微型计算机原理及应用第7章_中断系统和中断控制器8259A课件

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1、第第7章章 中断系统和中断控制器中断系统和中断控制器8259A一、一、中断的基本概念中断的基本概念二、二、8086/8088的中断系的中断系统三、三、中断控制器中断控制器8259A7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用1一、中断的基本概念一、中断的基本概念1、中断及中断源中断及中断源2、中断中断处理理过程程3、中断中断优先先权管理管理7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用21、中断及中断源、中断及中断源 中断中断是一种是一种让CPU挂起正在挂起正在执行的程序而行的程序而转去去处理特殊事件的操作。理特殊事件的操作。 CPU暂时停止停止执行原来的程序而行原来的程序而转去中断去中断处

2、理，理，处理好中断服理好中断服务后再返回后再返回继续执行原来的程序，行原来的程序，这样一个一个过程就是一个程就是一个中断中断过程程 。 能能够引起引起CPU中断的事件称中断的事件称为中断源中断源 。 CPU中断系中断系统的基本功能的基本功能 。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用3中断源中断源（1）一般的）一般的输入入输出出设备。如。如键盘，打印机等；，打印机等；（2）数据通道中断源。如磁）数据通道中断源。如磁盘，磁，磁带机等直接与存机等直接与存储器交器交换数据所要求的中断；数据所要求的中断；（3）实时时钟。在控制系。在控制系统中使用外部硬件中使用外部硬件电路路实现时间控制，当定控制

3、，当定时时间到到时向向CPU发出中断申出中断申请；（4）故障引起的中断。如）故障引起的中断。如电源掉源掉电等；等；（5）由中断指令或）由中断指令或软件故障引起的中断。如系件故障引起的中断。如系统功功能能调用，除数用，除数为0，或者在程序，或者在程序调试时设置断点等引置断点等引起的中断。起的中断。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用4中断分类中断分类 根据中断与根据中断与CPU的相的相对关系，中断分关系，中断分为内部中内部中断和外部中断。断和外部中断。 内部中断内部中断可以是中断指令可以是中断指令设置的中断，置的中断，调试程程序序时设置的中断，或是程序运行置的中断，或是程序运行过程中程

4、中发生的非生的非预期情况而期情况而产生的中断；生的中断； 外部中断外部中断则是由直接是由直接连到到CPU引脚上的信号引引脚上的信号引起的中断，如外部起的中断，如外部设备请求服求服务中断，中断，实时时钟定定时到中断，到中断，电源掉源掉电等等。等等。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用5CPU中断系统的功能中断系统的功能（1）实现中断及返回中断及返回（2）实现优先先权排排队，以确定，以确定优先先处理的中断源。理的中断源。（3）优先先权高的中断源能中断高的中断源能中断优先先权低的中断低的中断处理理7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用6（1）实现中断及返回）实现中断及返回 当有一中

5、断源提出中断当有一中断源提出中断请求求时，CPU首先判断首先判断是否响是否响应该中断中断? * 如果如果CPU正在正在执行的是重要的程序，可以行的是重要的程序，可以暂不不响响应，即关中断；，即关中断； *当当CPU完成了当前的重要程序后，开中断予以完成了当前的重要程序后，开中断予以响响应，同，同时，保存断点，保存断点，转入中断入中断处理；理； * 当中断当中断处理完后，恢复断点从而回到被中断运理完后，恢复断点从而回到被中断运行的原程序行的原程序继续执行；行； 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用7（1）实现中断及返回）实现中断及返回 * 通通过设置置CPU内部的中断允内部的中断允许触

6、触发器器(IFF)，开关中断开关中断 。 当当IFF1，使中断允使中断允许（开中断）；（开中断）；当当IFF0，使中断不允使中断不允许（关中断）。（关中断）。注意：注意： 不可屏蔽中断不可屏蔽中断，要求，要求CPU立即立即处理。不受中断允理。不受中断允许触触发器（器（IFF）的控制。的控制。 可屏蔽中断可屏蔽中断，受中断允，受中断允许触触发器（器（IFF）的控制。的控制。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用8（2）实现优先权排队，以确定优先处理的中）实现优先权排队，以确定优先处理的中断源断源 一个系一个系统中有多个中断源，存在着几个中断源中有多个中断源，存在着几个中断源同同时请求的可

7、能；求的可能； 因此，必因此，必须事先根据中断源的重要性，事先根据中断源的重要性，给每个每个中断源确定一个中断中断源确定一个中断优先先级别优先先权。 中断响中断响应时，CPU应能首先响能首先响应优先先权级别高高的中断源。的中断源。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用9在中断服在中断服务处理理过程中：程中： 若新的中断申若新的中断申请其其优先先级别更高，更高，则CPU应再再一次中断，一次中断，转去去优先先权更高的中断源服更高的中断源服务。处理完理完后，再回到原来的中断服后，再回到原来的中断服务中，中，这也称也称为中断嵌套中断嵌套。 若新的中断源若新的中断源优先先权级别为同同级或低或低级

8、，则CPU暂不理会，不理会，继续正在正在处理的中断服理的中断服务，直到当，直到当前中断前中断处理理结束后再去束后再去处理新的中断申理新的中断申请。 （3）优先权高的中断源能中断优先权低的）优先权高的中断源能中断优先权低的中断处理中断处理7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用102、中断处理过程、中断处理过程 一个中断一个中断过程程应该包含以下五个包含以下五个过程程:（1）中断中断请求求（2）中断排中断排队（3）中断响中断响应（4）中断服中断服务（5）中断返回中断返回7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用11（1）中断请求）中断请求 当中断源需要当中断源需要CPU为其服其服务时，

9、首先送出中断，首先送出中断请求信号。求信号。 中断信号可以由中断指令或是某些特定条件中断信号可以由中断指令或是某些特定条件产生，生，也可以是通也可以是通过CPU引脚（引脚（INTR）向向CPU发出中断出中断请求信号而求信号而产生。生。 实际系系统中一般都有多个中断源，中一般都有多个中断源， 为了增加控了增加控制的灵活性，每个中断源接口制的灵活性，每个中断源接口电路中，路中，设置一个置一个中断中断请求触求触发器器和一个和一个中断屏蔽触中断屏蔽触发器器。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用12（1）中断请求）中断请求当中断源有当中断源有请求求时，将，将中断中断请求触求触发器器置置1： *

10、 若若中断屏蔽触中断屏蔽触发器器为“0”状状态，表示允，表示允许该中断源向中断源向CPU发出中断出中断请求求“信号信号”； * 若若中断屏蔽触中断屏蔽触发器器为“1”状状态，表示禁止，表示禁止该中断源向中断源向CPU发出中断出中断请求求“信号信号”。 尽管尽管该中断源有中断中断源有中断请求，也不能被送出，称求，也不能被送出，称该中断中断请求被屏蔽了。求被屏蔽了。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用13（2）中断排队和（）中断排队和（3）中断响应）中断响应 中断排中断排队是确定当前所有中断是确定当前所有中断请求中求中优先先级最高最高的那个中断源。的那个中断源。 因因为CPU一次只能响一

11、次只能响应一个中断，所以必一个中断，所以必须首先首先处理最理最紧急最重要的中断。急最重要的中断。 根据中断源的根据中断源的轻重重缓急急给予一个中断予一个中断优先先权级别，优先先权级别最高的中断源将首先得到响最高的中断源将首先得到响应。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用14（2）中断排队和（）中断排队和（3）中断响应）中断响应 CPU通通过中断排中断排队确定了要响确定了要响应的中断源后，的中断源后，进入入中断响中断响应，自，自动完成以下步完成以下步骤：关中断；关中断；保保护断点，将正在断点，将正在执行的程序地址（断点）入行的程序地址（断点）入栈；保保护现场，标志寄存器志寄存器FR自自

12、动入入栈；形成中断服形成中断服务程序入口地址。程序入口地址。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用15（4）中断服务和（）中断服务和（5）中断返回）中断返回 中断服中断服务是指是指CPU执行中断服行中断服务程序。程序。中断服中断服务程序程序应包括包括: 保保护现场，CPU响响应中断中断时自自动保保护断点，断点，寄存器寄存器则由程序由程序员决定是否要入决定是否要入栈； 开中断开中断，CPU响响应中断中断时，自，自动执行关中断行关中断操作。要操作。要实现中断嵌套，必中断嵌套，必须在中断服在中断服务程序中开程序中开中断；中断；7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用16（4）中断服务和

13、（）中断服务和（5）中断返回）中断返回 中断中断处理理，对中断源作相中断源作相应的的处理，是中断服理，是中断服务程序的核心；程序的核心； 关中断关中断，若中断服，若中断服务程序程序设置了开中断，置了开中断，则此此时应该关中断，以保关中断，以保证恢复恢复现场的操作不被打断；的操作不被打断； 恢复恢复现场，按后，按后进先出的原先出的原则，PUSH和和POP应配配对使用；使用； 中断返回中断返回，从堆，从堆栈中中弹出断点，返回主程序。出断点，返回主程序。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用173、中断优先权管理、中断优先权管理 中断中断优先先权是事先根据中断源的重要性是事先根据中断源的重要

14、性给每个每个中断源确定一个中断中断源确定一个中断优先先级别优先先权。 中断中断优先先权管理就是判管理就是判别和确定各个中断源的和确定各个中断源的中断中断优先先权。 中断中断优先先权判判别方法有方法有软件和硬件两种方法。件和硬件两种方法。 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用183、中断优先权管理、中断优先权管理（1）软件确定中断件确定中断优先先权 软件法件法是在是在CPU响响应中断后，用中断后，用软件件查询确定确定哪个中断源申哪个中断源申请中断，先被中断，先被查询的先响的先响应。 查询次序决定了中断次序决定了中断优先先权次序，最先被次序，最先被查询的中断源具有最高的的中断源具有最高的

15、优先先权。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用193、中断优先权管理、中断优先权管理 如如图，8个外个外设只只要有中断要有中断请求，求，CPU检测到中断到中断请求信号，响求信号，响应中断；中断； 读入端口读入端口80H的内容，逐位判别确定当前申请中的内容，逐位判别确定当前申请中断的优先权最高的中断源，从而进入相应的中断服务断的优先权最高的中断源，从而进入相应的中断服务程序。程序。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用203、中断优先权管理、中断优先权管理（1）软件确定中断件确定中断优先先权软件查询流程图软件查询流程图软件查询程序：软件查询程序：IN AL,80H ;端口读入状

16、态端口读入状态TEST AL,80H;JNZ SERVE_ATEST AL,40HJNZ SERVE_B TEST AL,01HJNZ SERVE_HHLT* 软件查询次序就是优先权高低的次序；软件查询次序就是优先权高低的次序；* 软件确定中断优先权不需复杂的硬件电路，简单易实现软件确定中断优先权不需复杂的硬件电路，简单易实现;* 中断源较多时，查询时间较长，中断响应较慢。中断源较多时，查询时间较长，中断响应较慢。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用213、中断优先权管理、中断优先权管理（2）硬件确定中断）硬件确定中断优先先权 由由硬件硬件实现中断中断优先先权的判的判别。 * 常用的

17、硬件常用的硬件电路有：中断路有：中断优先先权编码电路，路，链式式优先先权排排队电路及路及专用硬件用硬件电路等。路等。 * 利用利用中断控制器中断控制器8259A，它具有它具有8个个优先先权控控制，可以通制，可以通过级联，扩展至展至64级优先先权控制，且每控制，且每级中断都可中断都可设置置为允允许或屏蔽或屏蔽 。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用22二、二、8086/8088的中断系统的中断系统 8086/8088CPU具有一个功能很具有一个功能很强、管理高效且、管理高效且简便灵活的中断系便灵活的中断系统，可以，可以处理多达理多达256种中断源。种中断源。 采用采用向量中断方法向量中

18、断方法，对256种中断只需一次种中断只需一次间接接访问就可就可获得任一中断源的中断服得任一中断源的中断服务程序的入口地址，程序的入口地址，中断响中断响应快速。快速。8086/8088CPU有两有两类中断：中断： * 内部中断内部中断 由由执行中断指令或特殊事件引起；行中断指令或特殊事件引起； * 外部中断外部中断 由外由外围设备接口向接口向CPU的中断的中断请求求引脚引脚INTR和和NMI发出中断出中断请求信号而引起的。求信号而引起的。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用23二、二、8086/8088的中断系统的中断系统1、8086/8088的中断指令的中断指令2、8086/8088

19、的中断分的中断分类3、中断向量表中断向量表4、8086/8088中断中断处理理过程程7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用241、8086/8088的中断指令的中断指令（1）中断指令）中断指令指令格式指令格式: INT n ；n=0255，中断中断类型型码指令操作指令操作: SP2 SP(修改堆修改堆栈指指针)， FR入入栈，IF=0（中断中断标志置志置0，关中断，关中断，CPU不响不响应可屏蔽中可屏蔽中断）断） ， TF=0（陷阱陷阱标志，志，TF0，CPU正常正常执行程序）行程序） ，SP2 SP (修改堆修改堆栈指指针)， CS入入栈SP2 SP (修改堆修改堆栈指指针)，IP入

20、入栈 n4 IP n4+2 CS7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用251、8086/8088的中断指令的中断指令中断向量中断向量就是中断服就是中断服务程序的入口地址；程序的入口地址；中断中断类型型码 n n4 4 即即为该中断向量的存放地址中断向量的存放地址； 低字是低字是IP，高字是高字是CS，CPU取出取出CS和和IP，转去去执行中断服行中断服务程序。程序。 INT n 指令除了使指令除了使IF0和和TF0，对其他其他标志志位没有影响；位没有影响； INT指令（即指令（即n=3)，称称为断点中断指令断点中断指令，用于，用于软件件调试。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应

21、用261、8086/8088的中断指令的中断指令（2）溢出中断指令）溢出中断指令指令格式：指令格式：INTO；与与INT 4等价等价指令操作指令操作: 溢出中断指令用于溢出中断指令用于带符号数加减法运算符号数加减法运算后，由于运算溢出而后，由于运算溢出而产生中断。生中断。 通常，写在一条算通常，写在一条算术运算指令后：运算指令后：若运算若运算结果使果使OF=1，进入中断入中断类型型码为4的中断；的中断；否否则，按，按顺序序执行下一条指令。行下一条指令。n4 0010H中断向量存放地址为：中断向量存放地址为：7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用271、8086/8088的中断指令的中断

22、指令（3）中断返回指令）中断返回指令指令格式：指令格式：IRET指令操作：指令操作：IP，CS，FR依此出依此出栈，SP+6SP 所有中断服所有中断服务程序，无程序，无论是是软件中断，件中断，还是硬件是硬件中断，最后中断，最后执行的指令一定是行的指令一定是IRET，用以退出中断，用以退出中断，返回断点。返回断点。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用282、8086/8088的中断分类的中断分类8086/8088的中断系的中断系统可以可以处理理256种不同的中断。种不同的中断。 所有可能所有可能产生的中断源有：可屏蔽中断生的中断源有：可屏蔽中断INTR、非屏蔽中断非屏蔽中断NMI、指令

23、中断指令中断INT n和特定条件下的中和特定条件下的中断，分断，分为两两类：内部中断内部中断外部中断外部中断7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用292、8086/8088的中断分类的中断分类 内部中断内部中断 CPU不是通不是通过外部中断外部中断请求而是通求而是通过内部内部逻辑进入中断，入中断，调用相用相应的中断服的中断服务程序，是程序，是CPU自启自启动的中断。的中断。 除除单步中断外，所有内部中断步中断外，所有内部中断为非屏蔽型的。非屏蔽型的。 内部中断内部中断主要用于解决程序运行中主要用于解决程序运行中发生的一些意外情况、生的一些意外情况、程序程序调试、用、用户定定义的中断或者

24、的中断或者调用系用系统提供的一些提供的一些标准中准中断服断服务程序。程序。（1）除法出）除法出错中断中断 (类型型0) ；（2）单步中断步中断(类型型1)；（3）断点中断）断点中断(类型型3)；（4）溢出中断）溢出中断(类型型4)；（5）软件中断件中断返回7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用302、8086/8088的中断分类的中断分类内部中断内部中断（1）除法出错中断）除法出错中断 (类型类型0) CPU在执行触发指令在执行触发指令DIV和和IDIV时，若发现时，若发现除数除数为为0，或商超过了寄存器所能表达的范围，就立即产，或商超过了寄存器所能表达的范围，就立即产生一个类型为生一

25、个类型为0的内部中断，的内部中断，CPU转入除法错误中断转入除法错误中断处理程序。处理程序。 注意注意：此中断是由此中断是由CPU自身产生，并没有对应的自身产生，并没有对应的中断指令。中断指令。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用312、8086/8088的中断分类的中断分类内部中断内部中断（2）单步中断单步中断 (类型类型1) 此中断也是由此中断也是由CPU自身产生，没有对应的中断指自身产生，没有对应的中断指令，它是由令，它是由CPU对状态标志寄存器中的陷阱标志对状态标志寄存器中的陷阱标志TF的测试而引起的。的测试而引起的。 TF1，自动单步中断，用于程序调试。自动单步中断，用于程

26、序调试。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用322、8086/8088的中断分类的中断分类内部中断内部中断（3）断点中断断点中断 (类型类型3) 执行执行INT指令就产生一个类型为指令就产生一个类型为3的内部中断，的内部中断，称为断点中断称为断点中断 。 和单步中断类似，用于程序调试。和单步中断类似，用于程序调试。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用332、8086/8088的中断分类的中断分类内部中断内部中断（4）溢出中断溢出中断 (类型类型4) 溢出中断是由溢出中断是由CPU执行一条执行一条INTO指令实现的：指令实现的：当当OF1时，执行时，执行INTO就会进入类型码

27、为就会进入类型码为4的内部中的内部中断；断；否则，按顺序执行。否则，按顺序执行。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用342、8086/8088的中断分类的中断分类内部中断内部中断（5）软件中断软件中断 当执行当执行INT n指令时，形成中断，类型码由指令指令时，形成中断，类型码由指令提供。提供。 从功能上来说，类似于调用子程序，但入口地址从功能上来说，类似于调用子程序，但入口地址在中断向量表里。在中断向量表里。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用352、8086/8088的中断分类的中断分类外部中断外部中断 通过外部的硬件产生，由送至通过外部的硬件产生，由送至CPU引脚引脚

28、NMI和和INTR上的信号引起中断。上的信号引起中断。分为两类：分为两类：（1）非屏蔽中断）非屏蔽中断(n=2)一旦在一旦在NMI引脚有中断请求，引脚有中断请求，CPU立即响应。立即响应。返回7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用362、8086/8088的中断分类的中断分类(2)可屏蔽中断，可屏蔽中断， 从从INTR脚引入，必脚引入，必须满足足IF=1，且没有非屏蔽且没有非屏蔽中断，中断，CPU可以响可以响应中断。中断。 中断中断请求信号是由求信号是由电平触平触发，必，必须保存到保存到CPU响响应中断中断请求后才能撤除。求后才能撤除。中断允中断允许标志志IF的的标志，可由指令志，可由

29、指令设置：置： STI 开中断，将开中断，将IF置置1； CLI 关中断，将关中断，将IF置置0 。当系当系统复位，或复位，或CPU响响应中断后，都使中断后，都使IF置置0。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用373、中断向量表、中断向量表 中断向量即中断服中断向量即中断服务程序的入口地址，用两个字程序的入口地址，用两个字表示，低字是表示，低字是IP，高字是高字是CS。 将所有中断源的中断向量集中存将所有中断源的中断向量集中存储在内存的指定在内存的指定空空间内，内，这样一个指定的存一个指定的存储区称区称为中断向量表中断向量表； 8086/8088的中断的中断类型型码用用8位二位二进制

30、表示，共有制表示，共有从从n=0FFh， 256个中断向量；个中断向量； 中断向量表中断向量表建立在内存空建立在内存空间最低最低1K地址；地址； 地址范地址范围：00000H 003FFH(即即CS=0000H)。注意：注意：中断中断类型型码只能决定存放中断向量的地址，并只能决定存放中断向量的地址，并不能决定中断向量本身和中断服不能决定中断向量本身和中断服务程序的功能。程序的功能。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用383、中断向量表、中断向量表 在在IBMPC/XT机中，机中，n=40H0FFH，可以供用可以供用户设置中断向量。置中断向量。 向向中断向量表中断向量表中写入中断向量，

31、就是中断向量表中写入中断向量，就是中断向量表的的设置。置。（1）使用使用INT 21H（2）用用传送指令送指令7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用39（1）使用）使用INT 21H，设置中断向量设置中断向量操作步操作步骤:AH中中预置功能号，置功能号， AH=25H；AL中中预置要置要设置的中断置的中断类型型码；DS:DX中中预置中断服置中断服务程序的入口地址；程序的入口地址； (DS内是段地址，内是段地址，DX内是偏移地址内是偏移地址)执行行INT 21H 例例题7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用40使用使用INT 21H，设置中断向量设置中断向量 设中断服中断服务程序

32、的入口地址程序的入口地址标号号为INTSUB，中断中断类型型码为40H， 编写程序段写程序段设置中断向量。置中断向量。解解: PUSH DS ；将将DS入入栈，保存，保存DS MOV DX， OFFSET INTSUB；取取INTSUB的偏移地址的偏移地址 MOV AX，SEG INTSUB；取取INTSUB的段基址的段基址 MOV DS，AX；段基址送段基址送DS MOV AL， 40H；送中断送中断类型型码 MOV AH， 25H；送功能号送功能号 INT 21H；系系统功能功能调用用 POP DS；恢复恢复DS 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用41用传送指令设置中断向量用传

33、送指令设置中断向量 设中断服中断服务程序的入口地址程序的入口地址标号号为INTSUB，中断中断类型型码为40H， 编写程序段写程序段设置中断向量。置中断向量。解解: 数据段数据段 DATA SEGMENT AT 0000 ；设置数据段置数据段DATA段段；从最低内存开始；从最低内存开始 ORG 100H；确定中断向量的位置在；确定中断向量的位置在；40H4=100HINT_SUB DW 2DUP(?) ；预留两字内存留两字内存 DATA ENDS7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用42用传送指令设置中断向量用传送指令设置中断向量代码段代码段CODE SEGMENT CLI ；设置置I

34、F=0， 关中断关中断 PUSH DS ；DS入入栈 MOV AX， DATA MOV DS， AX ；取取DATA的段基址的段基址 MOV INT_SUB ，OFFSET INTSUB ；取取INTSUB的偏移的偏移 ；地址送到；地址送到INT_SUB MOV INT_SUB+2，SEG INTSUB ；取取INTSUB的段基址的段基址 ；送到；送到INT_SUB+2 POP DS ；恢复恢复DS STI ；设置置IF=1， 开中断开中断CODE ENDS7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用434、8086/8088的中断处理过程的中断处理过程8086/8088中断中断处理理过程包

35、含：程包含： 中断中断请求、中断排求、中断排队、中断响、中断响应、中断服、中断服务和中和中断返回。断返回。讨论：（1）中断响）中断响应条件条件（2）中断）中断处理理顺序序（3）中断）中断类型型码的的获取取（4）中断响）中断响应过程程7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用44（1）中断响应条件）中断响应条件 任何一种中断，都要待任何一种中断，都要待CPU执行完当前指令后方行完当前指令后方能响能响应中断。中断。 当当CPU执行行LOCK时，要等后面的指令完成后，要等后面的指令完成后才能响才能响应中断；中断； 设置段寄存器内容的指令和下条指令之置段寄存器内容的指令和下条指令之间不允不允许中断

36、；中断； 在等待指令和重复串操作指令在等待指令和重复串操作指令执行行过程中，可程中，可响响应中断，但必中断，但必须在一个基本操作完成以后。在一个基本操作完成以后。 当上述情况当上述情况满足后，有内部中断、足后，有内部中断、NMI、INTR（且且IF1），），CPU将将暂时终止止现行程序，行程序，进入中断响入中断响应。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用45（2）中断处理顺序）中断处理顺序 中断中断处理理顺序即按中断序即按中断优先先权从高到低的排从高到低的排队顺序序对中断源中断源进行响行响应。 8086/8088系系统的中断的中断处理次序如下：理次序如下：除法除法错误中断、溢出中断、中

37、断、溢出中断、INT n；NMI（非屏蔽中断）；非屏蔽中断）；INTR（可屏蔽中断，需判断可屏蔽中断，需判断IF1？）；？）；单步中断。步中断。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用46（2）中断处理顺序）中断处理顺序当当CPU进入中断响入中断响应时，保，保护FR，TF送送暂存存TEMP，然后清除然后清除IF和和TF，以保以保护本中断服本中断服务不被不被可屏蔽中断打断；中断返回可屏蔽中断打断；中断返回时，FR恢复；恢复；NMI的的请求求拥有最高有最高优先先权，需要立即，需要立即处理；理；没有没有NMI，查看看TEMP，以确定是否以确定是否单步步执行？行？一个中断被响一个中断被响应，CP

38、U进入中断服入中断服务程序；程序；在中断服在中断服务程序中，程序中，设置了开中断，即置了开中断，即设置置IF1，则不但可以响不但可以响应NMI，也可响也可响应优先先权更高的更高的INTR； 多个中断同多个中断同时发生，按生，按优先先权从高到低响从高到低响应。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用47（3）中断类型码的获取）中断类型码的获取 8086/8088的中断系的中断系统是根据中断是根据中断类型型码从中断从中断向量表中取得中断服向量表中取得中断服务程序的入口地址的。程序的入口地址的。专用中断用中断0 4，由硬件，由硬件逻辑电路自路自动提供；提供；INT n指令的第二字指令的第二字节

39、为中断中断类型型码，因而，因而软件中件中断指令是从指令中直接断指令是从指令中直接获得；得；外部可屏蔽中断由外部硬件外部可屏蔽中断由外部硬件电路在中断响路在中断响应时向向CPU提供中断提供中断类型型码。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用48（4）中断响应过程）中断响应过程期。由两个期。由两个 INTA 总线周期组成。总线周期组成。 当当INTR请求被响应时，请求被响应时，CPU进入了中断响应周进入了中断响应周通知申请中断的外设准备好中断通知申请中断的外设准备好中断INTA类型码，在第二个类型码，在第二个 第一个第一个INTA 时送上数据总线。时送上数据总线。7/21/2024微机原理

40、及应用微机原理及应用49（4）中断响应过程）中断响应过程 INTR被响被响应时，CPU实际执行的行的过程如下：程如下：CPU取得中断取得中断类型型码后，左移两位，存入内部后，左移两位，存入内部暂存器；存器；FR入入栈；IF置零，置零，TF置零；置零； CS入入栈；IP入入栈；中断向量低字送中断向量低字送IP；中断向量高字送中断向量高字送CS。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用50三、中断控制器三、中断控制器8259A1、8259A基本构成与引脚信号基本构成与引脚信号2、8259A工作工作过程程3、8259A的工作方式的工作方式4、8259A编程方法程方法7/21/2024微机原理及

41、应用微机原理及应用511、8259A基本构成与引脚信号基本构成与引脚信号（1）8259A是一种功能很是一种功能很强的可的可编程中断控制器，程中断控制器，是是28脚芯片，具有很脚芯片，具有很强的的功能功能。（2）8259A的基本构成的基本构成和和引脚功能引脚功能7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用528259A的基本构成的基本构成 IRR是一个是一个8位寄存器，用于位寄存器，用于锁存所有从存所有从IRi引脚引脚输入的中入的中断断请求信号。求信号。 输入入线IR7IR0 分分别连接接8个中断源的中断个中断源的中断请求信号，当求信号，当中断源有中断中断源有中断请求求时，在相，在相应的的IR

42、引脚上送入有效信号，引脚上送入有效信号，IRR中相中相应的位就置位，以的位就置位，以锁存存该中断中断请求信号。求信号。 中断请求中断请求寄存器寄存器IRR 中断源中断源7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用538259A的基本构成的基本构成* PR用于识别各中断请求的优先权级别，并进行优先权管理。用于识别各中断请求的优先权级别，并进行优先权管理。* 各中断请求的优先权级别可以由各中断请求的优先权级别可以由CPU定义或修改。定义或修改。* 若若IRR有几位被置位，且未被屏蔽，表明有多个中断源同时有几位被置位，且未被屏蔽，表明有多个中断源同时申请中断。则由申请中断。则由PR经过判断确定最高

43、优先权的中断请求，并经过判断确定最高优先权的中断请求，并在在CPU响应周期内，将它送入响应周期内，将它送入ISR中相应的位。中相应的位。优先权优先权判别器判别器PR 中断源中断源7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用548259A的基本构成的基本构成 *中断服务寄存器中断服务寄存器ISR为为8位寄存器，用于记录已被位寄存器，用于记录已被CPU响响应的中断。应的中断。 *在中断响应周期里，由在中断响应周期里，由PR根据根据IRR和和IMR的状态，确定的状态，确定先被响应的中断请求，送至先被响应的中断请求，送至ISR，使相应的位被置位，并一直使相应的位被置位，并一直保持（自动保持（自动EO

44、I方式例外）。由方式例外）。由EOI命令复位。命令复位。中断服务中断服务寄存器寄存器ISR 中断源中断源若若ISR中有多中有多个位被置位，个位被置位，是什么原因？是什么原因？7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用558259A的基本构成的基本构成 *中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMR也是也是8位寄存器，用于存放对中断位寄存器，用于存放对中断请求的屏蔽信息，其内容可编程设定。请求的屏蔽信息，其内容可编程设定。 *IMR中的中的8个位对应个位对应IR7IR0这这8个中断请求，个中断请求，当当IMR中中某位被置位，对应的中断请求就被屏蔽。某位被置位，对应的中断请求就被屏蔽。 则，则，IRR对

45、应的位虽被置位，但不能送出它的中断请求信对应的位虽被置位，但不能送出它的中断请求信号给号给CPU，由此实现对各中断有选择的屏蔽。由此实现对各中断有选择的屏蔽。中断屏蔽中断屏蔽寄存器寄存器IMR 中断源中断源7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用568259A的基本构成的基本构成 *数数据据总总线线缓缓冲冲器器为为8位位双双向向三三态态缓缓冲冲器器，是是8259A与与CPU间数据传输的通道。间数据传输的通道。 *CPU通通过过数数据据总总线线缓缓冲冲器器向向8259A送送初初始始化化命命令令和和操操作作命令字，或是读取状态信息。命令字，或是读取状态信息。 *在在中中断断响响应应周周期期，

46、8259A通通过过数数据据总总线线缓缓冲冲器器向向CPU送送出中断类型码。出中断类型码。数据总线数据总线缓冲器缓冲器 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用578259A的基本构成的基本构成 *读读/写控制电路的逻辑功能就是负责接收写控制电路的逻辑功能就是负责接收CPU发发来的控制信号，完成规定的写入命令操作以及读来的控制信号，完成规定的写入命令操作以及读IRR、ISR和和IMR的操作。的操作。 *该片该片8259A的操作过程中，片选的操作过程中，片选CS必须有效。必须有效。读读/写写控制逻辑控制逻辑 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用588259A的基本构成的基本构成 *

47、级联缓冲级联缓冲/比较器用于实现比较器用于实现8259A的级联，构成主从式中的级联，构成主从式中断管理系统，使中断源由断管理系统，使中断源由8级扩展到级扩展到64级。级。 *级级联联线线CAS2CAS0 在在主主从从式式中中断断管管理理系系统统中中，全全部部8259A对对应应相相连连；主主片片8259A，其其为为输输出出线线，CPU响响应应中中断断时时，输输出出级级联联设设备备编编码码，选选中中对对应应的的从从片片；从从片片的的8259A，其其为为输输入线，接收来自主片的设备编码。入线，接收来自主片的设备编码。级联缓冲级联缓冲/比较器比较器 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用598

48、259A的基本构成的基本构成 *控制电路逻辑根据控制电路逻辑根据CPU编程设定的工作方式产生片内控编程设定的工作方式产生片内控制信号，控制片内的工作；制信号，控制片内的工作； *同时，根据同时，根据IRR、IMR的内容和的内容和PR判断结果，向判断结果，向CPU发发出中断请求，接受来自出中断请求，接受来自CPU的中断响应信号。的中断响应信号。控制逻辑控制逻辑 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用60引脚功能引脚功能 1、中断、中断请求求输入入线IR7IR0接受来自外接受来自外设或或8259A从片的中断从片的中断请求信号。求信号。 可可设置置为上升沿触上升沿触发或高或高电平触平触发。中

49、断请求中断请求输入线输入线 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用61引脚功能引脚功能 *双向三态数据线双向三态数据线D7D0 可与系统数据总线直可与系统数据总线直接相连，称为非缓冲方式工作；接相连，称为非缓冲方式工作； *也可通过总线缓冲器与系统数据总线相连，称也可通过总线缓冲器与系统数据总线相连，称为缓冲方式工作。为缓冲方式工作。 双向三态双向三态数据线数据线 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用62引脚功能引脚功能 中断请求线中断请求线INT，输出信号，通常与输出信号，通常与CPU的可的可屏蔽中断输入端屏蔽中断输入端INTR相连，向相连，向CPU发送中断请求信发送中断请

50、求信号。号。 中断请求线中断请求线 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用63引脚功能引脚功能 *接接收收CPU在在中中断断响响应应周周期期发发来来的的中中断断响响应应信信号号，8259A接到此信号后，送上中断类型码；接到此信号后，送上中断类型码； *中断类型码由编程设定。中断类型码由编程设定。中断响应线中断响应线 中断响应线中断响应线7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用64引脚功能引脚功能 *由由CPU的的高高位位地地址址线线控控制制，低低电电平平时时，表表示示8259A被选中，允许被选中，允许CPU对对8259A进行读或写操作；进行读或写操作； *高电平时，表示未选中该片

51、。高电平时，表示未选中该片。 片选信号线片选信号线 片选线片选线7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用65引脚功能引脚功能 地址线地址线A0用以选择用以选择8259A内部不同寄存器。内部不同寄存器。*在在8088系统中，系统中，A0与与CPU的的A0相连；相连；*在在8086系系统统中中，8259A的的D7D0与与系系统统数数据据线线低低8位位相相连连，而而CPU与与偶偶地地址址传传递递低低8位位数数据据信信息息，所所以以A0应与应与8086 CPU的的A1相连。相连。地址线地址线 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用66引脚功能引脚功能 当当读读信信号号低低电电平平时时，允

52、允许许8259A将将中中断断请请求求寄寄存存器器IRR、中中断断服服务务寄寄存存器器ISR、中中断断屏屏蔽蔽寄寄存存器器IMR的内容送上数据总线，供的内容送上数据总线，供CPU读取。读取。读信号读信号 读信号读信号7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用67引脚功能引脚功能写信号低电平时，允许写信号低电平时，允许CPU将将命令字命令字写入写入8259A。写信号写信号 写信号写信号7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用68引脚功能引脚功能 *级级联联线线CAS2CAS0 在在主主从从式式中中断断管管理理系系统统中中，全全部部8259A的的CAS2CAS0与对应端相连。与对应端相连。

53、 *作作为为主主片片的的8259A，其其CAS2CAS0为为输输出出线线，在在CPU响应中断时，用来输出级联设备编码，选中对应的从片；响应中断时，用来输出级联设备编码，选中对应的从片； *作作为为从从片片的的8259A，其其CAS2CAS0为为输输入入线线，接接收收来来自主片的设备编码。自主片的设备编码。级联线级联线 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用69引脚功能引脚功能非缓冲方式工作时，作为输入线，非缓冲方式工作时，作为输入线， *高电平时，表示该高电平时，表示该8259A为主片；为主片； *低电平时，表示该低电平时，表示该8259A为从片。为从片。缓冲方式下工作时，作为输出线，

54、用于控制缓冲器接收和发送。缓冲方式下工作时，作为输出线，用于控制缓冲器接收和发送。从片编程从片编程/ /缓冲使能缓冲使能 从片编程从片编程/缓冲使能缓冲使能 与与CAS2CAS0实现实现8259A的级联的级联7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用708259A的主要功能的主要功能（1） 每一片每一片8259A可管理可管理8级中断，通中断，通过级联， 最最多可以管理多可以管理64级中断；中断；（2）每）每级中断源都可中断源都可单独独进行屏蔽或允行屏蔽或允许；（3） 在中断响在中断响应周期，能向周期，能向CPU提供中断提供中断类型型码，从而使从而使CPU获得相得相应的中断向量的中断向量；（

55、4） 允允许多多级中断嵌套；中断嵌套；（5） 可可设置多种中断置多种中断优先先权管理方式，管理方式，（6） 8259A是可是可编程芯片，用程芯片，用户可通可通过编程程选择不不同的工作方式；同的工作方式；（7） 具有中断具有中断查询方式功能，使方式功能，使CPU以以查询方式与方式与各外各外设进行行I/O操作。操作。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用712、8259A工作过程工作过程当有外部中断当有外部中断请求求时，8259A处理理过程程: （1）中断中断请求寄存器求寄存器IRR接受外部中断接受外部中断请求并求并锁存，当存，当中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMR为0时，则中断中断请求求进

56、入入优先先权判判别器器PR，由由PR判断是否当前判断是否当前优先先权最高？最高？ 如果是，如果是，则8259A的的INT为1，向，向CPU的的INTR发出中断出中断请求；求；7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用722、8259A工作过程工作过程 8259A使使中断服务寄存器中断服务寄存器ISR的相应位置的相应位置1，并将，并将中断请求寄存器中断请求寄存器IRR的相应位清零，再送出中断类型的相应位清零，再送出中断类型码；码；断，发回断，发回信号；信号； （2）当）当CPU的中断允许标志的中断允许标志IF=1，CPU响应中响应中INTA7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用732

57、、8259A工作过程工作过程 （3）若允）若允许中断嵌套，中断嵌套，则由由8259A的的PR依据依据ISR中的状中的状态，判断新的中断，判断新的中断请求求优先先权是否高于正在服是否高于正在服务的中断。的中断。 若是，若是，则送出送出INT=1，向向CPU的的INTR发中断中断请求信号，从而求信号，从而实现中断嵌套。中断嵌套。 （4）当中断服）当中断服务结束束时，CPU送出中断送出中断结束命令，束命令，使使8259A清除清除ISR的相的相应位，从而位，从而结束一个中断服束一个中断服务。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用743、8259A的工作方式的工作方式 8259A具具有有十十分分

58、灵灵活活的的运运行行方方式式，可可以以通通过编程程设定定工工作作方方式式，满足足用用户对中中断断管管理理的的不不同同要要求。求。 主要工作方式主要工作方式： （1）中断）中断请求触求触发方式方式（2）屏蔽中断源方式）屏蔽中断源方式（3）中断中断优先先权设置方式置方式 （4）中断中断结束（束（EOI）方式方式 （5）连接系接系统总线方式方式（6）中断中断查询方式方式 （7）级联方式方式 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用75（1）中断请求触发方式）中断请求触发方式*电平触平触发*边沿触沿触发7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用76电平触发电平触发 8259A将将中中断断请求

59、求输入入线上上出出现高高电平平作作为有有效效的中断的中断请求信号。求信号。 注注意意：当当中中断断请求求输入入端端出出现一一个个高高电平平并并得得到到CPU响响应时，应及及时撤消信号。撤消信号。 否否则，在在CPU进入入中中断断处理理过程程，开开放放中中断断后后，会引起会引起错误的第二次中断。的第二次中断。 限定中断源产生的中断请求触发电平的时间，持限定中断源产生的中断请求触发电平的时间，持续至续至CPU响应它的第一个响应它的第一个INTA脉冲的下降沿。脉冲的下降沿。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用77边沿触发边沿触发 8259A将将中中断断请求求输入入线出出现的的上上升升沿沿作

60、作为中中断断请求求信信号号。上上升升沿沿触触发后后，可可一一直直保保持持高高电平平，而而不不会会产生重复触生重复触发。 通常用通常用负脉冲的后沿脉冲的后沿实现边沿触沿触发。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用78（2）屏蔽中断源方式）屏蔽中断源方式*普通屏蔽方式普通屏蔽方式*特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用79普通屏蔽方式普通屏蔽方式 CPU对8259A的的中中断断屏屏蔽蔽寄寄存存器器IMR写写入入命命令令字字OCWl，使使IMR中中的的某某个个位位或或几几个个位位置置1，对应的的中断中断请求就被屏蔽，从而不能被求就被屏蔽，从而不能被8259A

61、送到送到CPU。 而而IMR中中被被置置0的的那那些些位位对应的的中中断断请求求允允许从从8259A送到送到CPU。 对中中断断屏屏蔽蔽可可以以随随时修修改改，即即通通过对命命令令字字OCWl的重新的重新设置，置，实现对某些中断的屏蔽。某些中断的屏蔽。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用80特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式 是是在在中中断断服服务程程序序中中使使用用，用用于于中中断断嵌嵌套套，实现在在高高优先先权的的中中断断服服务程程序序中中开开放放低低优先先权的的中中断断请求求。 实现：在在中中断断服服务程程序序中中，用用命命令令字字OCW1对中中断断屏屏蔽蔽寄寄存存器器IMR中中相相应的

62、的位位置置1，且且清清除除当当前前中中断断服服务寄寄存存器器ISR对应的的位位，从从而而开开放放低低优先先权的的中中断断请求。求。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用81（3）中断优先权设置方式）中断优先权设置方式*普通全嵌套方式普通全嵌套方式*特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式*优先先权自自动循循环方式方式*优先先权特殊循特殊循环方式方式7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用82普通全嵌套方式普通全嵌套方式 这是是8259A最最基基本本、最最常常用用的的工工作作方方式式，若若对8259A初初始始化化后后没没有有设置置其其它它优先先权方方式式，则默默认为此方式。此方式。 普普通通全

63、全嵌嵌套套方方式式中中，8259A的的8个个中中断断源源请求求的的优先先权级别，按按照照IR0优先先权最最高高、IR7优先先权最最低低的的固定固定优先先权顺序。序。 当当一一个个中中断断被被响响应后后，只只有有比比它它高高优先先权的的中中断断请求才会被响求才会被响应。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用83特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式 与与普普通通全全嵌嵌套套方方式式基基本本相相同同，优先先权顺序序按按照照IR0优先先权最高、最高、IR7优先先权最低的固定最低的固定顺序。序。 唯唯一一不不同同在在于于：若若CPU正正在在处理理某某一一级中中断断时，如如果果有有同同级的的中中断断请求求

64、，8259A也也会会送送出出中中断断请求求给CPU。 特殊全嵌套方式是特殊全嵌套方式是对同同级中断的一种中断嵌套中断的一种中断嵌套。 一一般般用用在在8259A级联的的系系统中中，设定定主主片片为特特殊殊全嵌套方式。全嵌套方式。 当当某某一一从从片片的的中中断断请求求正正在在被被处理理时，既既开开放放主主片片上上其其他他优先先权高高的的中中断断请求求，同同时也也开开放放了了同同一一从从片上的片上的较高高优先先权的中断的中断请求。求。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用84优先权自动循环方式优先权自动循环方式 一一个个系系统的的几几个个中中断断源源的的重重要要性性差差别不不大大，因因而

65、而希希望望它它的的优先先权不是固定不不是固定不变的。的。 优先先权自自动循循环方式下，方式下，优先先权顺序是在序是在变化的：化的：初始初始时，IR0为最高最高优先先权，IR7为最低最低优先先权；当一个中断被当一个中断被CPU响响应后，它的后，它的优先先权自自动降降为最低的；最低的；原在其下一原在其下一级的中断升的中断升为最高最高优先先权，其余循，其余循环类推。推。 假假设，初初始始时有有IR3中中断断请求求，且且被被CPU响响应，当当IR3的的中断服中断服务结束后，束后，IR3降降为最低最低优先先权。 此此时的的优先先权顺序序变为：IR4、IR5、IR6、IR7、IR0、IRl、IR2、IR3

66、。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用85优先权特殊循环方式优先权特殊循环方式 与与优优先先权权自自动动循循环环方方式式相相似似，优优先先权权的的顺顺序序是是变变化化的的，当当一一个个中中断断被被CPU响响应应，它它的的优优先先权权自自动动降为最低。降为最低。 优优先先权权特特殊殊循循环环方方式式中中，初初始始最最低低优优先先权权是是由由编程设定的。编程设定的。 设设编编程程时时设设定定IR4为为最最低低，则则初初始始优优先先权权顺顺序序由由高高至至低低为为：IR5、IR6、IR7、IR0、IRl、IR2、IR3、IR4。 优优先先权权顺顺序序还还可可在在执执行行EOI命命令令时时指

67、指明明最最低低优优先先权。权。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用86（4）中断结束（）中断结束（EOI）方式方式 当当一一个个中中断断请求求被被响响应，8259A在在中中断断服服务寄寄存存器器ISR的相的相应位置位置l。 当当中中断断服服务结束束时，必必须将将ISR中中相相应的的位位清清0，进行中断行中断结束操作。束操作。* 自自动中断中断结束方式束方式 * 普通中断普通中断结束方式束方式* 特殊中断特殊中断结束方式束方式 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用87自动中断结束方式自动中断结束方式 CPU一一旦旦进入入中中断断响响应周周期期，8259A就就自自动将将当当前前

68、中断服中断服务寄存器寄存器ISR中相中相应的位清的位清0。 这时，尽尽管管CPU正正在在为某某个个中中断断源源服服务，但但在在8259A的的ISR中中没没有有对应位位置置1，优先先权判判别器器PR不不能能依依据据ISR正正确确判判别是是否否接接收收新新的的中中断断请求求，就就会会出出现低低优先先权中断打断高中断打断高优先先权中断的情况。中断的情况。 自自动中中断断结束束方方式式通通常常用用在在不不允允许中中断断嵌嵌套套的的场合。合。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用88普通中断结束方式普通中断结束方式 普通中断普通中断结束方式用在普通全嵌套情况下。束方式用在普通全嵌套情况下。 在在

69、中中断断服服务结束束时，必必须由由CPU用用OUT指指令令发来来一一个个普普通通EOI命命令令，8259A收收到到后后，将将当当前前中中断断服服务寄存器寄存器ISR中的已置中的已置1的最高的最高优先先权的位复位。的位复位。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用89特殊中断结束方式特殊中断结束方式 特殊中断特殊中断结束方式多用于束方式多用于优先先权循循环情况下。情况下。 由由CPU在在中中断断服服务结束束时，发出出一一条条特特殊殊EOI命令，指明要清除命令，指明要清除ISR中的哪一位。中的哪一位。 注注意意：在在级联方方式式下下，一一般般不不用用自自动EOI方方式式，而用普通中断而用普通

70、中断结束或特殊中断束或特殊中断结束方式。束方式。 一一个个中中断断结束束可可能能要要发两两次次EOI命命令令，一一次次对主主片，一次片，一次对从片，分从片，分别清除主、从片的清除主、从片的ISR中相中相应位。位。 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用90（5）连接系统总线方式连接系统总线方式*缓冲方式缓冲方式 8259A通过总线缓冲器和系统数据总线通过总线缓冲器和系统数据总线相连。相连。 8259A的的端和总线缓冲器的允许端相连。端和总线缓冲器的允许端相连。 输出的低电平作为总线缓冲器的启动信号。输出的低电平作为总线缓冲器的启动信号。*非缓冲方式非缓冲方式 8259A直接与数据总线相

71、连。直接与数据总线相连。为输入端。单片的为输入端。单片的8259A系统，系统，作作接高电平；接高电平；多片多片8259A的级联系统，主片的级联系统，主片接高电平，从片接高电平，从片接低电平。接低电平。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用91（6 6）中断查询方式）中断查询方式 8259A提供了中断提供了中断查询方式。方式。 这种种方方式式下下，外外设仍仍然然靠靠中中断断请求求要要求求服服务，但但CPU不不是是通通过对中中断断请求求的的响响应，而而是是靠靠主主动查询实现对外外设的服的服务。 在在CPU为关关中中断断情情况况下下，外外设的的中中断断请求求信信号号不不被被响响应，但但CPU

72、可可以以通通过查询方方式式检查请求求中中断断的外的外设，获取中断取中断请求信号，从而求信号，从而进入中断服入中断服务。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用92（7）级联方式级联方式 8259A可以及联使用，一个主可以及联使用，一个主8259A可以最多带可以最多带8个从个从8259A，将中断源扩展到将中断源扩展到64级。级。 级联方式下，从片的级联方式下，从片的INT端接至主片的端接至主片的IRi端，端，从片上的中断请求通过主片的从片上的中断请求通过主片的INT送至送至CPU；CPU发来的中断响应信号发来的中断响应信号送至主、从片上。送至主、从片上。 主主8259A在级联线上在级联线上

73、CAS2CAS0送出相应的标送出相应的标识符编码，若从片的标识符与主片送出的相同，该识符编码，若从片的标识符与主片送出的相同，该动作，而由该从片送上中断类型码。动作，而由该从片送上中断类型码。从片的从片的起作用。在第二个起作用。在第二个负脉冲时，主片不负脉冲时，主片不7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用93（7）级联方式级联方式 通通常常主主片片采采用用特特殊殊全全嵌嵌套套方方式式，允允许同同一一从从片片上上优先先权高的中断高的中断请求打断求打断优先先权低的中断低的中断请求。求。 其其余余的的工工作作方方式式、寄寄存存器器读取取方方法法与与单片片系系统基基本相同。本相同。8259A的

74、级联除对中断响应信号的级联除对中断响应信号的操作与单的操作与单片系统不同外，优先权的设置也不同。片系统不同外，优先权的设置也不同。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用944、8259A编程方法编程方法 8259A为可可编程程的的中中断断控控制制器器，它它的的工工作作状状态和操作是由接收和操作是由接收CPU的命令而确定的。的命令而确定的。 8259A在在开开始始使使用用前前，首首先先写写入入 初初始始化化命命令令字字，使使其其处于于预定定的的初初始始状状态；初初始始化化命命令令字字设定定后后，在整个系在整个系统工作工作过程中保持不程中保持不变； 操操作作命命令令字字用用来来控控制制82

75、59A执行行不不同同的的操操作作方方式式。初初始始化化命命令令字字设置置后后，在在8259A工工作作期期间的的任任何何时刻刻都都可可设置置操操作作命命令令字字，且且允允许重重置置操操作作命命令令字字动态地改地改变8259A的操作方式。的操作方式。作业作业7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用95初始化命令字初始化命令字初始化命令字有初始化命令字有4个个 ： ICW1格式格式 ICW2格式格式 ICW3格式格式 ICW4格式格式8259A在使用前首先必须对它进在使用前首先必须对它进行初始化，使其处于预定的初行初始化，使其处于预定的初始状态，初始化命令字设定后，始状态，初始化命令字设定后，

76、整个工作过程中保持不变。整个工作过程中保持不变。例题例题7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用96ICW1格式格式D41，A00表示表示设置的是置的是ICW1注意：注意： A00，表示表示输入入8259A低地址端口；低地址端口；7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用97ICW2格式格式ICW2用于用于设置中断置中断类型型码。注意：注意： A01，表示表示输入入8259A高地址端口。高地址端口。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用98ICW3格式格式ICW3是在是在级联方式下方式下设置的初始化命令字。置的初始化命令字。当当ICW1中中D11，单片使用，不需要片使用，不需

77、要ICW3；当当ICW1中中D10 ，表示，表示8259A工作于工作于级联方式，必方式，必须设置置ICW3。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用99ICW3格式格式 * 假假设，主片，主片ICW30101 0011，表示该从片的表示该从片的INT连至主片的连至主片的IR7 表示表示IR6、 IR4、 IR1、 IR0上接有从片上接有从片 * 假设，从片假设，从片ICW30000 0111，7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用100ICW4格式格式当当ICW1的的D0 =1，需要，需要设置置ICW4。 D7 D6 D5 = 000 ICW4的标志的标志SFNM1，用于指明是否

78、选择特殊全嵌套方式，一用于指明是否选择特殊全嵌套方式，一般在使用多片般在使用多片8259A中使用，主片即选用特殊全嵌套中使用，主片即选用特殊全嵌套方式。方式。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用101例题例题解：其初始化程序如下解：其初始化程序如下:MOV AL，13H；设置置ICW1=0001 0011，即采用即采用边沿沿；触；触发，单片，需要片，需要ICW4OUT 80H，AL；ICW1写入地址写入地址A0=0MOV AL，18H；ICW2=0001 1000，确定确定ICW2的高的高5位位OUT 81H，AL；ICW2写入地址写入地址A0 =1MOV AL，0DH；ICW4=0

79、000 1101，即普通嵌套方式，即普通嵌套方式，；缓冲方式，非自冲方式，非自动中断中断结束方式，用束方式，用；于；于8086/8088OUT 81H，AL；ICW4写入地址写入地址A0 =1 单片单片8259A的端口地址是的端口地址是80H和和81H，采用边沿触发，普采用边沿触发，普通嵌套方式，缓冲方式，非自动中断结束方式，需要通嵌套方式，缓冲方式，非自动中断结束方式，需要ICW4，中断类型码是中断类型码是18H1FH，请对请对8259A进行初始化。进行初始化。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用102操作命令字操作命令字 向向8259A写入初始化命令字后，写入初始化命令字后，82

80、59A就就处于于设定的工作状定的工作状态，随，随时准准备接受中断接受中断请求信号，按要求求信号，按要求管理中断；管理中断； 自自动进入操作命令状入操作命令状态，在任何，在任何时刻都可以刻都可以设置置操作命令字，操作命令字，选择其不同的操作方式；其不同的操作方式； 操作命令字操作命令字用于用于规定中断屏蔽、中断定中断屏蔽、中断结束、束、优先先权循循环和中断状和中断状态的的读出和出和查询等等。等等。操作命令字有三个，根据需要操作命令字有三个，根据需要输入，无需按入，无需按顺序。序。OCW1OCW2OCW3例题例题7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用103OCW1OCW1的功能的功能用来用

81、来动态地地设置中断源的屏蔽状置中断源的屏蔽状态。CPU也可以从也可以从8259A的高地址端口读取中断屏蔽寄存的高地址端口读取中断屏蔽寄存器器IMR的内容。的内容。假设，假设，OCW133H 表示表示IR5、 IR4、 IR1、 IR0引脚上的中断被引脚上的中断被屏蔽，其余中断请求允许；屏蔽，其余中断请求允许；7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用104OCW2D4D300：可作：可作为OCW2的的标志位。志位。D5： 即即EOI，中断中断结束命令位。束命令位。OCW2的功能的功能 就是就是用于控制中断结束，优先权循环等操作方式。用于控制中断结束，优先权循环等操作方式。7/21/2024

82、微机原理及应用微机原理及应用105OCW2 若若ICW4中中AEOI0，表明表明设置非自置非自动中断中断结束束方式，方式，则在中断服在中断服务程序最后中断返回前必程序最后中断返回前必须设置中置中断断结束束(EOI)命令。命令。 EOI置置1为一个一个EOI命令，命令，执行此命令将清除行此命令将清除8259A的中断服的中断服务寄存器寄存器ISR具有最高具有最高优先先权的位或的位或由由L2L0指定的位；指定的位； R、SL、EOI三位配合使用三位配合使用选择中断中断结束和束和优先先权循循环的操作方式。的操作方式。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用106OCW2假假设，OCW20110

83、0011，是是特殊特殊EOI命令命令，清除清除ISR指定的位指定的位（即（即D3）； OCW21000 0000，设置置为工作于中断工作于中断优先先权自自动循循环方式。方式。优先先权初始初始次序由高至低次序由高至低为IR0IR7，当一个中断被当一个中断被处理返回后，自理返回后，自动降降为最低最低级，其下一，其下一级作作为最高最高级，其余依次，其余依次类推。推。 OCW21110 0010，清除清除ISR中当前中断中当前中断对应的位，指定当前系的位，指定当前系统的最低的最低优先先权级（IR2 ） 。中断返回后，中断返回后，优先先权次序改次序改为IR3、IR4、IR5、IR6、IR7、IR0、IR

84、l、IR2。 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用107OCW3OCW3用于控制用于控制8259A的运行方式。的运行方式。包括包括设置或撤置或撤销特殊屏蔽方式和特殊屏蔽方式和查询方式，方式，可可读出出8259A的中断的中断请求寄存器求寄存器IRR ，中断服中断服务寄存寄存器器ISR等。等。P1，查询D4D301OCW3的标志的标志7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用108OCW3当当CPU发来一个来一个OCW3查询命令（命令（P1）：）： 假假设，此，此时优先先权次序次序为IR3、IR4、IR5、IR6、IR7、IR0、IRl、IR2 ，且，且IR5、IRl有中断有中断请求

85、。求。 随后，随后，CPU执行一条行一条输入指令，便可得到入指令，便可得到查询字：字： 85H 查询字格式查询字格式1，有中断请求有中断请求优先权优先权最高位最高位7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用109OCW3CPU不必不必设置置OCW3，可随可随时在高地址在高地址读取取IMR的的值；而而读取取IRR和和ISR之前，必之前，必须先先发一个一个OCW3命令字。命令字。D1D0：读取读取8259A的的IRR或或ISR的值的值7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用110OCW3假假设，8259A的端口地址的端口地址为20H，21H，MOV AL,0AH; 设置置OCW3，其中其

86、中D1D0=10OUT 20H,AL;从低端口从低端口输出出NOP；等待等待IN AL,20H;读入入IRR的内容的内容如果需要读入如果需要读入ISR的内容，如何修改？的内容，如何修改？7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用111R、SL、EOI组合组合RSL EOI意义及应用意义及应用000结束优先权自动循环方式。用于方式设置结束优先权自动循环方式。用于方式设置001普通中断结束命令。用于普通全嵌套方式中的中断结束普通中断结束命令。用于普通全嵌套方式中的中断结束010无意义无意义* 011特殊中断结束命令。清除特殊中断结束命令。清除ISR中指定位中指定位100设置优先权自动循环方式。

87、用于方式设置设置优先权自动循环方式。用于方式设置101普通中断结束命令并设置优先权自动循环，优先权次序移一级普通中断结束命令并设置优先权自动循环，优先权次序移一级* 110指定优先权特殊循环方式的最低级。用于方式设置指定优先权特殊循环方式的最低级。用于方式设置* l11普通中断结束命令并设置优先权特殊循环，指定新的最低级普通中断结束命令并设置优先权特殊循环，指定新的最低级注：有信号的组合，注：有信号的组合，OCW2的的L2L0有效有效7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用112例题例题(1)1、已知、已知8259A的端口地址是的端口地址是20H，21H，读取其中断取其中断请求寄求寄存器

88、存器IRR和中断服和中断服务寄存器寄存器ISR的内容。的内容。解：解： MOV AL,0AH；OCW3=0000 1010，读IRR寄存器寄存器OUT 20H,AL；OCW3输出到出到8259A的低地址的低地址NOP；空操作，等待空操作，等待3个个时钟周期周期IN AL,20H；从低地址从低地址读入入IRR的内容的内容7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用113例题例题(2)2、修改中断屏蔽寄存器、修改中断屏蔽寄存器IMR内容，使内容，使IR5的中断的中断请求被屏蔽，求被屏蔽，开放开放IR3的中断的中断请求，其余不求，其余不变，8259A的端口地址的端口地址60H，62H。解：解：OC

89、W1对应位位为0，开中断；，开中断；对应位位为1，禁止中断；，禁止中断；CPU从从8259A高地址高地址读取的内容就是中断屏蔽寄存器取的内容就是中断屏蔽寄存器IMR的内容。的内容。IN AL,62H；从高地址从高地址读入入IMRAND AL,0F7H；读入的入的IMR与与1111 0111，即，即IR3置置0OR AL,20H；以上以上IMR的的值或或0010 0000，即，即IR5置置1OUT 62H,AL；从高地址写入从高地址写入IMR7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用114例题例题(3)3、8259A当前中断服当前中断服务寄存器寄存器ISR的内容代表什么的内容代表什么?在中断

90、嵌套和在中断嵌套和单个中断情况下，个中断情况下，ISR的内容有什么不的内容有什么不同？同？ 解：解：中断服中断服务寄存器寄存器ISR记录了正被了正被CPU响响应的中断的中断（在非自（在非自动EOIEOI方式下）。方式下）。ISR是是8位寄存器，位寄存器，8个位个位分分别对应8个中断源个中断源IRi，若某个中断源的中断若某个中断源的中断请求被求被CPU响响应，则对应位置位置1。单个中断被响个中断被响应时，ISR中只有一个位中只有一个位为1。 中断嵌套中断嵌套时ISR中有两个以上的位中有两个以上的位为1，表明一个，表明一个中断未中断未处理理结束，又束，又转入更高入更高优先先权的中断的中断处理中。理

91、中。所以所以ISR表示当前有哪些正在响表示当前有哪些正在响应的中断存在。的中断存在。 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用115例题例题(4)4 4、82598259A A按按中中断断结束束方方式式分分有有哪哪几几种种？若若初初始始化化时设置置为非非自自动中中断断结束束方方式式，则在在中中断断服服务程程序序未未尾尾应设置置什什么么操操作作命令？不命令？不设置将会置将会对中断系中断系统产生什么影响？生什么影响？解解：82598259A A按按中中断断结束束方方式式分分有有3 3种种：自自动中中断断结束束方方式式、普普通中断通中断结束方式、特殊中断束方式、特殊中断结束方式。束方式。初初始

92、始化化时设置置为非非自自动中中断断结束束方方式式，则在在中中断断服服务程程序序末末尾尾应设置置中中断断结束束命命令令即即EOIEOI命命令令（即即写写OCW2OCW2），将将ISRISR中中对应的置的置1 1位清位清0 0，表示，表示该中断源的中断中断源的中断处理理结束了。束了。若若在在中中断断服服务程程序序末末尾尾没没有有执行行EOIEOI命命令令，则ISRISR中中对应的的置置1 1位一直保持。位一直保持。当当对应的的中中断断源源的的中中断断处理理结束束，而而ISRISR中中仍仍记录该中中断断正正在在处理理，因因此此，将将影影响响优先先权判判别器器PRPR的的正正确确判判别，导致致比比该中

93、断源中断源优先先权低的中断低的中断请求不能被响求不能被响应。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用116例题例题(5)5、设目目前前系系统的的最最高高优先先权为IR5，若若执行行OCW2命命令令，且且命命令令中中EOI0，R1，SL1，L2L1L0011。请指出指出OCW2命令命令执行后，行后，8259A的的优先先权顺序。序。解：因解：因为OCW2命令中命令中R1，SL1，EOI0，则该命令是命令是指定指定优先先权特殊循特殊循环方式的最低方式的最低级；由由L2L1L0011，确定最低确定最低优先先权为IR3 ；因此因此执行行该OCW2命令命令后，后，8259A的的8个中断源的个中断源的

94、优先先权从高至低次序从高至低次序为IR4、IR5、IR6、IR7、IR0、IR1、IR2、IR3。 7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用117例题例题(6)6、设系系统中使用中使用单片片8259A，初始化中初始化中设置了中断置了中断请求上升沿触求上升沿触发、中断、中断类型型码40H、普通全嵌套、普通全嵌套、非非缓冲方式、用于冲方式、用于8086/8088系系统、非自、非自动中断中断结束束方式。若系方式。若系统首先有首先有IR4的中断的中断请求，在求，在执行行IR4的的中断服中断服务程序期程序期间，又有，又有IR3、IR6同同时申申请中断。中断。解：初始化命令字解：初始化命令字为：IC

95、Wl13H，ICW240H，ICW401H。系系统按按照照普普通通全全嵌嵌套套方方式式进行行中中断断处理理，中中断断处理理的的过程程7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用118中断处理的过程中断处理的过程1、程序中必、程序中必须安排开中断安排开中断（STI），），CPU才能响才能响应中断；中断；2、中断服、中断服务程序必程序必须安排开中安排开中断指令，才能断指令，才能实现中断嵌套，普中断嵌套，普通全嵌套方式通全嵌套方式优先先权顺序序固定固定为IR0，IR7。 3、每个中断服每个中断服务程序程序结束前必束前必须进行中断行中断结束操作，使束操作，使中断服中断服务寄存器寄存器ISR中相中相应

96、位清位清0。普通。普通中断中断结束方式的束方式的EOI命令是命令是OCW220H，写入低地址端口。写入低地址端口。 4、在在IR4的中断服的中断服务程序中，不程序中，不能提前能提前发出出EOI命令；否命令；否则，将，将ISR4清清0，会提前响，会提前响应IR6 。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用119例题例题(7)全嵌套方式下，图示连接方式的中断优先权次序。全嵌套方式下，图示连接方式的中断优先权次序。解：解： 主片：主片： IR0 （最高优先权）（最高优先权）从片从片0号：号：IR0IR7主片：主片： IR2IR6 从片从片1号：号：IR0IR7 （最低优先权）（最低优先权）7/

97、21/2024微机原理及应用微机原理及应用120例题例题(8) 若一个中断系若一个中断系统有一片主有一片主8259A和和3片从片从8259A，从从8259A分分别接至主接至主8259A的的IR2、IR3和和IR4上。若主上。若主8259A的的IMR此此时设置置为01010000，各从，各从8259A的的IMR均均设置置为0，且，且连接接IR3的从的从8259A此此时最低最低优先先权为IR5。请按按优先先权由高到低的由高到低的顺序列出各未被屏蔽的中断序列出各未被屏蔽的中断级。试编写主写主8259A和和连接接IR3的从的从8259A的初始化程序及写入有关的操作命令字（的初始化程序及写入有关的操作命

98、令字（8259A端口地端口地址及中断址及中断类型型码自定）。自定）。解：系系统中共有中共有4片片8259A，应有中断源有中断源输入端入端为38529。但但主主8259A的的IMR此此时设置置为01010000，则连接接主主8259A上上IR4的的从从片片被被屏屏蔽，主蔽，主8259A的的IR6被屏蔽，此被屏蔽，此时未被屏蔽的中断源有未被屏蔽的中断源有20个。个。未被屏蔽的各中断源按未被屏蔽的各中断源按优先先权由高到低的由高到低的顺序分序分别是：是：主片：主片：IR0、IRl 、接接IR2的从片：的从片：IR0IR7、接接IR3的从片：的从片：IR6IR5（连接接IR3的从的从8259A此此时最

99、低最低优先先权为IR5 ） 、主片：主片：IR5、IR7。7/21/2024微机原理及应用微机原理及应用121例题例题(9) 设主主8259A的的的的端端口口地地址址为20H、21H，连IR3的的从从片片端端口口地地址址为24H、25H。主主片片的的初初始始化化：设定定缓冲冲方方式式，级联，IR2、IR3和和IR4上上连接接从从片片，中中断断请求求信信号号边沿沿触触发，中中断断类型型码40H47H，特特殊殊全全嵌嵌套套方方式式，非非自自动EOI，屏蔽屏蔽IR4、IR6。主片初始化程序主片初始化程序如下：如下： MOV AL，11H ；ICW10001 0001，需要需要ICW4，边沿触沿触发

100、OUT 20H，AL ；写写ICW1 MOV AL，40H ；ICW20100 0000，中断中断类型型码为40H47H OUT 21H，AL ；写写ICW2 MOV AL，1CH ；ICW30001 1100， IR2、IR3和和IR4接有从片接有从片 OUT 21H，AL ；写写ICW3 MOV AL，1DH ；ICW40001 1101，特殊全嵌套，特殊全嵌套，缓冲，主片，冲，主片， ；非自非自动EOI， 8086/8088 OUT 21H，AL ；写写ICW4 MOV AL，50H ；OCW10101 0000，主片主片IR4、IR6屏蔽屏蔽 OUT 21H，AL ；写写OCW1 7/

101、21/2024微机原理及应用微机原理及应用122例题例题(10) 连接连接IR3的从片初始化的从片初始化：设定定缓冲冲方方式式，级联，该从从片片接接至至主主片片的的IR3上上，中中断断请求求信信号号边沿沿触触发，中断中断类型型码48H4FH，优先先权特殊循特殊循环方式，方式，IR5为最低，非自最低，非自动EOI。初始化程序如下：初始化程序如下：MOV AL，11H ；ICW10001 0001，需要需要ICW4，边沿触沿触发OUT 24H，AL ；写写ICWlMOV AL，48H ；ICW20100 1000，中断中断类型型码为48H4FHOUT 25H，AL ；写写ICW2MOV AL，03

102、H ；ICW30000 0011，编码为3，该从片接至主片从片接至主片IR3OUT 25H，AL ；写写ICW3MOV AL，09H ；ICW40000 1001，缓冲，从片，冲，从片， ；非自；非自动EOI，8086/8088OUT 25H，AL ；写写ICW4MOV AL，0 ；OCW1=0，接至接至IR3的从片开放所有中断的从片开放所有中断OUT 25H，AL ；写写OCWl；写入高地址是写入高地址是OCW1MOV AL，0C5H ；OCW21100 0101，00表示是表示是OCW2，110表示表示优先先 ；权特殊循特殊循环方式的最低方式的最低级，101表示表示IR5为最低最低OUT 24H，AL ；写写OCW27/21/2024微机原理及应用微机原理及应用123作业作业P197 ： 2，8，9、177/21/2024微机原理及应用微机原理及应用124