微机接口--中断控制使用解析

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1、中中 断断 控控 制制 器器 第第 7 7 章章 第7章 中断控制接口 n教学重点 n 8088 CPU的中断系统 n 8259A的中断工作过程和工作 方式 n 中断服务程序的编写 7.1 8088中断系统 n8088的中断系统采用向量中断机制 n一共可处理256个中断源，中断向量编号 为0255，用以区别不同的中断。 n借助专用的中断控制器 Intel 8259A对 系统中的可屏蔽中断资源（INTR）进行 扩充和管理， 8259A 的功能有： n扩充系统的可屏蔽中断资源（每片可 管理8个中断，级联后最多可管理64个中断 ） n实现中断优先级比较 n实现中断源的识别（通过向总线送中 断矢量）

2、7.1.1 8088的中断类型 中断逻辑 INTO 指令 单步 中断 除法 错误 INT n 指令 CPU 8259A 中断 控制器 IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 来 自 外 设 的 中 断 源 -INTA 可屏蔽中断申请 INTR 不可屏蔽中断申请 可屏蔽中断源 不可屏蔽中断源 内部中断 INT 3 指令 3n401 NMI 中断 2 不可屏蔽中断源 外部中断 8088的中断分类 n内部中断内部机制产生 n除法错中断（0号）除运算结果溢出时产生 n指令中断（n号）执行int n指令后产生（操 作码CDH） n断点中断（3号）执行int 3指令（单字节指令 操

3、作码CCH ）用于在调试中设置断点，程序遇断点则中 断 n溢出中断（4号）执行into指令，且前面运算 有溢出（OF=1）时产生 n单步中断（1号）TF标志置1后，每执行一条 子指令将发生一次 n外部中断外部引脚触发 n非屏蔽中断（外设提供向量号）触发INTR 引脚产生 n可屏蔽中断（2号） 触发NMI引脚产生 1. 内部中断 n内部中断是由于8088内部执行程序出现特殊情 况而引起的中断 n除法错中断：向量号为 0 n指令中断（int n）：向量号为 n n断点中断（int 3 ）：向量号为 3 n溢出中断（into ） ：向量号为 4 n单步中断： 向量号为 1 内部中断的中断向量号已由I

4、ntel公司确定 2. 外部中断 n外部中断是由于8088外部通过CPU引脚提出中 断请求而引起的中断 n非屏蔽中断（NMI）： 向量号为 2 n外部通过非屏蔽中断NMI请求，必须响应 n非屏蔽中断主要用于处理系统的意外或故障 （如奇偶校验或协处理器运算错误等） n可屏蔽中断（INTR）：向量号由中断控制 器提供 n外部通过可屏蔽中断 INTR 请求，由标志位 IF 控制是否响应；响应时将产生有效的 INTA 信号 n可屏蔽中断主要用于外设中断请求（请求交 换数据等服务） IF = 0 可屏蔽由 INTR 引脚引发的中断 中断标志IF的状态 nIF0：可屏蔽中断不会被响应（禁止中断，关中断，

5、中断屏蔽） n系统复位时 IF0 n任何一个中断被响应，将使IF0 n执行指令CLI，可使IF0 nIF1：可屏蔽中断会被响应（允许中断，开中断，中 断开放） n执行指令STI，可使IF1 n执行指令IRET后，IF 将恢复为中断前的状态（即IF=1 ） 明确 IF 标志的状态是关键 7.1.2 8088的中断响应过程 nCPU查询各中断的先后顺序，决定 了各中断源的优先级别： n软件中断 n除法错中断 n指令中断 n溢出中断 n非屏蔽中断 n可屏蔽中断 n单步中断 高 低 8088的中断响应过程 NMI N 软件中断 INTR TF=1 中断响应周期 读中断向量号 下条指令 现行指令 IF1

6、 N NN N Y Y Y Y Y 执行中断服务 8088的中断响应过程（续） Y 还有NMI TEMP1 标志寄存器入栈 TEMPTF，IFTF0 CS：IP入栈 获取中断向量 执行服务程序 弹出CS：IP 弹出标志寄存器 返回被中断程序 （1） （2） （3） （4） （5） N N Y （6） 单步中断 标志暂存 8088的中断响应过程（续） n8088各种中断源的优先权，实际上 是指被识别的先后顺序 n多种中断同时请求时，最先响应的 则可能是单步中断或 NMI中断 7.1.3 8088的中断向量表 4B 4B 中 断 向 量 表 1KB 3FFH 0H 0号中断向量 IP CS n弄清

7、几个概念： n中断向量号N（中断类型 号） n中断向量（中断服务程序 的入口地址） n中断向量表 n中断向量存放的首址： N4 以下详述 8088的中断向量和中断向量表 n中断向量号区别不同中断源的编号0255 ，也 称中断向量号。 n中断向量指示中断服务程序的入口，该地址 包括：偏移地址IP 、段地址CS 。每个中断向量的 低字是偏移地址、高字是段地址，需占用4个字节 （低对低，高对高）。 n中断向量表8088 微处理器从物理地址000H开 始到3FFH（1KB），依次安排256个中断向量。所 占用的1KB区域，称中断向量表。 nN号中断向量存放的首地址N4 7.2 内部中断服务程序 n编写

8、内部中断服务程序与编写子程序类似 n利用过程定义伪指令PROC/ENDP n第1条指令通常为开中断指令STI n最后用中断返回指令IRET n通常采用寄存器传递参数 n主程序需要调用中断服务程序 n使用前，需要重新设置中断向量（入口地址 ） n利用INT n指令调用中断服务程序 例7.1 内部中断服务程序 n编写： 80H 号中断服务程序 n功能：通过BIOS功能调用INT 10H，显示以 “0”结尾的字符串。 n入口参数：DS:DX存字符串缓冲区首地址（ 段地址：偏移地址）。 数据 段 intoffdw ? ;用于保存原中断向量将来恢复 intsegdw ? ;用于保存原中断向量将来恢复 i

9、ntmsg db A Instruction Interrupt ! db 0dh,0ah,0 ;要显示的信息 例7.1 以下分段介绍程序 保存中断 向量 mov ax, 35 80h ;读出原中断向量 int 21h mov intoff, bx;保存偏移地址 mov intseg, es;保存段基地址 例7.1 设置中断向量的 做法 push ds mov dx, offset new80h mov ax, seg new80h mov ds, ax mov ax, 25 80h ;设置新中断向量 int 21h pop ds 例7.1 调用中断服务 程序 mov dx,offset in

10、tmsg int 80h ;中断调用 例7.1 注意比较指令：int / call 主程序结 束 mov dx,intoff mov ax,intseg mov ds,ax mov ax,25 80h ;恢复原中断向量 int 21h mov ax,4c00h ;返回DOS int 21h 例7.1 屏幕显示：屏幕显示：A Instruction Interrupt !A Instruction Interrupt ! new80h proc sti ;开中断，允许中断嵌套 push ax ;保护现场 push bx push si 例7.1 中断服务子程 序 显示字符 串 mov si, d

11、x new1:mov al, si;取显示字符 cmp al, 0 ;判是否串尾 jz new2 mov bx, 0 ;调BIOS中断 mov ah, 0eh ;子功能号 int 10h inc si jmp new1 例7.1 退出中断服务 程序 new2: pop si;恢复现场 pop bx pop ax iret;中断返回 new80h endp 例7.1 用int 21h子功能访问中断向 量 nAH=25 设置中断向量 n入口参数：ds:dx =中断向量，al =中断 向量号 nAH=35 读取中断向量 n入口参数：al =中断向量号 n出口参数：bx:es =中断向量 设置中断向量

12、： mov dx,intoff mov ax,intseg mov ds,ax mov ax,25 80h int 21h 读取中断向量： mov ax,35 80h int 21h mov intoff, bx mov intseg, es 直接访问中断向量（以int 80h 为例） n设置中断向量： push ds xor ax,ax mov ds,ax lea bx, 80H*4 mov word ptr ds:bx, intoff inc bx inc bx mov word ptr ds:bx, intseg pop ds n读取中断向量： push ds xor ax,ax mov

13、 ds,ax lea bx, 80H*4 mov intoff , word ptr ds:bx inc bx inc bx mov intseg, word ptr ds:bx pop ds 7.3 8259A中断控制器 nIntel 8259A是可编程中断控制器（PIC）。 n可配合CPU（I8080/85、I8086/88/286/386等）管 理可屏蔽中断。 n8259A的基本功能： n1片8259A可以管理8级中断，经级联最多可扩 展至64级 n每一级中断都可单独被屏蔽或允许 n在中断响应周期，可提供相应的调用指令（配 合I8080/85 ）或中断向量号（配合I8086/88/286

14、/386 ） n8259A设计有多种工作方式，通过初始化编程 进行设置 7.3.1 8259A的内部结构和引 脚 D7D0 -INTA INT 中断请求寄存器 中断屏蔽寄存器 数据 总线 缓冲器 IR0 IR7 读/写 控制 逻辑 级联 缓冲器 比较器 -RD -WR A0 -CS CAS0 CSA1 CAS2 -SP/-EN 优先权判别电路 中断服务寄存器 控制逻辑 1. 中断控制 n中断请求寄存器IRR n记录中断请求（ IR0IR7 ） nDi位为1表示相应引脚有中断请求；为0表示 无请求 n中断服务寄存器ISR n记录中断服务（ IR0IR7 ） nDi位为1表示相应中断正在服务中；为

15、0表示 位在服务 n中断屏蔽寄存器IMR n记录中断屏蔽（ IR0IR7 ） nDi位为1表示相应中断被屏蔽（禁止）；为0 表示允许 2. 与处理器接口 -CS A0 -RD -WR功能 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 写入ICW1、OCW2和OCW3 写入ICW2ICW4和OCW1 读出IRR、ISR和查询字 读出IMR 数据总线高阻状态 数据总线高阻状态 CAS0 IR0 CAS1 IR1 CAS2 IR2 IR3 -INTA IR4 IR5 INT IR6 IR7 -SP/-EN CAS0 -INTA CAS1 CAS2 INT IR0 IR1 -SP/-EN IR7 CAS0 IR0 CAS1 IR1 CAS2 IR2 IR3 -INTA IR4 IR5 INT IR6 IR7 -SP/-EN -INTA INTR +5V 8259级联工作示意图 3. 8259A的级连 输出得到响应 的从片编号 3. 中断级连 n8259A可以级连，1个主片最多可以级连8个从片 ，级连时的连接方法： n主片级连线CAS0CAS2连至每个从片的CAS0 CAS2，输出被选中的从片编号，INT 线连至CPU的中断 请求输入端INTR n从片中断请求信号 INT连至主8259A的一个