第6章微机中断系统.ppt
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1、安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院第6章微机中断系统 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院。中。中。中。中 断断断断:CPU CPU CPU CPU停止运行程序停止运行程序停止运行程序停止运行程序,转去执行请求要服务的程序;转去执行请求要服务的程序;转
2、去执行请求要服务的程序;转去执行请求要服务的程序;。中断源。中断源。中断源。中断源:能引起中断的事件,称为中断源;能引起中断的事件,称为中断源;能引起中断的事件,称为中断源;能引起中断的事件,称为中断源;。中断源种类:。中断源种类:。中断源种类:。中断源种类:外部外部外部外部(硬件硬件硬件硬件)、内部、内部、内部、内部(软件软件软件软件)-外部外部外部外部:由外部设备发出的中断请求由外部设备发出的中断请求由外部设备发出的中断请求由外部设备发出的中断请求(NMI(NMI(NMI(NMI、INTR)INTR)INTR)INTR);-软件软件软件软件:由程序预先安排的中断指令引起由程序预先安排的中断
3、指令引起由程序预先安排的中断指令引起由程序预先安排的中断指令引起(INT n)(INT n)(INT n)(INT n),或因,或因,或因,或因CPUCPUCPUCPU运算产生运算产生运算产生运算产生 的错误的错误的错误的错误(除法、溢出除法、溢出除法、溢出除法、溢出)引起。引起。引起。引起。6.1 中断概述中断概述安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院6.2 中断的处理过程中断的处理过程一个完整的中断处理过程应包括:一个完整的中断处理过程应包括:中断请求中断请求中断判优中断判优中断响应中断响应中中断断服服务务程
4、程序序原程序原程序中断请求中断请求安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院1)1)1)1)中断请求中断请求中断请求中断请求 CPU CPU在每条指令最后一个在每条指令最后一个T T周期检查周期检查INTRINTR引脚,若信号有且引脚,若信号有且 满足中断响应条件满足中断响应条件(IF=1)(IF=1),CPUCPU响应中断。响应中断。安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院2)2)2)2)中断判优中断判优中断判优中断判优 当有多个中断请
5、求时,当有多个中断请求时,CPUCPU识别其优先权并按优先权处理,识别其优先权并按优先权处理,同时实现中断嵌套功能。同时实现中断嵌套功能。软件查询方式软件查询方式安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院硬件查询方式硬件查询方式菊花链法菊花链法中断判优逻辑中断判优逻辑安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院中断判优逻辑中断判优逻辑可编程中断控制器可编程中断控制器安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电
6、子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院3)3)3)3)中断响应(三个过程)中断响应(三个过程)中断响应(三个过程)中断响应(三个过程)。关中断:。关中断:CPUCPU向外设发中断响应信号向外设发中断响应信号(INTA)(INTA),同时至,同时至IFIF0 0;。保护现场:断点地址及程序状态字。保护现场:断点地址及程序状态字PSWPSW值入栈,值入栈,CSCS和和IPIP值入栈;值入栈;形成中断入口地址,转向中断服务子程序。形成中断入口地址,转向中断服务子程序。恢复现场:中断程序结束,用出栈指令恢复保存寄存器内容;。恢复现场:中断程序结束,用出栈指令恢复保存寄存器内容;执行中断返回指令执行
7、中断返回指令IRETIRET,从堆栈中弹出,从堆栈中弹出IPIP、CSCS和和PSWPSW。安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院1)1)中断源类型中断源类型 6.3 80X86 80X86中断结构中断结构256256种中断可分为两类:种中断可分为两类:硬件中断硬件中断(外部中断外部中断)软件中断软件中断NMINMI(不可屏蔽不可屏蔽)_)_连接到连接到CPUCPU的的NMINMI端端,不受不受IFIF影响影响INTRINTR(可屏蔽可屏蔽)_)_连接到连接到CPUCPU的的INTRINTR端端,受受IFIF影响
8、影响.优先权级别优先权级别(由高到低由高到低):除法错:除法错 INT n INTO NMI INTR INT n INTO NMI INTR 单步单步安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院中断向量及存放地点中断向量及存放地点中断向量及存放地点中断向量及存放地点 。一个中断向量由四个字节组成;。一个中断向量由四个字节组成;。一个中断向量由四个字节组成;。一个中断向量由四个字节组成;-2 -2 -2 -2个高地址字节,存放中断服务程序的代码段的段值;个高地址字节,存放中断服务程序的代码段的段值;个高地址字节,存放中
9、断服务程序的代码段的段值;个高地址字节,存放中断服务程序的代码段的段值;-2 -2 -2 -2个低地址字节,存放中断服务程序的偏移地址;个低地址字节,存放中断服务程序的偏移地址;个低地址字节,存放中断服务程序的偏移地址;个低地址字节,存放中断服务程序的偏移地址;。8086808680868086系统有系统有系统有系统有256256256256个类型中断源,每一个类型源对应一个个类型中断源,每一个类型源对应一个个类型中断源,每一个类型源对应一个个类型中断源,每一个类型源对应一个 中断向量,中断向量表存放段地址:中断向量,中断向量表存放段地址:中断向量,中断向量表存放段地址:中断向量,中断向量表存
10、放段地址:00000H00000H00000H00000H03FFFH03FFFH03FFFH03FFFH;。中断向量地址。中断向量地址。中断向量地址。中断向量地址=中断类型号中断类型号中断类型号中断类型号4 4 4 42)80862)8086中断向量表中断向量表安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院开中断;即开中断;即IF=1IF=1中断操作过程示意图中断操作过程示意图安徽建筑工业学院电子与信
11、息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院3)80863)8086中断响应和处理过程中断响应和处理过程安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院4)4)80868086中断响应时序中断响应时序安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院中断指令中断指令中断指令中断指令 。INT n(INT n(INT n(INT n(软件中断指令)软件中断指令)软件中断指令)软件中断指令)如:如:如:如:
12、INT 20H INT 20H INT 20H INT 20H 。IRET IRET IRET IRET(中断返回指令)(中断返回指令)(中断返回指令)(中断返回指令)-执行后,先从堆栈弹出断点送执行后,先从堆栈弹出断点送执行后,先从堆栈弹出断点送执行后,先从堆栈弹出断点送IPIPIPIP、CSCSCSCS,后弹程序状态字,后弹程序状态字,后弹程序状态字,后弹程序状态字PSWPSWPSWPSW;标志位操作指令标志位操作指令标志位操作指令标志位操作指令 。CLI(CLI(CLI(CLI(中断标志位清中断标志位清中断标志位清中断标志位清0 0 0 0)-使使使使PSWPSWPSWPSW中中中中IF
13、IFIFIF位置位置位置位置0 0 0 0,禁止响应外界中断请求,禁止响应外界中断请求,禁止响应外界中断请求,禁止响应外界中断请求(关中断关中断关中断关中断););););。STI STI STI STI(中断标志位置(中断标志位置(中断标志位置(中断标志位置1 1 1 1)-使使使使PSWPSWPSWPSW中中中中IFIFIFIF位置位置位置位置1 1 1 1,允许响应外界中断请求,允许响应外界中断请求,允许响应外界中断请求,允许响应外界中断请求(开中断开中断开中断开中断)。5)80865)8086中断指令系统中断指令系统安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工
14、业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院6.4 可编程中断控制器可编程中断控制器8259A8259A1)8259A1)8259A的特点及功能:的特点及功能:28 28 28 28个引脚,双列直插,工作电压个引脚,双列直插,工作电压个引脚,双列直插,工作电压个引脚,双列直插,工作电压+5V+5V+5V+5V;具有中断源识别、优先权排队、中断屏蔽、中断具有中断源识别、优先权排队、中断屏蔽、中断具有中断源识别、优先权排队、中断屏蔽、中断具有中断源识别、优先权排队、中断屏蔽、中断 向量提供等功能;向量提供等功能;向量提供等功能;向量提供等功能;一片一片一片一片8259A8259A8259A8
15、259A可管理可管理可管理可管理8 8 8 8级中断(优先权控制)级中断(优先权控制)级中断(优先权控制)级中断(优先权控制),通过通过通过通过9 9 9 9 片级联可管理片级联可管理片级联可管理片级联可管理64646464级中断源;级中断源;级中断源;级中断源;安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院2)8259A2)8259A内部结构和引脚内部结构和引脚安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院ICW1-ICW1-芯片控制初始化命令字
16、芯片控制初始化命令字ICW2-ICW2-设置中断类型号初始化命令字设置中断类型号初始化命令字ICW3-ICW3-标识主标识主/从片初始化命令字从片初始化命令字ICW4-ICW4-方式控制初始化命令字方式控制初始化命令字 初始化命令字初始化命令字初始化命令字初始化命令字ICWICWICWICW操作命令字操作命令字操作命令字操作命令字 OCW OCW OCW OCWOCW1OCW1:中断屏蔽操作命令字:中断屏蔽操作命令字OCW2OCW2:优先权循环和中断结束方式操作字:优先权循环和中断结束方式操作字OCW3OCW3:特殊屏蔽方式和查询方式操作字:特殊屏蔽方式和查询方式操作字 初始化命令字初始化命令
17、字初始化命令字初始化命令字(ICW)(ICW)(ICW)(ICW)设定设定设定设定8259A8259A8259A8259A的工作方式;的工作方式;的工作方式;的工作方式;操作命令字操作命令字操作命令字操作命令字(OCW)(OCW)(OCW)(OCW)完成动态控制完成动态控制完成动态控制完成动态控制CPUCPUCPUCPU处理中断的过程。处理中断的过程。处理中断的过程。处理中断的过程。3)82593)8259的编程的编程安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院ICWICWICWICW1 1 1 1:芯片控制初始化命令
18、字(必须写入偶地址端口):芯片控制初始化命令字(必须写入偶地址端口):芯片控制初始化命令字(必须写入偶地址端口):芯片控制初始化命令字(必须写入偶地址端口)0XX1LTIM0SNGLIC4X 8086/80888086/8088系统中不使用系统中不使用1 1:电平触发(高电平):电平触发(高电平)0 0:边沿触发(上升沿):边沿触发(上升沿)1 1:单级使用:单级使用0 0:级联使用:级联使用1 1:需要设置:需要设置ICW4ICW40 0:不需要设置:不需要设置ICW4ICW4ICW4 ICW4 方式控制初始化方式控制初始化处始化命令字处始化命令字ICWICW的设置的设置例:例:例:例:IC
19、W1 EQU 13H ICW1 EQU 13H ICW1 EQU 13H ICW1 EQU 13H ;13H=00010011B;13H=00010011B;13H=00010011B;13H=00010011B;MOV AL MOV AL MOV AL MOV AL,ICW1 ICW1 ICW1 ICW1 OUT 20H OUT 20H OUT 20H OUT 20H,AL AL AL AL ;单片;单片;单片;单片8259825982598259,上升沿触发,要求设置,上升沿触发,要求设置,上升沿触发,要求设置,上升沿触发,要求设置ICW4;ICW4;ICW4;ICW4;安徽建筑工业学院电
20、子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院1T6T5T4T3000T7用户自己设定用户自己设定例例1:ICW2的值为的值为20H,则提供外部中断的类型号为:则提供外部中断的类型号为:IR0-20H IR1-21H IR7-27HPC/XT 系统中系统中T7T3的值为的值为00001 则提供外部中断的类型号为:则提供外部中断的类型号为:IR0-08H IR1-09H IR7-0FH 即编程为:即编程为:MOV AL,08H OUT 21H,AL对应对应IR0-IR7IR0-IR7中响应中响应哪级中断哪级中断(000-111)(000-1
21、11)注:注:注:注:8259825982598259中中中中IR0IR0IR0IR0端对应的中断类型号为中断类型号的基端对应的中断类型号为中断类型号的基端对应的中断类型号为中断类型号的基端对应的中断类型号为中断类型号的基 值,它是可以被值,它是可以被值,它是可以被值,它是可以被8 8 8 8整除的正整数。整除的正整数。整除的正整数。整除的正整数。ICW2:ICW2:ICW2:ICW2:设置中断类型号初始化命令字设置中断类型号初始化命令字设置中断类型号初始化命令字设置中断类型号初始化命令字(须写入奇地址端口须写入奇地址端口须写入奇地址端口须写入奇地址端口)安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑
22、工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院1IR7IR4IR5IR3IR2IR1 IR0IR6主片主片10000ID2ID1 ID00从从82598259的识别地址的识别地址从片从片例例例例:对于主片对于主片对于主片对于主片 ICW3=F0H(11110000)ICW3=F0H(11110000)ICW3=F0H(11110000)ICW3=F0H(11110000)上述特征表示上述特征表示上述特征表示上述特征表示:。IR7,IR6,IR5,IR4 IR7,IR6,IR5,IR4 IR7,IR6,IR5,IR4 IR7,IR6,IR5,IR4 接有从片接
23、有从片接有从片接有从片 。IR3,IR2,IR1,IR0 IR3,IR2,IR1,IR0 IR3,IR2,IR1,IR0 IR3,IR2,IR1,IR0 没接从片没接从片没接从片没接从片ICW3:ICW3:ICW3:ICW3:标识主标识主标识主标识主/从片初始化命令字从片初始化命令字从片初始化命令字从片初始化命令字(须写入奇地址端口须写入奇地址端口须写入奇地址端口须写入奇地址端口)对于从片对于从片对于从片对于从片ID2-ID0 ID2-ID0 ID2-ID0 ID2-ID0 表示从表示从表示从表示从片接在主片的哪个中断请求输入片接在主片的哪个中断请求输入片接在主片的哪个中断请求输入片接在主片的
24、哪个中断请求输入端上端上端上端上,如如如如 ID2-ID0=011 ID2-ID0=011 ID2-ID0=011 ID2-ID0=011,则,则,则,则表示从片接在主表示从片接在主表示从片接在主表示从片接在主8259825982598259的的的的IR3IR3IR3IR3端上端上端上端上IRi=IRi=IRi=IRi=0:0:表示表示IRiIRi端上未接端上未接82598259从片从片1 1:表示表示IRiIRi端上接有端上接有82598259从片从片安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院安徽建筑工业学院电子与信息学院 1000SFNMBU
25、FM/SAEOIuPM1:1:特殊完全嵌套方式特殊完全嵌套方式0:0:非特殊完全嵌套方式非特殊完全嵌套方式1:1:与与86/8886/88配合配合0:0:与与80/8580/85配合配合1:1:自动自动EOIEOI方式方式0:0:非自动非自动EOIEOI方式方式非缓冲方式非缓冲方式 0 X 0 X缓冲方式缓冲方式 从从8259 1 08259 1 0 主主8259 1 18259 1 1ICW4:ICW4:ICW4:ICW4:方式控制初始化命令字方式控制初始化命令字方式控制初始化命令字方式控制初始化命令字(须写入奇地址端口须写入奇地址端口须写入奇地址端口须写入奇地址端口)说明说明说明说明:IC
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