第七章

中斷控制接口教學內容

8086/8088CPU的中斷系統

8259A的中斷控制器中斷服務程序的編寫中斷的基本概念中斷最初是作為處理器與外部設備交換信息的一種控制方式提出的。由此，最初的中斷全部是對外部設備而言的，稱為外部中斷或硬件中斷。隨著計算機技術的發展，中斷的范圍也隨之擴大，出現了內部/軟件中斷的概念，它是為解決機器內部運行時出現的異常以及為編程方便而提出的。外部中斷或硬件中斷通常稱為中斷，軟件中斷或異常中斷通常稱為異常(Exception)。中斷源中斷請求

當前程序中斷服務程序程序斷點中斷返回中斷響應中斷的基本概念不論哪種中斷都遵循同樣的中斷處理過程中斷：處理器暫停執行當前程序，轉而處理隨機發生的事件，處理完畢后再返回到斷點處繼續執行原來程序的過程中斷請求中斷判優中斷響應中斷處理中斷返回中斷系統的功能能實現中斷響應、中斷服務和中斷返回。能實現中斷優先級排隊。能實現中斷嵌套。8086/8088中斷系統PC系列微機最多可以支持256種中斷，它們被分為四種類型：內部中斷和異常軟件中斷外部可屏蔽中斷外部非屏蔽中斷每個中斷和異常都指定了一個類型號代表不同的優先級。用中斷向量號0～255區別。類型0表示最高優先級的中斷，類型255最低優先級的中斷。可屏蔽中斷還需要借助專用中斷控制器Intel8259A實現優先權管理。8086/8088的中斷類型INTR可屏蔽中斷源8259A中斷控制器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7外設中斷源

INTA非屏蔽中斷源中斷邏輯INTO指令單步中斷除法錯誤INTN指令CPUNMI斷點中斷內部中斷除法錯中斷指令中斷溢出中斷單步中斷外部中斷非屏蔽中斷可屏蔽中斷8086/8088的中斷優先權軟件中斷除法錯中斷指令中斷溢出中斷非屏蔽中斷可屏蔽中斷單步中斷高低8086/8088的中斷向量表中斷類型號：用來區別每一個中斷類型的號碼。

0~255。中斷向量：中斷服務程序的入口地址（首地址）每個中斷向量占4字節：CS（高）IP（低）中斷向量表：存放中斷向量的地址表。在內存0段的0~3FFH區域。中斷向量表中斷向量在中斷向量表的地址=中斷類型號N×4

例.中斷類型號為20H，中斷服務程序的入口地址存放在0000:0080H開始的4個單元中。若：(0080H)=10H(0081H)=20H(0082H)=30H(0083H)=40H則：中斷服務程序的入口地址為：4030：2010H可屏蔽中斷響應流程①CPU發INTA應答信號②將標志寄存器的值推入堆棧③

把IF和TF清零④

將當前指令的地址推入堆棧，保護斷點。⑤

由中斷類型碼，查找中斷表，找到中斷服務程序入口。⑥執行中斷服務程序。⑦中斷服務程序執行完后，返回斷點處繼續執行原程序。響應的條件：IF=1，INTR為高電平，當前指令執行完。可屏蔽中斷響應總線周期第一個中斷響應周期第二個中斷響應周期8259A中斷控制器Intel8259A是可編程中斷控制器可用于管理Intel8080/8085、8086/8088、80286/80386的可屏蔽中斷8259A的基本功能一片8259A可以管理8級中斷，可擴展至64級每一級中斷都可單獨被屏蔽或允許在中斷響應周期，可提供相應的中斷向量號8259A設計有多種工作方式，可通過編程選擇8259A的內部結構和引腳D7~D0INTAINT中斷請求寄存器中斷屏蔽寄存器數據總線緩沖器IR0IR7讀/寫控制邏輯級聯緩沖器比較器RDWRA0CSCAS0CSA1CAS2SP/EN優先權判別電路中斷服務寄存器控制邏輯8259A的工作方式普通全嵌套方式特殊全嵌套方式自動循環方式特殊循環方式優先權固定方式優先權循環方式設置優先權方式普通中斷結束方式特殊中斷結束方式自動中斷結束方式非自動中斷結束方式結束中斷處理方式屏蔽中斷源方式普通屏蔽方式特殊屏蔽方式中斷觸發方式邊沿觸發方式電平觸發方式數據線連接方式緩沖方式非緩沖方式1.設置優先權方式普通全嵌套方式8259A的中斷優先權順序固定不變，從高到低依次為IR0、IR1、IR2、……IR7中斷請求后，8259A對當前請求中斷中優先權最高的中斷IRi予以響應，將其向量號送上數據總線，對應ISR的Di位置位，至到中斷結束（ISR的Di位復位）在ISR的Di位置位期間，禁止再發生同級和低級優先權的中斷，但允許高級優先權中斷的嵌套特殊全嵌套方式：能響應同級中斷嵌套；用于多片級聯，只對主片編程設置在特殊全嵌套方式；1.設置優先權方式CPUIR0IR1IR7…IR0IR1IR7…8259(主片)8259(從片)1.設置優先權方式優先級自動循環方式：優先級是循環變化的：一個設備的中斷服務完成后，其優先級自動降為最低，而將最高優先級賦給原來比它低一級的中斷請求。初始優先級隊列是：IR0->IR7

，1.設置優先權方式優先級特殊循環方式：可以設置開始的最低優先級。例如，設定IR4為最低優先級，那么IR5就是最高優先級，其余各級按循環方法類推。2.結束中斷處理方式什么是8259A的中斷結束？8259A利用中斷服務寄存器ISR判斷：某位為1，表示正在進行中斷服務；該位為0，就是該中斷結束服務。2.結束中斷處理方式自動中斷結束方式普通中斷結束方式配合全嵌套優先權方式使用當CPU用輸出指令往8259A發出普通中斷結束EOI命令時，8259A就會把所有正在服務的中斷中優先權最高的ISR位復位實現：

MOVAL,20H;OCW2=20HOUT20H,AL;端口地址=20H(偶地址)2.結束中斷處理方式特殊中斷結束方式配合循環優先權方式使用CPU在程序中向8259A發送一條特殊中斷結束命令，這個命令中指出了要清除哪個ISR位3.屏蔽中斷源方式普通屏蔽方式將IMR的Di位置1，則對應的中斷IRi被屏蔽，該中斷請求不能從8259A送到CPU。如果IMR的Di位置0，則允許IRi中斷。特殊屏蔽方式將IMR的Di位置1，對應的中斷IRi被屏蔽的同時，使ISR的Di位置0。允許某些優先級更低的中斷請求被響應。4.中斷觸發方式邊沿觸發方式8259A將中斷請求輸入端出現的上升沿作為中斷請求信號電平觸發方式中斷請求端出現的高電平是有效的中斷請求信號5.數據線連接方式緩沖方式8259A的數據線需加緩沖器予以驅動8259A把SP/EN引腳作為輸出端，輸出允許信號，用以鎖存或開啟緩沖器非緩沖方式SP/EN引腳為輸入端若8259A級連，由其確定是主片或從片8259A的編程初始化編程8259A開始工作前，必須進行初始化編程給8259A寫入初始化命令字ICW中斷操作編程在8259A工作期間可以寫入操作命令字OCW將選定的操作傳送給8259A，使之按新的要求工作還可以讀取8259A的信息，以便了解它的工作狀態CPUAD7~AD0INTAINTRSP/ENISRICW1

OCW1

(IMR) ICW2OCW2ICW3OCW3ICW4PRIRRD7~D0地址譯碼...INTINTACSRDWRA0CAS0CAS1CAS2...IR7IR01.初始化命令字ICW初始化命令字ICW最多有4個8259A在開始工作前必須寫入必須按照ICW1～ICW4順序寫入ICW1和ICW2是必須送的ICW3和ICW4由工作方式決定ICW1×××1LTIM×SNGLIC4D7D6D5D4D3D2D1D0×——表示可以任意為1為0都可以（建議為0）1——只能為1，作為標志中斷觸發方式：LTIM＝1，電平觸發方式LTIM＝0，邊沿觸發方式規定單片或級連方式：SNGL＝1，單片方式SNGL＝0，級連方式是否寫入ICW4IC4＝1，要寫入ICW4IC4＝0，不寫入ICW4，即ICW4規定的位全為0ICW2T7T6T5T4T3×××D7D6D5D4D3D2D1D0設置中斷向量號T7～T3為中斷向量號的高5位低3位由8259A自動確定：IR0為000、IR1為001、……、IR7為111ICW3S7S6S5S4S3S2/ID2S1/ID1S0/ID0D7D6D5D4D3D2D1D0級連命令字主片8259A：Si＝1對應IRi接有從片；否則IRi沒有連接從片從片8259A：ID0～ID2編碼說明從片INT引腳接到主片哪個IR引腳ICW4000SFNMBUFM/SAEOIμPMD7D6D5D4D3D2D1D0嵌套方式：特殊全嵌套方式（SFNM＝1）普通全嵌套方式（SFNM＝0）數據線的緩沖方式：緩沖方式（BUF＝1）非緩沖方式（BUF＝0）主片/從片選擇：主片（M/S=1）從片（M/S=0）中斷結束方式：自動中斷結束（AEOI＝1）非自動中斷結束（AEOI＝0）微處理器類型：16位80x86（

PM＝1）8位8080/8085（

PM＝0）例：設8086系統中，8259A的端口地址為20H、21H，電平觸發方式，單片8259A，中斷類型號為60H~67H，全嵌套方式，一般結束方式，非緩沖方式。編寫初始化程序。初始化8259A

moval,1Bh ;寫入ICW1 out20h,al moval,60h ;寫入ICW2 out21h,al moval,1h ;寫入ICW4 out21h,al中斷控制器的初始化程序段2.操作命令字OCW8259A工作期間，可以隨時接受操作命令字OCWOCW共有3個：OCW1～OCW3寫入時沒有順序要求，需要哪個OCW就寫入那個OCWOCW1(奇地址)M7M6M5M4M3M2M1M0D7D6D5D4D3D2D1D0屏蔽命令字內容寫入中斷屏蔽寄存器IMRDi＝Mi對應IRi，為1禁止IRi中斷；為0允許IRi中斷。各位互相獨立。OCW2(偶地址)RSLEOI00L2L1L0D7D6D5D4D3D2D1D0R、SL和EOI配合使用產生中斷結束EOI命令和改變優先權順序L2～L0的3位編碼指定IR引腳OCW3(偶地址)0ESMMSMM01PRRRISD7D6D5D4D3D2D1D0ESMM、SMM設置中斷屏蔽方式ESMM=1、SMM=1：置特殊屏蔽ESMM=1、SMM=0：清特殊屏蔽P、RR和RIS規定隨后讀取的狀態字含義P=1,中斷查詢方式P=0:RR=1,RIS=0,讀IRRRR=1,RIS=1,讀ISR3.讀取狀態字CPU可讀出的狀態字有：IRR、ISR、IMR和查詢字。IMR：隨時從奇地址口讀出。IRR：先設OCW3命令：P=0、RR=1、RIS=0，緊接著讀出的就是IRR；ISR：先設OCW3命令：P=0、RR=1、RIS=1，緊接著讀出的就是ISR；小結7個寄存器的尋址問題:規定：A0

ICW1:用偶地址寫入，且D4=1ICW2ICW3ICW4緊跟ICW1，用奇地址寫入OCW1:也用奇地址寫入，