微机原理 第九章 面向系统的输入 输出接口.ppt

第9章 面向系统的输入/输出接口 中断系统 中断：是指CPU在执行当前程序的过程中，由于某种随机出现的外围设备的请求，使得CPU暂时停止正在执行的程序（即中断），转去执行为外围设备服务的程序。当为外围设备服务的程序执行完后，CPU再返回到暂时停止的程序处（即断点），继续执行原来的程序，这就是通常所说的外部中断。 内部中断 内部中断的特点是： 1）是指令中指定的，或隐含的，或是预定的。 2）CPU不执行中断响应总线周期INTA。 3）除单步中断外，其他内部中断的优先级都比外部中断的要高，都不能被屏蔽（禁止）。 4）单步中断的优先级是所有中断里最低的，它可以用中断允许标志位TF置0来屏蔽。 中断矢量（表） 硬件中断 非屏蔽中断的类型号为2，所以非屏蔽中断的入口地址放在0段的0008H、0009H、000AH和000BH四个单元中； 非屏蔽中断一般用来处理系统的重大故障，比如系统掉电处理常常通过非屏蔽中断处理程序执行 ； 非屏蔽中断子程序一般采用的措施： 现场的数据立即转移到非易失型存储器中，等电源恢复后继续执行中断前的程序； 启动备用电源，在尽量短的时间内用备用电源来维持微型计算机的工作； 可屏蔽中断的响应过程： 1）从数据线上读取中断类型码，将其存入内部暂存器中； 2）将标志寄存器的值压入堆栈； 3）把标志寄存器的中断允许标志IF和单步中断标志TF清零； 4）将断点保护到堆栈中； 5）根据得到的中断类型码，取得中断向量，这样CPU就开始执行中断处理子程序了； 8086/8088对一个中断的响应流程 中断处理子程序的结构模式 中断处理子程序的开始必须是保护现场的工作； 开放IF，以允许级别较高的中断请求进入； 中断处理程序的具体内容； 一些弹出堆栈的指令，用来恢复现场； 最后是返回指令，在堆栈中保存的断点的IP、CS和标志寄存器的值依次取出； 9.2 Intel 可编程中断控制器8259A 可管理8个中断源电路的中断，并能对其进行优先级管理。 用9片8259A可组成主从式中断系统，管理64个中断源电路的中断，并能对其进行优先级管理。 对中断源有屏蔽或允许申请中断的操作。 能自动送出中断类型号，使CPU迅速找到中断服务程序的入口地址。 结构框图 中断请求寄存器IRR：8位寄存器，存放由外部输入的中断请求信号IR7~IR0； 中断服务寄存器ISR：当任何一级中断被响应，CPU正在执行它的中断服务程序时，ISR响应位置1；（多重中断下，多位被同时置1） 中断屏蔽寄存器IMR：8位寄存器，当某一位置1表示禁止这一级的中断请求进入系统； 优先权判别器PR：当多个中断请求信号同时产生时，由PR判定当前哪个中断请求具有最高优先级； 9.2.3 8259A的工作方式 中断请求方式； 边沿触发方式 电平触发方式 中断查询方式 中断屏蔽方式； 简单屏蔽方式 特殊屏蔽方式 优先级设置方式； 全嵌套方式 特殊全嵌套方式 优先级自动循环方式 8259A芯片的级联使用 在多于八级的中断系统中，必须将多片8259A级联使用； 最简单的级联方式为两极：第一级只需1片8259A作主片，第二级可接1~8片8259A作从片； 两级级联情况下可管理中断源最多为64个，如果还要增加可进一步扩展为多级级联； 从片通过INT向主片发出中断请求；主片在通过INT向CPU发出中断请求信号； 结束中断：当从片引入的中断处理过程结束时，CPU应能送出两个中断结束命令；将主和从片的ISR相应位清0； 9.2.4 8259A的控制字和编程 对8259A的编程包括两类：一类是初始化编程，8259A在进入操作前必须由初始化控制字ICW1—ICW4使它处于初始状态。另一类是操作方式编程，用操作控制字OCW1—OCW3来规定8259A的工作方式； 操作命令字OCW可在8259A初始化后的任何时间写入； 控制字通过D0~D7送到控制电路里对8259A进行控制； 1）预设命令字 8259A有4个初始化命令字ICW1~ICW4，它们必须按照一定的顺序输入；（看图） ICW1和ICW2是必须输入的，ICW3、ICW4是否输入则由ICW1的相应位决定。当ICW1的IC4=1时，需要输入ICW4。对8088/8086系统总是要输入ICW4； 8259A初始化命令字的顺序 ICW1命令字格式 ICW2命令字格式 主8259A的ICW3命令字 ICW4命令字格式 8259A初始化命令字的顺序 例：分析 在8088系统中，当8259A单级使用时，假设断口地址独立编址为80H和81H，可用下面的初始化程序段来写入预设命令字ICW1~ICW4： MOV AL，13H OUT 80H，AL MOV AL，18H OUT 81H，AL MOV AL，01H OUT 81H，AL