南邮微机原理课件第9章.ppt

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1、第九章第九章中中断断.1基本概念基本概念复习查询方式输入复习查询方式输入当外设数据未准备好时，当外设数据未准备好时，要不断查询，要不断查询，CPU效率低效率低读取状态信息读取状态信息数据准备好？数据准备好？从数据口读数据从数据口读数据NY1.中断方式示意中断方式示意(以输入中断为例以输入中断为例)数据数据中断请求中断请求中断响应中断响应数据数据断点断点现现行行程程序序中中断断服服务务子子程程序序现现行行程程序序输输入入设设备备输输入入接接口口启动启动CPU2.什么是中断什么是中断?CPU暂停执行现行程序暂停执行现行程序,转而处理随机事件转而处理随机事件,处理完处理完毕后再返回被中断的程序毕后再

2、返回被中断的程序,这一全过程称为中断。这一全过程称为中断。3.中断源中断源能够引发能够引发CPU中断的信息源中断的信息源(1)外部中断源（硬件中断源）外部中断源（硬件中断源）。I/O设备设备如键盘、显示器、打印机如键盘、显示器、打印机。数据通道。数据通道如磁带、磁盘如磁带、磁盘。时钟。时钟如如82540#,由此引发的中断由此引发的中断。故障源。故障源如掉电、存贮器奇偶校验错如掉电、存贮器奇偶校验错（2）内部中断源（软件中断源）内部中断源（软件中断源）。执行。执行INT软件中断指令软件中断指令如执行指令如执行指令INT21H。CPU指令执行产生的异常指令执行产生的异常如被如被0除、单步执行除、单

3、步执行4.中断系统中断系统为实现中断而采取的硬件，软件措施为实现中断而采取的硬件，软件措施5.中断系统应具备的基本功能中断系统应具备的基本功能对于硬件中断对于硬件中断,接口电路中应具备接口电路中应具备屏蔽屏蔽和和开开放放的功能的功能,这种功能由程序员通过软件去控制。这种功能由程序员通过软件去控制。能实现中断判优（中断排队），能实现中断判优（中断排队），当有多个中断源提出当有多个中断源提出请求时请求时,应能优先响应高级别的中断源。应能优先响应高级别的中断源。能够实现中断嵌套能够实现中断嵌套,即高级别的中断源能够中断低级即高级别的中断源能够中断低级别的中断服务程序。别的中断服务程序。响应中断后，能

4、自动转入中断处理，处理完毕能自动返回断点响应中断后，能自动转入中断处理，处理完毕能自动返回断点现现行行程程序序断点断点A设备中断设备中断为为B服服务务B设备中断设备中断为为A服服务务设设“B”级别级别高于高于“A”断点断点为为A服服务务6.具有中断请求功能的输入接口示意图具有中断请求功能的输入接口示意图(教材教材P169)输输入入设设备备锁锁存存器器(8)三态三态缓冲缓冲器器(8)CPU数据线数据线RDQ+5V中断请求中断请求触发器触发器QD中断允许触发器中断允许触发器数据线数据线D0位位地址译码器地址译码器INTR地址总线地址总线IOWIOR控制口选中控制口选中数据口选中数据口选中选通信号选

5、通信号.280X86中断指令中断指令1.开中断指令开中断指令STI功能：使功能：使F寄存器中寄存器中I标志置标志置1,CPU处于开中断状态。处于开中断状态。2.关中断指令关中断指令CLI功能：使功能：使F寄存器中寄存器中I标志置标志置1,CPU处于关中断状态。处于关中断状态。3.软件中断指令软件中断指令INTnn为中断类型码为中断类型码,n为为0255之间有定义的无符号整数。之间有定义的无符号整数。功能：无条件转向功能：无条件转向n型中断服务子程序。型中断服务子程序。INTn指令的执行过程指令的执行过程CPU响应软件中断的过程响应软件中断的过程F寄存器寄存器栈栈(保存保存INTn之前的之前的F

6、状态状态)使使F中的中的T标志置标志置0禁止单步操作禁止单步操作I标志置标志置0CPU处于关中断状态处于关中断状态断口地址断口地址栈栈先：断口基地址先：断口基地址(CS)栈，后：断口偏移地址栈，后：断口偏移地址(IP)栈栈CPU从从4n4n+3单元取出单元取出n型服务程序入口地址型服务程序入口地址IP:CS,从而转入从而转入n型中断服务程序。型中断服务程序。4.中断返回指令中断返回指令IRET功能：依次从栈顶弹出功能：依次从栈顶弹出6个元素个元素IP,CS,F如果栈顶是如果栈顶是INTn的断口地址，则执行的断口地址，则执行IRET后，返回断点，否则不能。后，返回断点，否则不能。图示图示执行执行

7、INTn栈顶示意图栈顶示意图执行执行IRET示意图示意图sp断口偏移地址断口偏移地址断口段基址断口段基址FCSFIPsp IRET是中断服务子程序的出口指令是中断服务子程序的出口指令 IRET和和RET的区别的区别IRET从栈顶弹出从栈顶弹出6个元素个元素IP,CS,F远程远程RET,从栈顶弹出从栈顶弹出4个元素个元素IP,CS近程近程RET,从栈顶弹出从栈顶弹出2个元素个元素IP.中断向量和中断向量表中断向量和中断向量表中断系统是为实现中断而采取的软，硬件措施中断系统是为实现中断而采取的软，硬件措施中断指令，中断向量和中断向量表是实现中断的重要中断指令，中断向量和中断向量表是实现中断的重要软

8、件措施。软件措施。1.什么是中断向量什么是中断向量中断向量是实模式下，中断服务子程序的中断向量是实模式下，中断服务子程序的入口地址入口地址2.中断向量表:所有中断向量的集合所有中断向量的集合3.中断向量表的设置中断向量表的设置CPU规定规定:在实模式下，中断向量在实模式下，中断向量表需设置在系统的表需设置在系统的RAM最低端的最低端的1K单元（单元（03FFH)0H:4H:3FCH:0型中断向量型中断向量1型中断向量型中断向量255型中断向量型中断向量它由它由2部分组成部分组成:服务程序所在代码段的段基址服务程序所在代码段的段基址2个字节个字节 服务程序入口的偏移地址服务程序入口的偏移地址2个

9、字节个字节4.中断向量表的表地址与中断类型的关系中断向量表的表地址与中断类型的关系4n+0+2+3+1n型服务程序入口的偏移地址型服务程序入口的偏移地址n型服务程序入口的段基址型服务程序入口的段基址n型中断向量型中断向量如：如：“21H”型中断向量：存放在型中断向量：存放在84H87H单元中单元中问：问：9CH型中断向量存放在何处？型中断向量存放在何处？解解：9CH4=1001110000=270H9CH型中断向量存于型中断向量存于270H273H单元中单元中5.中断向量的引导作用中断向量的引导作用CPU响应软件中断的过程响应软件中断的过程YYXX21H型中断向量型中断向量421H用户程序用户

10、程序MOVAH,1INT21HMOVDL,ALNEXT:F寄存器内容寄存器内容堆栈区堆栈区NEXT的有效地址的有效地址NEXT的段基址的段基址XX:YY21H型服务程序型服务程序IRETIPCSIPCSFIRET6.中断向量表的初始化中断向量表的初始化 由由BIOS设计的中断服务程序设计的中断服务程序(如如INT16H,INT10H)其中断向量在加电时由其中断向量在加电时由BIOS负责写入中断向量表。负责写入中断向量表。由由DOS设计的中断服务程序设计的中断服务程序(如如INT21H)其中断向其中断向量是在启动量是在启动DOS时，由时，由DOS负责写入中断向量表。负责写入中断向量表。用户程序开

11、发的中断服务程序，由用户程序写入其用户程序开发的中断服务程序，由用户程序写入其中断向量。中断向量。方法一、自己编写程序填写中断向量方法一、自己编写程序填写中断向量CLIPUSHDSMOVAX,0000HMOVDS,AXMOVBX,4*nMOVAX,OFFSETSERVICEMOVBX,AXMOVAX,SEGSERVICEMOVBX+2,AXPOPDSSTI方法二、方法二、DOS设计设计2个子程序，专门用于中断向量的读出、写入个子程序，专门用于中断向量的读出、写入INT21H的的35H子功能子功能功能：读出功能：读出n型中断向量型中断向量入口：入口：AL=中断类型码中断类型码出口：出口：ES:B

12、X=n型中断向量型中断向量INT21H的的25H子功能子功能功能：写入功能：写入n型中断向量型中断向量入口：入口：DS=中断服务程序所在代码段的段基址中断服务程序所在代码段的段基址DX=中断服务程序入口的偏移地址中断服务程序入口的偏移地址例：把用户程序中以例：把用户程序中以“TIMER”命名的中断服务子程序命名的中断服务子程序的入口地址的入口地址41CH41CH+3单元单元数：数：OLD1CDD?代：代：MOVAH,35HMOVAL,1CHINT21HMOVWORDPTROLD1C,BXMOVWORDPTROLD1C+2,ESPUSHDSMOVAX,CSMOVDS,AXMOVDX,OFFSET

13、TIMERMOVAH,25HMOVAL,1CHINT21HPOPDS7.关于中断向量表的说明关于中断向量表的说明在实模式下在实模式下,系统系统RAM最低端的最低端的1K单元为中断向量表，单元为中断向量表，但是并非每一个表项都是中断向量。但是并非每一个表项都是中断向量。BIOS利用某些表项利用某些表项做为做为“参数指针参数指针”,参数指针指向的是一群参数参数指针指向的是一群参数,而不是中断而不是中断服务程序服务程序,因此称它们为因此称它们为“向量向量”是比较合适的。是比较合适的。例如例如:1DH型向量型向量,指向屏幕参数表。指向屏幕参数表。1EH型向量型向量,指向软盘参数表。指向软盘参数表。1F

14、H型向量型向量,指向图型字符表。指向图型字符表。41H型向量型向量,指向第一台硬盘参数表。指向第一台硬盘参数表。46H型向量型向量,指向第二台硬盘参数表。指向第二台硬盘参数表。用户程序不能改动这些向量用户程序不能改动这些向量,当然也不能执行以当然也不能执行以1DH,1EH,1FH,41H,46H为中断类型码的软中断指令为中断类型码的软中断指令,否则系统否则系统将会瘫痪。将会瘫痪。.4系统中断的分类系统中断的分类CPU中断中断硬件中断硬件中断(外部中断外部中断)软件中断软件中断(内部中断内部中断)PC机机256种种中断中断可屏蔽中断可屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断BIOS中断中断DOS中断中断DO

15、S专用中断专用中断DOS保留中断保留中断用户可用用户可用DOS中断中断用户可开发的中断用户可开发的中断CPU中断逻辑中断逻辑CPU中断中断软件中断（软件中断（INTn指令）指令）非屏蔽中断请求非屏蔽中断请求中中断断控控制制系系统统NMI可可屏屏蔽蔽中中断断请请求求INTR一一.CPU中断中断CPU中断是指中断是指:CPU执行某些操作而引发的中断执行某些操作而引发的中断,这类中这类中断使用了断使用了0、1、3、4、6、7中断号。中断号。1.除法错中断除法错中断0型中断型中断CPU执行执行DIV或或IDIV指令指令,如果除数为如果除数为0,或者商数超出或者商数超出寄存器的表示范围寄存器的表示范围,

16、CPU自动调用自动调用0型中断服务程序。型中断服务程序。DOS为为0型中断设计的服务程序并没有为型中断设计的服务程序并没有为“除法错除法错”采取采取什么补救措施什么补救措施,仅仅是显示一行错误信息仅仅是显示一行错误信息“Divideoverflow”,然后返回然后返回DOS。因此因此,用户程序执行用户程序执行“INT0”指令是毫无意指令是毫无意义的。义的。2.单步中断单步中断1型中断型中断3.断点中断断点中断3型中断型中断八八四四当标志寄存器的当标志寄存器的T标志为标志为1时时,CPU一条指令执行完毕一条指令执行完毕,自动调用自动调用1型中断服务程序。但是型中断服务程序。但是,DOS为为1型中

17、断设计的服务程序只有一型中断设计的服务程序只有一条条IRET指令。实际上指令。实际上,单步中断是因为单步中断是因为DEBUG程序的需要而设计程序的需要而设计的。在用户程序中执行的。在用户程序中执行“INT1”指令是毫无意义的。指令是毫无意义的。CPU执行执行“INT3”指令后指令后,调用调用3型中断服务程序型中断服务程序,而而DOS系统的系统的3型中断服务程序也只有一条型中断服务程序也只有一条IRET指令。断点中断也是因为指令。断点中断也是因为DEBUG程序的需要而设计的。而在程序的需要而设计的。而在DEBUG程序当中程序当中,利用利用“INT3”指令设置程序断点指令设置程序断点,当执行到当执

18、行到“INT3”指令时指令时,转入转入3型中断型中断服务程序（该程序应由服务程序（该程序应由DEBUG设计）设计）,显示断点前程序的执行结显示断点前程序的执行结果。在用户程序中执行果。在用户程序中执行“INT3”指令是毫无意义的。指令是毫无意义的。4.溢出中断溢出中断4型中断型中断对应的软件中断指令有两种汇编格式对应的软件中断指令有两种汇编格式,功能稍有不同。功能稍有不同。INTOINT4八八四四当当FLAG寄存器的溢出标志为寄存器的溢出标志为1,在这种条件下在这种条件下,执行执行“INTO”指令指令,将会调用将会调用4型服务程序。否则型服务程序。否则,如果溢出标如果溢出标志为志为0,执行执行

19、“INTO”指令是无效的。指令是无效的。但是和但是和1型、型、3型中断一样，型中断一样，DOS为为4型中断设计的型中断设计的服务程序也只有一条服务程序也只有一条IRET指令。如果用户程序需要对指令。如果用户程序需要对运算过程进行监控，应当在有可能产生溢出的运算操运算过程进行监控，应当在有可能产生溢出的运算操作之后安排一条作之后安排一条INTO指令监测溢出标志指令监测溢出标志,同时同时,还要自还要自行设计溢出处理程序取代原先的行设计溢出处理程序取代原先的4型中断服务程序。型中断服务程序。二二.软件中断软件中断执行执行有定义的有定义的INTn指令而引发的中断指令而引发的中断,称为软件中断。称为软件

20、中断。在这里在这里,之所以加了之所以加了“有定义的有定义的”这一限制词这一限制词,是因为并非所是因为并非所有的中断号都有与之配套的中断服务程序。有的中断号都有与之配套的中断服务程序。软件中断使用软件中断使用05H,10HFFH中的若干个中断号。软件中的若干个中断号。软件中断又可分为中断又可分为BIOS中断、中断、DOS中断。中断。1.BIOS中断中断BIOS中断中断,占用了占用了05H、10H1FH中断号中断号,用户程序执用户程序执行相关的软中断指令可以调用相应的中断服务程序。行相关的软中断指令可以调用相应的中断服务程序。INT05H屏幕打印屏幕打印;INT10H屏幕显示屏幕显示I/O;INT

21、11H设备配置检测设备配置检测;八八四四INT12H测试内存容量测试内存容量;INT13H磁盘磁盘I/O;INT14H串行通信串行通信 I/O;INT15HBIOS扩展功能扩展功能;INT16H键盘键盘I/O;INT17H打印机打印机I/O;INT18H启动启动PC机机ROMBASIC(AT机机)无无;INT19H重新装入引导程序重新装入引导程序;INT1AH实时时钟管理实时时钟管理。中断号中断号1DH,1EH,1FH,41H,46H也被也被BIOS占用了。但是，与占用了。但是，与这些中断号对应的并不是中断服务程序。也就是说，不存在与这些中断号对应的并不是中断服务程序。也就是说，不存在与这些中

22、断号对应的软中断指令这些中断号对应的软中断指令,用户程序如果执行用户程序如果执行INT1DHINT1FH,INT41H,INT46H,必将引起系统瘫痪（参看中断向量必将引起系统瘫痪（参看中断向量表的说明）。表的说明）。八八四四2.DOS中断中断DOS中断中断,又分为又分为DOS专用中断专用中断,DOS保留中断保留中断,用户可调用的用户可调用的DOS中断以及保留给用户开发的中断。中断以及保留给用户开发的中断。(1)DOS专用中断专用中断22H型中断型中断程序正常结束时程序正常结束时,DOS将自动调用该中断返回将自动调用该中断返回父进程。父进程。23H型中断型中断程序非正常结束时程序非正常结束时(

23、如如:用户按下用户按下Ctrl_C,或者或者Ctrl_Break中途停止程序的运行中途停止程序的运行),DOS调用该中断。调用该中断。24H型中断型中断程序运行发生严重错误时程序运行发生严重错误时(例如例如:对软磁盘文件对软磁盘文件进行操作的时候进行操作的时候,驱动器小门没有关闭驱动器小门没有关闭,或进行打印操作而打印或进行打印操作而打印机没有连通机没有连通),DOS自动调用此类中断自动调用此类中断,发出错误信息发出错误信息“NotreadyAbort,Retry,Ignore?”,这些中断是这些中断是DOS专用的专用的,DOS在调用此类在调用此类中断之前中断之前,还要做些准备工作。因此还要做

24、些准备工作。因此,用户程序不能直接调用这些用户程序不能直接调用这些中断。中断。八八四四28H3FH型中断型中断也为也为DOS专用专用,Microsoft公司没有公公司没有公开这类中断的功能。但是开这类中断的功能。但是,一些醉心钻研一些醉心钻研DOS的专家们的专家们,仍然仍然破译出一些有价值的信息。例如破译出一些有价值的信息。例如:INT33H为鼠标器调用。为鼠标器调用。(2)用户可调用的用户可调用的DOS中中断断20H型中断型中断用户程序执行用户程序执行INT20H指令可结束程序的指令可结束程序的运行运行,返回返回DOS。但必须注意但必须注意:在执行在执行INT20H之前之前,必须保证必须保证

25、用户程序用户程序CS寄存器的内容等于寄存器的内容等于PSP段基址。段基址。因此在用户的因此在用户的COM文件中文件中,可以直接使用可以直接使用INT20H返回返回DOS。INT20H与与INT21H的的0号功能调用号功能调用,完成相同的操作。完成相同的操作。21H型中断型中断DOS系统的许多功能都集中在系统的许多功能都集中在21H型中断型中断服务程序中。用户程序把功能号写入服务程序中。用户程序把功能号写入AH寄存器寄存器,设置相应的设置相应的入口参数入口参数,然后执行然后执行INT21H即可调用不同的功能。我们把即可调用不同的功能。我们把执行执行INT21H指令所完成的功能指令所完成的功能,称

26、为称为“DOS系统功能调用系统功能调用”。八八四四25H型中断型中断此类中断在指定的驱动器上此类中断在指定的驱动器上,按照扇区号读按照扇区号读取信息。取信息。26H型中断型中断在指定的驱动器上在指定的驱动器上,按照扇区号写入信息。按照扇区号写入信息。INT25H,INT26H称为称为“绝对磁盘读写调用绝对磁盘读写调用”。在此类调用中。在此类调用中,DOS系统不使用文件控制块系统不使用文件控制块,也不使用文件号去管理磁盘文也不使用文件号去管理磁盘文件件,而是按照扇区号直接进行磁盘信息的读写。而是按照扇区号直接进行磁盘信息的读写。27H型中断型中断中止并驻留程序于内存之中。用户程序执中止并驻留程序

27、于内存之中。用户程序执行行INT27H可以中止程序的运行可以中止程序的运行,并且把欲驻留的程序段驻并且把欲驻留的程序段驻留在内存之中。留在内存之中。八八四四60H66H是保留给用户使用的中断号。是保留给用户使用的中断号。DOS没有为它们没有为它们设计服务程序。设计服务程序。启动启动DOS后后,60H66H型型“中断向量中断向量”均为均为0值。正因为如此值。正因为如此,如果你没有开发出如果你没有开发出60H66H型中断服务程型中断服务程序序,没有改写没有改写60H66H型中断向量型中断向量,千万不可调用此类中断千万不可调用此类中断,否则系统瘫痪。否则系统瘫痪。(3)用户可开发的用户可开发的DOS

28、中断中断(4)DOS保留的中断保留的中断DOS为了自身版本的升级和功能扩充为了自身版本的升级和功能扩充,保留了若干个中断保留了若干个中断它们是它们是:42H45H,4BH5FH,68H6FH,72H74H,77H7FH。以上关于软件中断的概念以上关于软件中断的概念,在设计应用程序时是十分有用在设计应用程序时是十分有用的的,实际上实际上,如果不涉及如果不涉及BIOS中断中断,不涉及不涉及DOS中断中断,用户将无用户将无法设计应用程序。法设计应用程序。八八四四9.58259中断控制器中断控制器外部中断外部中断是由是由CPU以外的中断请求而引发的。以外的中断请求而引发的。CPU只有一个引脚接收外部的

29、中断请求，如果有多个只有一个引脚接收外部的中断请求，如果有多个中断请求，怎样连接至中断请求，怎样连接至CPU呢？为此呢？为此INTEL公司设计公司设计了专用的配套芯片了专用的配套芯片8259中断控制器，由中断控制器，由8259管理管理8个中个中断源，并最后向断源，并最后向CPU提中断请求。提中断请求。八八五五中断中断0中断中断78259中断请求中断请求80X86INTR图示图示一一.8259的内部结构的内部结构数据数据总线总线缓冲器缓冲器D0D7读读/写写逻辑逻辑级连级连/缓冲缓冲比较器比较器CAS1CAS0CAS2SP/ENRDWRA0控制逻辑控制逻辑INTINTA中断中断服务服务寄存器寄存

30、器(ISR)优先权优先权电路电路中断中断请求请求寄存器寄存器(IRR)IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器(IMR)内内部部总总线线八八五五CS1.中断请求寄存器中断请求寄存器(IRR)寄存引脚寄存引脚IR0IR7的中断请求信号的中断请求信号,IRRi位置位置1，表明，表明IRi引脚上有了中断请求信号引脚上有了中断请求信号2.中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器(IMR)寄存程序员写入的中断屏蔽字，屏蔽字某位寄存程序员写入的中断屏蔽字，屏蔽字某位=1(IMRi位位=1),则与该位对应的中断请求信号则与该位对应的中断请求信号(IRRi位位)就就不能送到中断优先权电

31、路。不能送到中断优先权电路。八八五五优优先先权权电电路路Q3Q4IR3IR4Q3Q4IMRIRR八八五五如：如：MOVAL,11111100BOUT屏蔽寄存器口地址，屏蔽寄存器口地址，AL;屏蔽屏蔽IRR7IRR2的请求开放的请求开放IRR1,IRR0如：如：INAL,屏蔽寄存器口地址屏蔽寄存器口地址ANDAL,11110111BOUT屏蔽寄存器口地址，屏蔽寄存器口地址，AL;开放开放IRR3的请求的请求;对其它位的请求不改变对其它位的请求不改变;屏蔽屏蔽/开放的状态开放的状态3.优先权电路优先权电路(排队电路排队电路)作用：作用：比较同时送达优先权电路的中断请求，哪一个比较同时送达优先权电路

32、的中断请求，哪一个级别最高。级别最高。八八五五比较比较CPU正为之服务的中断源和刚进入优先权电路正为之服务的中断源和刚进入优先权电路的中断源，哪一个级别更高。的中断源，哪一个级别更高。通过判优通过判优选中选中其中级别最高的中断源，然后通过其中级别最高的中断源，然后通过控制电路，从控制电路，从INT端向端向CPU提中断请求。提中断请求。4.中断控制电路中断控制电路作用：作用：寄存一组初始化命令字和操作命令字，通过译码产寄存一组初始化命令字和操作命令字，通过译码产生内部控制信号生内部控制信号当判优电路选中一个中断源时向当判优电路选中一个中断源时向CPU提中断请求提中断请求(INT)八八五五通过通过

33、INTA接收接收CPU送来的中断响应信号，中断响应送来的中断响应信号，中断响应信号是信号是2个连续的负脉冲。个连续的负脉冲。INTA使使8259向向CPU送出被选中的中断源的中断类型码送出被选中的中断源的中断类型码使与被选中的中断源对应的使与被选中的中断源对应的ISRi位置位置1，IRRi位置位置0八八五五5.中断服务寄存器中断服务寄存器(ISR)ISR:8位寄存器，位寄存器，ISRi位与位与IRRi位一一对应位一一对应作用作用：记录：记录CPU正为之服务的是哪一个中断源，怎样记录？正为之服务的是哪一个中断源，怎样记录？八八五五反之，反之，如果如果ISR0位由位由10，表明，表明IR0的中断服

34、务程序的中断服务程序执行完了。执行完了。所以所以ISR的每一位都是响应中断源的中断服务标志位。的每一位都是响应中断源的中断服务标志位。如：通过判优电路如：通过判优电路IRR0位的请求被选中，位的请求被选中，8259向向CPU发中断请求，通过发中断请求，通过INTA收到第一个中断响应信号后，收到第一个中断响应信号后，ISR0位置位置1，IRR0位置位置0。ISR0位置位置1，表明，表明CPU正在正在准备准备(或正在或正在)执行执行IR0的服务程序。的服务程序。6.数据总线缓冲器数据总线缓冲器作用：作用：完成与完成与CPU数据线配接数据线配接接收初始化命令字，操作命令字接收初始化命令字，操作命令字

35、当收到第二个中断响应脉冲时，通过他们当收到第二个中断响应脉冲时，通过他们向向CPU送出被选中的中断源的中断类型码送出被选中的中断源的中断类型码n在这之后在这之后CPU从从4n+04n+3单元取出单元取出n型中断向量，型中断向量，从而转入从而转入n型服务程序。型服务程序。7.读读/写控制模块写控制模块接收接收CPU的读的读/写控制命令字和口地址选择信号。写控制命令字和口地址选择信号。八八五五8.级连级连/缓冲比较器缓冲比较器一位一位8259可以管理可以管理8级中断，二片级中断，二片8259“级连级连”可管理可管理15级中断，级连级中断，级连/缓冲比较器是为完成多片缓冲比较器是为完成多片8259级

36、连设级连设置的模块。置的模块。二二.8259的中断过程的中断过程CPU响应硬件中断的过程响应硬件中断的过程8259A的中断过程的中断过程,就是微机系统响应可屏蔽中断的就是微机系统响应可屏蔽中断的过程过程,这一过程这一过程,简单描述如下简单描述如下:首先由中断请求寄存器寄存加到引脚首先由中断请求寄存器寄存加到引脚IR0IR7上的上的中断请求。中断请求。在中断屏蔽寄存器的管理下在中断屏蔽寄存器的管理下,没有被屏蔽的中断请求没有被屏蔽的中断请求被送到优先权电路判优。被送到优先权电路判优。八八五五经过优先权电路的判别经过优先权电路的判别,选中当前级别最高的中断选中当前级别最高的中断源源,然后从引脚然后

37、从引脚INT向向CPU发出中断请求信号。发出中断请求信号。CPU满足一定条件后满足一定条件后,向向8259A发出发出2个中断响应信个中断响应信号号(负脉冲负脉冲)。在实模式下在实模式下,CPU从从4n4n3单元取出该中断单元取出该中断源的中断向量源的中断向量IP、CS,从而引导从而引导CPU执行该中断执行该中断源的中断服务程序。源的中断服务程序。八八五五8259A从引脚从引脚INTA收到第收到第1个中断响应信号个中断响应信号之后之后,立即立即使中断服务寄存器中与被选中的中断源对应的那一使中断服务寄存器中与被选中的中断源对应的那一位置位置1,同时把中断请求寄存器中的相应位清同时把中断请求寄存器中

38、的相应位清0。从引脚从引脚INTA收到第收到第2个中断响应信号后个中断响应信号后,8259A把选中把选中的中断源类型码的中断源类型码n,通过数据线送往通过数据线送往CPU。三三.8259的中断管理方式的中断管理方式8259是很复杂的中断控制器，它从是很复杂的中断控制器，它从5个方面对中断进个方面对中断进行管理。行管理。8259A中断管理中断管理方式方式中断触发方式中断触发方式中断屏蔽方式中断屏蔽方式中断优先级管理方式中断优先级管理方式中断结束方式中断结束方式总线连接方式总线连接方式边沿触发边沿触发电平触发电平触发常规屏蔽方式常规屏蔽方式特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式完全嵌套方式完全嵌套方式特殊嵌套方

39、式特殊嵌套方式优先级循环方式优先级循环方式自动自动EOI方式方式非自动非自动EOI方式方式缓冲方式缓冲方式非缓冲方式非缓冲方式常规常规EOI循环方式循环方式自动自动EOI循环方式循环方式特殊特殊EOI循环方式循环方式常规常规EOI方式方式特殊特殊EOI方式方式每一种方式又有多种选择每一种方式又有多种选择八八五五说明：说明：1.各种中断管理方式的选择是在初始化编程时，通各种中断管理方式的选择是在初始化编程时，通过初始化命令字设定的。过初始化命令字设定的。2.中断系统是全机的核心，只有对中断系统的方方面中断系统是全机的核心，只有对中断系统的方方面面全面了解的基础上才能组织初始化命令字。面全面了解的

40、基础上才能组织初始化命令字。3.只有系统程序员才具备这方面的知识，所以对只有系统程序员才具备这方面的知识，所以对8259的初始化编程应由系统程序完成，本书不做介绍的初始化编程应由系统程序完成，本书不做介绍,原因是原因是:8259A是中断系统的核心器件是中断系统的核心器件,对它的初始化编程要涉对它的初始化编程要涉及到中断系统软、硬件许多问题及到中断系统软、硬件许多问题,而且一旦完成初始化而且一旦完成初始化,所所有硬件中断源和中断处理程序有硬件中断源和中断处理程序(包括已开发和未开发的包括已开发和未开发的)都都必须受其制约。必须受其制约。八八五五严格地讲严格地讲,像这样影响深远而且带有决策性质的问

41、题像这样影响深远而且带有决策性质的问题,只有只有微机系统的设计者才有权威定夺。微机系统的设计者才有权威定夺。正因为如此正因为如此,对系统对系统8259A的初始化编程是在微机启动之后的初始化编程是在微机启动之后由由BIOS自动完成的。从系统安全性考虑自动完成的。从系统安全性考虑,用户在使用过程中用户在使用过程中不应当再对其初始化不应当再对其初始化,更不能改变对它的初始化设置！更不能改变对它的初始化设置！八八五五四四.286以上微机，以上微机，8259的中断管理方式的中断管理方式系统加电后：由系统加电后：由BIOS对对8259初始化编程，设定的中断初始化编程，设定的中断管理方式为管理方式为系统系统

42、8259A,中断触发方式为中断触发方式为边沿触发边沿触发，即，即为中断为中断请求。请求。中断屏蔽方式采用中断屏蔽方式采用常规屏蔽方式常规屏蔽方式即应用时，向即应用时，向8259中断屏蔽寄存器写入适当屏蔽字即可中断屏蔽寄存器写入适当屏蔽字即可屏蔽屏蔽/开放某一级中断。开放某一级中断。八八五五 中断源为中断源为固定优先级固定优先级 即即IR0IR0中断请求级别最高，中断请求级别最高，IR7IR7中断请求级别最低。中断请求级别最低。采用采用常规中断结束方式常规中断结束方式 即在中断服务子程序结束之前向即在中断服务子程序结束之前向82598259送中断结束命送中断结束命 令。令。五五286以上的微机，

43、对以上的微机，对8259的应用编程的应用编程对对82598259编程分二步进行：编程分二步进行：对对82598259进行初始化编程进行初始化编程系统加电后，由系统加电后，由BIOSBIOS完成完成 对对82598259进行应用编程进行应用编程编写中断程序时，由中断程序完成，有编写中断程序时，由中断程序完成，有2 2项内容项内容八八五五每一个硬件中断服务程序结束前必须向每一个硬件中断服务程序结束前必须向82598259送中断送中断 命令字，通知命令字，通知82598259本次中断结束，否则本次中断结束，否则82598259不能响不能响 应同一中断源的下次中断。应同一中断源的下次中断。八八五五需要

44、时，向需要时，向82598259中断屏蔽寄存器写入屏蔽字。中断屏蔽寄存器写入屏蔽字。82598259收到中断结束命令后，把收到中断结束命令后，把ISRISR中的置中的置1 1位清位清0 0！9.6 9.6 硬件中断硬件中断 一一.概述概述 1 1硬件中断分类：硬件中断分类：可屏蔽中断，非屏蔽中断可屏蔽中断，非屏蔽中断CPUCPU有有2 2个接收中断请求信号的引脚。个接收中断请求信号的引脚。可屏蔽中断：可屏蔽中断：输入到输入到INTRINTR引脚的中断请求信号，引脚的中断请求信号，引发的中断。引发的中断。八八六六非屏蔽中断：非屏蔽中断：输入到输入到NMINMI引脚的中断请求信号，引脚的中断请求信

45、号，引发的中断。引发的中断。INTRNMI有可屏蔽中断请求，没有有可屏蔽中断请求，没有DMADMA请求，没有非屏蔽中请求，没有非屏蔽中 断请求断请求4.4.响应非屏蔽中断的条件响应非屏蔽中断的条件 有非屏蔽中断请求，没有有非屏蔽中断请求，没有DMADMA请求请求 一条指令执行完一条指令执行完八八六六3.3.响应可屏蔽中断的条件响应可屏蔽中断的条件CPUCPU一条指令执行完毕一条指令执行完毕2 2硬件中断的级别硬件中断的级别 DMA DMA请求级别高于非屏蔽中断高于可屏蔽中断。请求级别高于非屏蔽中断高于可屏蔽中断。CPUCPU处于开中断状态（处于开中断状态（I I标标=1=1）二二.可屏蔽中断的

46、硬件结构可屏蔽中断的硬件结构 IR0IR0IR1IR1IR2IR2IR3IR3IR4IR4IR5IR5IR6IR6IR7IR7日时钟日时钟键盘键盘IRQ3IRQ3IRQ4IRQ4IRQ5IRQ5IRQ6IRQ6IRQ7IRQ7辅串口辅串口主串口主串口并口并口2 2软盘软盘并口并口1 1CSCSA0A0主片片选主片片选地址线地址线A0A0CAS2CAS20 0INTINTINTRINTRS2S20 0D7D7D0D0CPUCPUINTAINTARDRDWRWRSP/ENSP/ENS2S20 0INTAINTAIORIORIOWIOW主主82598259总线控制器总线控制器+5+5V V从从825

47、9 8259 INTINT从从8259 8259 CAS2CAS20 0从从82598259相应引脚相应引脚可屏蔽中断硬件结构可屏蔽中断硬件结构(1)(1)八八六六硬盘硬盘CSCSA0A0从片片选从片片选地址线地址线A0A0CAS2CAS20 0INTINTD7D7D0D0INTAINTARDRDWRWRSP/ENSP/EN从从82598259主主82598259 IR2IR2主主8259 8259 CAS2CAS20 0 主主82598259相应引脚相应引脚可屏蔽中断硬件结构可屏蔽中断硬件结构(2)(2)IR1IR1IR3IR3IR5IR5IR7IR7IR0IR0IR2IR2IR4IR4IR

48、6IR6实时时钟实时时钟IRQ10IRQ10IRQ9IRQ9IRQ12IRQ12IRQ11IRQ11用户中断用户中断保留保留保留保留保留保留保留保留协处理器协处理器八八六六1.1.使用使用2 2片片82598259级连，管理级连，管理1515级中断级中断八八六六2.2.中断源与中断类型中断源与中断类型主主8259中断源中断源中断类型中断类型从从8259中断源中断源中断类型中断类型IR0日时钟日时钟08HIR0实时时钟实时时钟70HIR1键盘键盘09HIR1用户中断用户中断71H改向改向0AHIR2从从8259IR2保留保留72HIR3辅串口辅串口0BHIR3保留保留73HIR4主串口主串口0C

49、HIR4保留保留74HIR5并行口并行口20DHIR5协处理器协处理器75HIR6软盘软盘0EHIR6硬盘硬盘76HIR7并行口并行口10FHIR7保留保留77H八八六六中断级别中断级别最高最高最低最低 中断源中断源 日时钟中断日时钟中断 键盘中断键盘中断从从82598259IR0IR0 IR1 IR1 IR2 IR2辅串口辅串口主串口主串口并口并口2 2软盘软盘并口并口1 1IR7IR7中断类型码中断类型码08H09H70H71H改向改向0AH72H7777H H0BH0BH0CH0CHODHODH0EH0EH0FH0FH八八六六3.3.硬件可屏蔽中断的中断级别硬件可屏蔽中断的中断级别4系统

50、分配的系统分配的8259口地址口地址中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器口地址口地址接收中断结束命令接收中断结束命令的寄存器口地址的寄存器口地址主主825921H20H从从8259A1HA0H八八六六5 5中断结束命令中断结束命令 命令字命令字=20H接入主接入主8259IR0IR7的中断源的中断源其服务程序结束要向主其服务程序结束要向主8259送中断结束命令字送中断结束命令字MOVAL，20HOUT20H，AL恢复现场恢复现场IRET八八六六MOV ALMOV AL，20H20H OUT 20H OUT 20H，ALAL OUT 0A0H OUT 0A0H，ALAL 恢复现场恢复现场 IRET IR