量,中斷向量指針與中斷類型號(hào) 中斷向量:中斷服務(wù)程序入口地

8、址 中斷向量指針： 指出中斷向量存放在中斷矢量表中的位置(或地址）。 在在PCPC系列中中斷向量指針由中斷類型號(hào)提供系列中中斷向量指針由中斷類型號(hào)提供的，即的，即 向量地址向量地址=0000=0000：類型號(hào)：類型號(hào)4 4如：硬盤“1NT13H”它的向量地址=0000：13H4 =0000：004CHn004CH開始連續(xù)4個(gè)單元中用來(lái)存放“INT 13H”的中斷向量：中斷向量寄存器中斷向量指針00700FC9CSHCSLIPHIPL004FH004EH004DH004CH圖7.2 中斷向量指針示意圖中斷號(hào)向量地址中斷向量硬盤13H13H4=4CH0070:0FC95。2 80X86的中斷系統(tǒng)的

9、中斷系統(tǒng)一一. 80X86的中斷分類的中斷分類分類二、硬中斷（見下表）1.不可屏蔽中斷NMI-通常用于處理緊急/災(zāi)難性事件 RAM奇偶校驗(yàn)錯(cuò)PCK I/O通道校驗(yàn)錯(cuò)I/O CHCK 協(xié)處理器8087運(yùn)算錯(cuò)INT 響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間：在當(dāng)前機(jī)器周期之后立即響應(yīng)。在當(dāng)前機(jī)器周期之后立即響應(yīng)。 INTRINTR中斷可以被中斷可以被CPUCPU用指令用指令CLICLI來(lái)禁止，來(lái)禁止，由由STISTI允許允許。中斷響應(yīng)條件：I F=1 INTR=1中斷響應(yīng)時(shí)間：當(dāng)前指令執(zhí)行完以后，所以，INTR高電平信號(hào)需要一定的保持時(shí)間高電平信號(hào)需要一定的保持時(shí)間。INTR中斷響應(yīng)過(guò)程如下：2.2.可屏蔽中斷可屏蔽中斷

10、INTRINTRM80X86I PCSPSWINTR 1 INTA 2 類型碼N 3 中斷矢量表零頁(yè)地址空間4個(gè)字節(jié)TYPE 0TYPE 1IPCS6 N*4SS9PA（20位.入口）中斷服務(wù)程序STI CLI 10.IRET 11IF .TF清零57斷點(diǎn).現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)12 4 斷點(diǎn). .現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)堆棧8中斷響應(yīng)過(guò)程INTR三.80X86的中斷響應(yīng)總線周期：當(dāng)當(dāng) CPU CPU收到收到INTRINTR中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求 當(dāng)前一條指令執(zhí)行完，且中斷允許標(biāo)志位當(dāng)前一條指令執(zhí)行完，且中斷允許標(biāo)志位IF=1IF=1 那么：那么：CPUCPU進(jìn)入中斷響應(yīng)周期，它通過(guò)總線控制器進(jìn)入中斷響應(yīng)周期，它通過(guò)總線控制器發(fā)出

11、二個(gè)連續(xù)中斷應(yīng)答信號(hào)完成一個(gè)中斷響應(yīng)周期發(fā)出二個(gè)連續(xù)中斷應(yīng)答信號(hào)完成一個(gè)中斷響應(yīng)周期 在中斷響應(yīng)周期的兩個(gè)工作：在中斷響應(yīng)周期的兩個(gè)工作： 1.1.第一個(gè)第一個(gè)INTA-INTA-脈沖時(shí)，通知中斷源，其中斷請(qǐng)求脈沖時(shí)，通知中斷源，其中斷請(qǐng)求已被響應(yīng)，準(zhǔn)備發(fā)送類型碼。此時(shí)，已被響應(yīng)，準(zhǔn)備發(fā)送類型碼。此時(shí)，CPUCPU產(chǎn)生產(chǎn)生LOCK-LOCK-信號(hào)，使總線處于封鎖狀態(tài)，防止信號(hào)，使總線處于封鎖狀態(tài)，防止DMADMA占用總線。占用總線。 2.2.在第二個(gè)在第二個(gè)INTA-INTA-，CPUCPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線低通過(guò)數(shù)據(jù)總線低8 8位讀取類位讀取類型碼。同時(shí)，型碼。同時(shí)，LOCK-LOCK-信號(hào)撤除，

12、總線解封信號(hào)撤除，總線解封 。 中斷響應(yīng)總線周期時(shí)序波形圖中斷響應(yīng)總線周期時(shí)序波形圖T1T2T3T4T1T2T3T4中斷號(hào)CLK（時(shí)鐘）ALE（地址允許）LOCK（總線鎖存）INTA（中斷應(yīng)答）D0D7（數(shù)據(jù)）圖7.8 中斷響應(yīng)周期3. 8259A3. 8259A可編程中斷控制器可編程中斷控制器一、一、8259A8259A中斷控制器的功能。中斷控制器的功能。 1.1.一片一片82598259芯片可響應(yīng)芯片可響應(yīng)8 8級(jí)級(jí)INTRINTR中斷請(qǐng)求，通過(guò)級(jí)連中斷請(qǐng)求，通過(guò)級(jí)連INTRINTR可擴(kuò)展至可擴(kuò)展至6464級(jí)。級(jí)。 2.2.可對(duì)各級(jí)可對(duì)各級(jí)INTRINTR請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)先權(quán)管理，請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)先權(quán)

13、管理，82598259具有完全具有完全嵌套，循環(huán)優(yōu)先級(jí)，特定屏蔽等多種優(yōu)先權(quán)管理方式。嵌套，循環(huán)優(yōu)先級(jí)，特定屏蔽等多種優(yōu)先權(quán)管理方式。 3.3.對(duì)每一級(jí)中斷請(qǐng)求均可依需要給予屏蔽或開放。對(duì)每一級(jí)中斷請(qǐng)求均可依需要給予屏蔽或開放。 4.4.當(dāng)當(dāng)CPUCPU響應(yīng)響應(yīng)INTRINTR中斷請(qǐng)求后，中斷請(qǐng)求后，82598259可提供相應(yīng)的中斷可提供相應(yīng)的中斷類型碼，從而使類型碼，從而使CPUCPU迅速轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序入口。迅速轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序入口。 5.5.可通過(guò)編程手段，設(shè)置可通過(guò)編程手段，設(shè)置82598259的的8 8種不同工作方式。種不同工作方式。8259AWRRDCSINTINTAIR0IR1I

14、R2IR7外部中斷源。WRRD。地址譯碼A71A0。INTRINTAVCCC GNDCPUCAS0 1 2 SP/EN8259的引腳及其功能的引腳及其功能8259有28個(gè)引腳，具體如下：INT數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫邏輯級(jí)聯(lián)緩沖/比較器控制邏輯正在服務(wù)寄存器ISR優(yōu)先級(jí)分析器PR中斷屏蔽寄存器 IMR中斷請(qǐng)求寄存器IRRIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7D0D7A0CAS0CAS1CAS2SP/ENCSWRRD圖7.6 8259A內(nèi)部邏輯框圖INTA二、二、8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) CPU數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制邏輯內(nèi)部控制邏輯DB8位CSWRRDA0所有與CPU交換信息通過(guò)它

15、進(jìn)出CPU8259中斷控制器由8個(gè)主要部分組成，根據(jù)8259是一專用接口芯片，可將它的8個(gè)部分按下面三個(gè)部分劃分： 1. 與與CPU接口部分：接口部分：CPU通過(guò)它實(shí)現(xiàn) 8259 的讀/寫操作控制以及對(duì) 8259進(jìn)行初始化操作對(duì)8259芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)控制操作，使8259按初始化編程操作 2. 與外部硬件（中斷源）連接部分：與外部硬件（中斷源）連接部分： 中斷請(qǐng)求寄存器（IRR）一片8259有8條INTR中斷請(qǐng)求線 IR0IR7，每一條請(qǐng)求線有一個(gè)對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器來(lái)存放中斷請(qǐng)求信號(hào)。 中斷請(qǐng)求寄存器IRRIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7 （3）中斷屏蔽寄存器IMR的每一位可對(duì)IRR中相

16、應(yīng)的中斷源進(jìn)行屏蔽，如果禁止某IR提出中斷請(qǐng)求，就將其中在IMR中的相應(yīng)位量“1”。 IMR對(duì)于較低優(yōu)先權(quán)的IR實(shí)行屏蔽并不影響較低優(yōu)先權(quán)的IR的輸入 3. 內(nèi)部工作寄存器：內(nèi)部工作寄存器： （1）正在服務(wù)寄存器ISR，用于記錄已被獲準(zhǔn)的中斷請(qǐng)求（即將與IR對(duì)應(yīng)的IS位置位） （注意：注意：ISR除存放正在被服務(wù)的中斷源外，還包括尚未除存放正在被服務(wù)的中斷源外，還包括尚未服務(wù)完而中途被別的中斷源暫時(shí)中止的中斷）服務(wù)完而中途被別的中斷源暫時(shí)中止的中斷） （ 2）優(yōu)先權(quán)分析器 對(duì)保存在IRR的各個(gè)中斷請(qǐng)求經(jīng)過(guò)判斷 確定其中一個(gè)為最高優(yōu)先權(quán)，然后在中斷響應(yīng)周期時(shí)間將它選通到中斷服務(wù)寄存器 中。分析器

17、分析器中斷屏蔽寄存器IMRD0D1D2D3D4D5D6D7中斷請(qǐng)求寄存器IRR & & 中斷請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)編碼器1ISR編碼器 AB比較器B0B1B2A0A1A2 &INTIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7圖7.7 中斷優(yōu)先級(jí)分析器的工作原理返回 8259的中斷響應(yīng)過(guò)程：的中斷響應(yīng)過(guò)程： 1。當(dāng)有一條或多條中斷請(qǐng)求引腳信號(hào)有效時(shí)（即IR70相應(yīng)引腳為“1”）。 中斷請(qǐng)求寄存器IRR的相應(yīng)位被置為“1”。 2。若中斷請(qǐng)求IR1線中至少有一個(gè)中斷請(qǐng)求被允許，則8259通過(guò)INT引腳向CPU的INTR送出中斷請(qǐng)求信號(hào)。 3。若CPU處于開中狀態(tài)（IF=1），則在當(dāng)前指令執(zhí)行完后，向8259

18、發(fā)回INTA信號(hào)，表示中斷請(qǐng)求已被CPU響應(yīng)。 4。8259接收到CPU發(fā)出的INTA信號(hào)后。將中斷請(qǐng)求源（對(duì)應(yīng)于各IRi) 中 優(yōu)先權(quán)最高的對(duì)應(yīng)的ISR位置位，然后將IRR中相應(yīng)的IRi位復(fù)位。三、三、8259的工作過(guò)程的工作過(guò)程 5. 8086CPU繼續(xù)啟動(dòng)另一個(gè)中斷響應(yīng)周期，發(fā)送第二個(gè)INTA信號(hào)，此時(shí) 8259向數(shù)據(jù)總線DB70送出8位的中斷類型碼。 返回Type碼N用戶在對(duì)8259初始 化編程時(shí)設(shè)定由中斷請(qǐng)求線IRi的進(jìn)制編碼決定，由8259自動(dòng)插入填寫D7D3D2D1D0 該中斷類型碼的生成：該中斷類型碼的生成： 非自動(dòng)結(jié)束方式非自動(dòng)結(jié)束方式：在中斷服務(wù)程序結(jié)束處寫一中斷結(jié)束命 令

19、（置EIO為“1”），相應(yīng)IS位 才會(huì)被復(fù)位。至此，至此，8259的一次中斷響應(yīng)過(guò)程完成。的一次中斷響應(yīng)過(guò)程完成。6、CPU讀取中斷類型碼N后，用N*4查中斷矢量表，獲取服務(wù)程序入口地址有關(guān)信息（IP和CS值），轉(zhuǎn)入服務(wù)程序入口執(zhí)行程序。7、中斷響應(yīng)周期完成后，8259中斷工作結(jié)束，被量位的ISR中的相應(yīng)位復(fù)位，其中斷方式有兩種： 當(dāng)8259工作于AEOI模式（自動(dòng)結(jié)束方式自動(dòng)結(jié)束方式）：當(dāng)CPU送出的INTA脈沖結(jié)束時(shí)，其后沿使在“4”中被量位的IS位復(fù)位（清零）。v 從8259各I/O端口讀狀態(tài)字，中斷類型碼及查詢字v 對(duì)8259各I/O端口寫入初始化命令字，工作方式命令字。 操作是由RD

20、-、WR-控制信號(hào)進(jìn)行控制，而對(duì)各端口的尋址則是由CS-和A0確定的。v具體I/O端口尋址及操作情況如下： （一片8259只占兩個(gè)端口地址，也就是說(shuō)8259只有兩個(gè)I/O端口-奇數(shù)口和偶數(shù)口 ）四四 對(duì)對(duì)8259的端口尋址及其操作（讀的端口尋址及其操作（讀/寫基本操作）寫基本操作）PIC1 PIC2CS A0 WR RD 輸入操作（輸入操作（RD）20H 21H0A0H0A1H0 0 1 00 1 1 0 IRR ISR 查詢字（查詢字（OCW3）IMR（OCW1） CPU輸出操作（輸出操作（WR）20H21H0A0H0A1H0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 10 0 1 X 0 10

21、 1 X X 0 1 OCW2CPU寫寫 OCW3 ICW1 寫（寫（IMR）.OCW1.ICW2.3.4對(duì)對(duì)8259的端口尋址及其基本操作（讀的端口尋址及其基本操作（讀/寫基本操作）寫基本操作）注意注意：8259只有兩個(gè)端口，由只有兩個(gè)端口，由A0一位確定：一位確定： 1：奇數(shù)口：奇數(shù)口 0：偶數(shù)：偶數(shù)口口 由奇由奇/偶數(shù)端口及控制字中的某些特定偶數(shù)端口及控制字中的某些特定 位來(lái)確定命令字往那位來(lái)確定命令字往那個(gè)個(gè)R中送。中送。DB7-0DB7-0B07TA078286OEB07TA078286OEB07TA078286OED07CAS02從片ASP/ENINTAINTD07CAS02從片B

22、SP/ENTITAINTD07CAS02主片SP/ENINTAIR5 IR6+5V1k+5V1k+5V1k數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線局部數(shù)據(jù)總線DENDT/RINTRINT INTA圖7.9 緩沖方式級(jí)聯(lián)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線返回 必須在8259始工作前設(shè)量 可在啟動(dòng)8259之后的 任何地方設(shè)置 五、對(duì)五、對(duì)8259的編程：的編程： （初始化編程）（初始化編程） 啟動(dòng)8259開始工作：向8259送入24個(gè)字節(jié)的初始化命令字 （ICW14）對(duì)8259工作方式進(jìn)行設(shè)量：向8259送出3個(gè)字節(jié)的操作命令字 （OCW13） Initialigation CommandWordOperation Command Word

23、即向8259相應(yīng)端口送入24個(gè)字節(jié)的初始化命令字。 初始化命令字輸出順序如下： （一（一 ）.對(duì)對(duì)8259的初始化編程順序：的初始化編程順序：ICW1ICW2單片？單片？ICW3N （ SNGL=0）Y需要需要ICW4設(shè)定中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式設(shè)定中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式中斷類型號(hào)的設(shè)定中斷類型號(hào)的設(shè)定Y（ICW4=1）ICW4準(zhǔn)備好進(jìn)行 中 斷 服 務(wù)設(shè)定特定完全設(shè)定特定完全嵌套方式嵌套方式設(shè)定級(jí)聯(lián)方式1 SNGL為“1”/“0”： 由ICW1中的D1位說(shuō)明 ICW4 需 要 否： 由ICW1中的D0位決定2 4個(gè)命令字中， ICW1 ICW2是必須的， 而ICW3 ，ICW4是由工作方式來(lái)確定是否需要。

24、說(shuō)明：說(shuō)明：A0=0、D4=1：是ICW1的標(biāo)志。A0=1 ICW2 利用A0=1和初始化的次序來(lái)尋址。A0=1 ICW3 特征位與特定順序A0=1 ICW4 特征位與特定順序 1LTIM XSNGLICW4D7D6D5D4D3D2D1D0只用于8位機(jī)一定為1（ICW1的特征位1 電平觸發(fā)0 邊沿觸發(fā)只用8位機(jī)1 單片0 級(jí)聯(lián)1 需要ICW40 不需要ICW4（二）、各初始化命令字的格式及其含義（二）、各初始化命令字的格式及其含義 1. ICW1：中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式的設(shè)定中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式的設(shè)定 格式如下： 當(dāng)某IRI中斷請(qǐng)求被CPU響應(yīng)后，在系統(tǒng)的第二個(gè)INTA周期8259須向CPU提供8位的T

25、YPE碼（其高5位由ICW2的D7D3位提供，其低3位由 IRI的二進(jìn)制編碼決定，在CPU讀取TYPE碼前，由8259自動(dòng)填入到DB7 0的D2 D1 D0三位數(shù)據(jù)總線上）vINTR中斷源的TYPE碼=（ICW2的）高5位+低3位（IRI的編碼） 2. ICW2 ： 用于中斷類型碼的提供用于中斷類型碼的提供TYPE碼碼 v 編程舉例：在PC機(jī)中，硬盤中斷源的類型碼的高5位由用戶 或系統(tǒng)在ICW2中設(shè)定，ICW2內(nèi)容為08H，其中斷請(qǐng)求線與8259的IR5相連，類型 碼的形成過(guò)程如下： TYPE碼高5位已獲得：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 用戶初始化編程：

26、MOV AL， 08H； AL ICW2內(nèi)容 OUT 21H， AL； AL ICW2對(duì)應(yīng)端口 （A0=1） CPU響應(yīng)硬盤中斷請(qǐng)求后，8259在INTA2送低3位至ICW2對(duì)應(yīng)端口中，將IR5 對(duì)應(yīng)101連同ICW2的高5位一齊送到DB70上：00001101IR5得到硬盤中斷TYPE碼為0DH在PC/XT和PC/AT中，IRI的二進(jìn)制編碼也就是在系統(tǒng)中斷優(yōu)先級(jí)的編碼。. PC/XT、PC/AT中斷類型碼的生成表見書P98 3 . ICW3（中斷級(jí)聯(lián)方式的設(shè)定）： ICW3初始化命令字用于8259的級(jí)聯(lián)，若系統(tǒng)中只有一片8259A，則不需要設(shè)置命令字ICW3，若有多片若有多片8259級(jí)聯(lián)，則

27、主、從級(jí)聯(lián)，則主、從8259片都必須設(shè)置片都必須設(shè)置ICW3命令字，且主、從片的ICW3格式有所區(qū)別，具體如下：主片ICW31S7S6S5S4S3S2S1S0A0D7D6D5D4D3D2D1D0（2）ICW3的格式： a.主片ICW3S 7-0：1-8259主片的IRi引腳上連接有8259從片0-無(wú)從片連接說(shuō)明：說(shuō)明：當(dāng)由多片8259A構(gòu)成級(jí)聯(lián)中斷控制器機(jī)構(gòu)時(shí)，與中斷請(qǐng)求線IRI相連的8259A叫做從8259，與CPU的INTR引腳相連的那一片8259A叫做主8259A，級(jí)聯(lián)將中斷源由8擴(kuò)至64級(jí)。 編程舉例：若主8259的IR3和IR5兩 輸入端分別連接了從 8259A片，則有主主82598

28、259的的ICW3ICW3的值為的值為00101000B=28H00101000B=28H。 MOV AL， 28H； 主ICW3 AL OUT 21H， AL； AL 主ICW3對(duì)應(yīng) 端口A0=1從片ICW3A0D7D6D5D4D3D2D1D01ID2 ID1 ID0 b.從片ICW3D7D3ID2 D2ID1 D1 ID0 D0 未用未用0 0 0 IR00 0 1 IR10 1 0 IR20 1 1 IR31 O O IR4 標(biāo)明從標(biāo)明從8259的的INT引腳引腳1 0 1 IR5 具體與主具體與主8259的哪一個(gè)的哪一個(gè)1 1 0 IR6 IRI引腳相連引腳相連1 1 1 IR7 .從

29、從8259的從的從ICW3的設(shè)定過(guò)程與主的設(shè)定過(guò)程與主ICW3相同相同 例如 ：有主8259的IR6和IR1分別連接了從片8259， 則 有： 從片A的ICW3=00000001B=01H-與主片IR1相連 從片B的ICW3=00000110B=06H-與主片IR6相連 編程如下： MOV AL， 01H； OUT 21H， AL； MOV AL， 06H； OUT 21H， AL； 級(jí)聯(lián)方式下級(jí)聯(lián)方式下CPU對(duì)從片中斷請(qǐng)求的響應(yīng)：對(duì)從片中斷請(qǐng)求的響應(yīng)： 1 . 從IRI 經(jīng)判優(yōu)，最終到達(dá)CPU的INTR引腳。 2 .CPU響應(yīng)INTR請(qǐng)求，發(fā)出INTA，給所有8259（主及從） 3 . 主8

30、259通過(guò)級(jí)聯(lián)線CAS20向所有從片送出優(yōu)先權(quán)最高的 中斷源所在的從8259的標(biāo)識(shí)碼符 4 . 各從片將CAS20上來(lái)的ID2-0碼與自己的ID2-0碼核對(duì)，進(jìn)行 比較以后，相符的從8259就在INTA2周期送出中斷類型碼。 5 . 在CPU發(fā)出INTA2時(shí)，從DB70上讀取TYPE碼CPU INTR INTA WR RD DB8 CS A0SP/EN IR0 8259從INT INTA IR7WRRD CAS20 CS A0SP/ENN IR0 8259從INTINTA IR7WRRD CAS20 8259中斷級(jí)聯(lián)方式的連線中斷級(jí)聯(lián)方式的連線 CS A0SP/EN IR0 8259主 INT

31、 IR7INTAWRRD CAS20 返回返回49 4.ICW 4.ICW4 4格式：格式： （嵌套和中斷結(jié)束方式）1 16位CPU0 8位CPUD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 0 0 SFNM BUF M/S AEOI MPM 1 特定的完全嵌套方式0 正常的完全嵌套方式 0 1 0 1 1 非緩沖方式緩沖方式/從緩沖方式/主主結(jié)束中斷的方式， 1 自動(dòng)EDI 由OCW2具體規(guī)定 0 非自動(dòng)EDI 注：注：非緩沖方式（BUF=0時(shí)），則M/S無(wú)意義，此時(shí)主/從 由SP端決定。主片：SP=+5V，從片：SP接地 編程舉例： 在TP-86單片機(jī)中，CPU8086為16位機(jī)，采用

32、非自動(dòng)結(jié)束中斷方式， 使用1片8259，正常完全方式，8259與系統(tǒng)總線間采用緩沖器連接， 其對(duì)應(yīng)其對(duì)應(yīng)ICW4為為00001101B=0DH MOV DX， 0FFDEH； ICW4對(duì)應(yīng)端口地址 DX MOV AL， 0DH； 設(shè)置ICW4 送 AL OUT DX， AL； ICW4送8259奇數(shù)口（A0=1） （三）（三）.設(shè)置設(shè)置8259的工作方式的工作方式通過(guò)設(shè)置OCW1-OCW3實(shí)現(xiàn) .特定完全嵌套方式的設(shè)定（ICW4） 問(wèn)題的提出： 在級(jí)聯(lián)方式中，當(dāng)從控接收到比“正在服務(wù)”中的那一個(gè)優(yōu)先等級(jí)更高的中斷申請(qǐng)時(shí)，就不會(huì)被主控識(shí)別，就是說(shuō)，從控的較高優(yōu)先級(jí)的中斷就不能被及時(shí)服務(wù)。 為了解

33、決這個(gè)問(wèn)題，8259提供了一種特定的完全嵌套方式。 如果在主控中采用這種方式，那么當(dāng)從控收到一個(gè)更高的中斷請(qǐng)求時(shí)，它是會(huì)被主控識(shí)別的。這種完全嵌套方式是在初始化時(shí)由ICW4指定的。返回 8259的工作方式有：的工作方式有： 1 中斷屏蔽方式： 正常 OCW1 IMR 特定 OCW3（D6 D5=1）設(shè)定 2 中斷嵌套方式 ： 完全固定，依IR0IRR7排優(yōu) 特定的完全嵌套 ICW4（D4 SFNM）=1 （CPU可以響應(yīng)所有與正在被響應(yīng)的ISRI同 級(jí)以及更高優(yōu)先權(quán)的中斷請(qǐng)求） 3 中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)方式 ：優(yōu)先權(quán)固定 優(yōu)先權(quán)輪轉(zhuǎn)，由OCW2具體操作 4 中斷結(jié)束方式 ： 自動(dòng)結(jié)束，在INTA2自

34、動(dòng)使ISRI置0， ICW4的D1=1 非自動(dòng)結(jié)束，通過(guò)ICW4的D1=0 以及 OCW2 指定/不指定，輪轉(zhuǎn)/不輪轉(zhuǎn) 5 級(jí)聯(lián) 6 緩沖 7 讀8259的狀態(tài) ，即 讀IRR， ISR 。先設(shè)量OCW3（D1 D0） 再使用IN命令 讀；對(duì)IMR進(jìn)行讀，可以直接通過(guò)IN指令對(duì)奇數(shù)端口進(jìn)行讀操作即可。 8 讀查詢字-查詢方式（適用于非80X86微機(jī)） 先設(shè)置OCW3（D2）=1 CPU輸出 RD信號(hào) 8259置位對(duì)應(yīng)ISRi=1，同時(shí) 送查詢字 DB70 方式方式v當(dāng)A0=1時(shí)，尋址OCW1；v當(dāng)A0=0，D4=0，D3=0時(shí)，尋址OCW2；v當(dāng)A0=0，D4=0，D3=1時(shí)，尋址OCW3（1

35、）OCW1（中斷屏蔽寄存器操作數(shù)（中斷屏蔽寄存器操作數(shù)) OCW1用于設(shè)置用于設(shè)置8259A的屏蔽中斷操作，它可以直接的屏蔽中斷操作，它可以直接對(duì)中斷屏蔽寄存器對(duì)中斷屏蔽寄存器IMR的相應(yīng)屏蔽位進(jìn)行操作。的相應(yīng)屏蔽位進(jìn)行操作。1-禁止禁止 0-允許允許 其格式如下：其格式如下：M3M2M1M4M5M6M71A0D7D6D5D4D3D2D1D0 0：允許IR7 1：屏蔽IR7 0：允許IR0 1：屏蔽IR0 (2) OCW2。當(dāng)A0=0，D4=D3=0時(shí)可尋址OCW2。OCW2用于控制中斷結(jié)束、優(yōu)先權(quán)循環(huán)等操作。OCW2命令或方式的選擇以位的組合格式來(lái)設(shè)置，而不是按位設(shè)置。OCW2的格式和各位的

36、功能如圖8.15所示。 OCW2的格式0L2L1L00EOISLR0A0D7D6D5D4D3D2D1D0 IR的級(jí)別編碼一般EOI(正在服務(wù)的ISR復(fù)位)001011101100111110010特殊EOI(L0L2指定的ISR復(fù)位)一般EOI, 正在服務(wù)的IR優(yōu)先級(jí)置為最低自動(dòng)EOI下置循環(huán)優(yōu)先級(jí)自動(dòng)EOI下清循環(huán)優(yōu)先級(jí)特殊EOI, 正在服務(wù)的IR優(yōu)先級(jí)置為最低000不執(zhí)行EOI, L0L2指定的優(yōu)先級(jí)置為最低無(wú)操作 R：優(yōu)先權(quán)循環(huán)控制位。R=1為循環(huán)優(yōu)先權(quán)，R=0為固定優(yōu)先權(quán)。 SL：選擇指定的IR級(jí)別位。SL=1，操作在L2L0指定的編碼級(jí)別上執(zhí)行；SL=0，L2L0無(wú)效。 EOI：中斷

37、結(jié)束命令位，在非自動(dòng)中斷結(jié)束命令情況下，EOI=1表示中斷結(jié)束命令，它使ISR中最高優(yōu)先權(quán)位復(fù)位；EOI=0則不起作用。 L0L2：指定操作起作用的IR級(jí)別碼。當(dāng)SL=1時(shí)，L0L2指定的級(jí)別編碼才起作用。 以上各位的組合功能見圖8.15所示。 (3) OCW3。當(dāng)A0=0，D4=0，D3=1時(shí)，尋址OCW3。OCW3主要控制8259A的中斷屏蔽、查詢和讀寄存器等狀態(tài)。OCW3的格式及各位功能如圖8.16所示。 ESMM：允許或禁止SMM位起作用的控制位。ESMM為1時(shí)允許SMM位起作用，為0時(shí)禁止SMM位起作用。OCW3的格式1PRRRIS0SMMESMMX0A0D7D6D5D4D3D2D1

38、D0 0 0 X：無(wú)效 0 1 0： 在下一讀指令讀IRR 0 1 1： 在下一讀指令讀ISR 1 X X：查詢命令(下一讀指令中斷狀態(tài)字) 0 X：無(wú)效 1 0： 復(fù)位特殊屏蔽方式 1 1： 設(shè)置特殊屏蔽方式 SMM：設(shè)置特殊屏蔽方式選擇位。與ESMM位共同起作用，如圖8.16所示。 P：查詢命令位。P=1時(shí)，8259A發(fā)送查詢命令；P=0時(shí)，不處于查詢方式。OCW3設(shè)置查詢方式以后，隨后送到8259A RD端的讀脈沖作為中斷響應(yīng)信號(hào)，讀出最高優(yōu)先權(quán)的中斷請(qǐng)求IR級(jí)別碼。 RR：讀寄存器命令位。RR=1時(shí)允許讀IRR或ISR，RR=0時(shí)禁止讀這兩個(gè)寄存器。 RIS：讀IRR或ISR選擇位。其

39、具體功能如圖8.16所示。7.4 8259A在PC系統(tǒng)中的應(yīng)用一、單片方式IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A0CSSP/EN中斷控制器INTINTARDWRCPUINTRS2S1S0INTAIORIOW總線控制器S1S0數(shù)據(jù)D0D7S2+5V打印機(jī)軟盤硬盤串行口1串行口2保留鍵盤日時(shí)鐘 IRQ0IRQ1IRQ2IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7圖7.13 單片8259A中斷系統(tǒng)的硬件連接v單片方式下的8259A初始化編程：vICW1=13H=00010011B 邊沿觸發(fā)，單片要ICW4vICW2=08H=00001000B 中斷號(hào)的高5位，低3位由IR動(dòng)態(tài)產(chǎn)生vICW4=

40、09H=00001001B 全嵌套，8088非自動(dòng)結(jié)束vMOV AL,13HvOUT 20H,ALvMOV AL,8vOUT 21H,ALvMOV AL,9vOUT 21H,ALIR0IR1IR2IR7IRQ8IRQ9IRQ10CAS02IRQ11IRQ12IRQ13A0CSSP/ENINT從片INTARDWR8259AIR0IR1IR2IR7IRQ0IRQ1IRQ2CAS02IRQ3IRQ4IRQ5A0CSSP/ENINT主片INTARDWR8259AIRQ14IRQ15 保留硬盤協(xié)處理器保留保留保留保留保留日時(shí)鐘鍵盤串行口2串行口1并行口2并行口2IRQ6IRQ7軟盤S0S1S2S0S1S2D07D07D07INTRINTAIORIOWCPU總線控制器+5V圖7.14 雙片8259A中斷系統(tǒng)的硬件連接二、雙片方式二、雙片方式v中斷優(yōu)先級(jí)順序中斷優(yōu)先級(jí)順序：IRQIRQ0 0，IRQIRQ1 1，IR