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1、微机接口与通讯微机接口与通讯( (第第五五章）章）武汉科技大学计算机学院武汉科技大学计算机学院第五章第五章 中断技中断技术术n本章内容本章内容5.1 中断的基本概念中断的基本概念5.2 IBM-PC微机中断系统微机中断系统5.3 可编程中断控制器可编程中断控制器8259A5.4 8259A在微机系统中的应用在微机系统中的应用本章要点本章要点5.1 5.1 中断的基本概中断的基本概念念n本节内容本节内容1什么是中断什么是中断2中断源与中断识别中断源与中断识别3中断向量与中断向量表中断向量与中断向量表4中断类型号与中断向量指针中断类型号与中断向量指针5中断向量的装入中断向量的装入(填写填写)与修改
2、与修改6中断优先级排队方式中断优先级排队方式7中断嵌套中断嵌套章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要1. 1. 什么是中什么是中断断章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要中断：中断：是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或由程序预先安排的事件，引起CPU中断正在运行的程序，转去为该事件服务。服务完毕，再返回去继续运行被暂时中断的程序的过程。节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要中断服务中断服务( (处理处理) )程序、断点程序、断点2. 2. 中断源与中断识中断源与中断识别别章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要指令中断：指令中断：INT
3、 10H、INT 21H等2 2）中断识别：）中断识别：确定中断源，实现程序转移向量中断：向量中断：中断向量、中断号1 1）中断源：）中断源：发出中断请求的外部设备或引起中断的内部原因外设中断：外设中断：键盘、打印机、显示器等硬件故障中断：硬件故障中断：奇偶错、电源故障等程序性中断：程序性中断：除法溢出、非法操作码等查询中断：查询中断：软、硬件查询确定中断源3. 3. 中断向量与中断向量中断向量与中断向量表表章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要中断向量：中断向量：中断服务程序入口地址 ，4个字节（偏移地址、段首址）中断向量表：中断向量表： PA=00
4、0H3FFH，256个；存储结构（中断号,顺序）4. 4. 中断类型号与中断向量指中断类型号与中断向量指针针章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要类型号：类型号：8位，N=00FFH中断向量指针：中断向量指针：PA=4*N5.5.中断向量的装入中断向量的装入( (填写填写) )与修与修改改章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要修改方法与步骤：修改方法与步骤：系统配置和使用的系统软件负责1）装入：）装入：2）中断向量的修改）中断向量的修改保存原中断向量保存原中断向量 INT 21H 的35H号功能设置新中断向量设
5、置新中断向量 INT 21H 的25H号功能恢复原中断向量恢复原中断向量 INT 21H 的25H号功能设中断类型号为N,服务程序入口为INT_SEV中断向量装入程序段中断向量装入程序段中断向量修改程序段中断向量修改程序段6.6.中断优先级排队方中断优先级排队方式式章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要按优先级排队循环轮流排队7. 7. 中断嵌中断嵌套套章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要（一般）完全嵌套特定完全嵌套5.2 IBM-PC5.2 IBM-PC微机中断系统微机中断系统n本节内容本节内容章章章章内容
6、提要内容提要内容提要内容提要1硬中断（硬中断（NMI和和INTR）2软中断软中断3硬中断与软中断的比较硬中断与软中断的比较4软中断的应用软中断的应用5中断的处理过程（中断的处理过程（INTR）6中断响应周期及中断响应周期及INTA的作用的作用分类：分类：硬中断(外部中断)、软中断(内部中断)1.1.硬中断（硬中断（NMINMI和和INTRINTR）章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要中断号中断号IRQ标准应用标准应用02H08H09H0AH70H71H72H73H74H75H76H77H0BH0CH0DH0EH0FHNMI01289101112131
7、41534567奇偶检验错、I/O检测错中断定时器T0中断键盘输入中断接收从片8259A的中断请求实时钟中断改向INT 0AH(以IR2出现)保留保留保留协处理器中断硬磁盘控制器中断保留串行通信(COM2)中断串行通信(COM1)中断打印机(LPT2)中断软磁盘控制器中断打印机(LPT1)中断随机性随机性1 1）不可屏蔽中断）不可屏蔽中断NMINMI2 2）可屏蔽中断）可屏蔽中断INTRINTR2.2.软中断软中断章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要1 1）双字节指令形式的中断）双字节指令形式的中断(INT (INT n)n)2 2）特殊中断）特殊中
8、断ROM-BIOSROM-BIOS中断：中断：INT 10H;INT 16H等DOSDOS中断：中断：INT 21H;INT 20H等未定义中断：未定义中断：INT 60H;INT 78H等3.3.硬中断与软中断的比较硬中断与软中断的比较章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要特点特点软中断软中断硬硬中断中断(INTR)(INTR)随机性、突发性随机性、突发性否是中断响应周期中断响应周期无有类型号的提供类型号的提供指令或固定中断 控制器可屏蔽可屏蔽否是NMINMI具有随机具有随机性性, , 其他特其他特点同软中断点同软中断4.4.软中断的应用软中断的应用
9、章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要ROM-BIOSROM-BIOS中断中断DOSDOS中断中断5.5.中断的处理过程（中断的处理过程（INTRINTR）章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要不同中断的处理过程区别：获取类型号不同中断的处理过程区别：获取类型号的方法不同；另，软中断无申请阶段的方法不同；另，软中断无申请阶段1 1）中断申请）中断申请2 2）中断响应）中断响应3 3）中断服务）中断服务4 4）中断返回）中断返回CPU在每条指令最后一个T内检测INTR；若为高电平, IF=1,且无DMA请求,当前
10、指令执行完进入响应阶段执行中断服务程序 服务程序结构服务程序结构执行到IRET恢复断点，返回6.6.中断响应周期及中断响应周期及INTAINTA的作用的作用章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要两个连续中断应答信号两个连续中断应答信号INTAINTA负负脉冲组成一个中断响应周期脉冲组成一个中断响应周期第第1 1个负脉冲：个负脉冲：第第2 2个负脉冲：个负脉冲：CPU:CPU:LOCK=0;8259A:8259A:IRRi=0;ISRi=1CPU:CPU:LOCK=1;ALE=0;8259A:8259A:类型号 CPU 自动结束方式中ISRi=0中断响应
11、周期图示中断响应周期图示5.3 5.3 可编程中断控制器可编程中断控制器8259A8259An本节内容本节内容18259A协助协助CPU完成的工作完成的工作28259A的外部特性和内部结构的外部特性和内部结构38259A的工作方式的工作方式48259A的编程命令及中断操作功能的编程命令及中断操作功能章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要1. 8259A1. 8259A协助协助CPUCPU完成的工完成的工作作节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要接收和扩充外设的中断请求接收和扩充外设的中断请求优先级排队管理优先级排队管理控制中断请求的屏蔽与开放控制中断
12、请求的屏蔽与开放提供中断类型号提供中断类型号一片可管理8级中断;两级级联最多管理64级固定优先级、循环优先级向量中断，还可实现查询中断2. 8259A2. 8259A的外部特性和内部结的外部特性和内部结构构节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要1 1）引脚）引脚（28脚） Vcc、GND2 2）内部结构）内部结构面向面向CPUCPU的信号的信号（14）面向外设的信号面向外设的信号（8）IRIR0 07 7：外设的中断申请； 输入触发方式由编程设定面向同类芯片的信号面向同类芯片的信号（4）3. 8259A3. 8259A的工作方的工作方式式节节节节内容提
13、要内容提要内容提要内容提要章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要1 1）中断触发方式）中断触发方式2 2）连接系统总线的方式）连接系统总线的方式3 3）中断屏蔽的方式）中断屏蔽的方式4 4）优先级排队的方式）优先级排队的方式5 5）中断结束的方式）中断结束的方式 电平触发:高电平 边沿触发:上升沿 向量中断 查询中断区别区别 缓冲方式 非缓冲方式SP/ENSP/EN的的作用作用 常规屏蔽:设置IMR 特殊屏蔽:开放低级中断 固定:IR0最高,IR7最低 轮换 自动轮换 指定轮换 自动结束方式:第2个INTA后沿自动清除ISRi 非自动结束方式:由程序发EOI命令清除ISRi 不指定EOI 指
14、定EOI EOI命令非嵌套非嵌套4. 8259A4. 8259A的编程命令及中断操作功的编程命令及中断操作功能能节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要4个初始化命令字(ICW14)、3个操作命令字(OCW13);写入到2个端口中同一端口写入多个命令字的区分方式区分方式:设置特征位、规定写入顺序1 1）ICWICW1 12 2）ICWICW2 23 3）ICWICW3 34 4）ICWICW4 45 5）OCWOCW1 16 6）OCWOCW2 27 7）OCWOCW3 35.4 8259A5.4 8259A在微机系统中的应在微机系统中的应用用n本节内容
15、本节内容18259A编程命令的使用编程命令的使用28259A初始化编程初始化编程章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要1. 8259A1. 8259A编程命令的使编程命令的使用用节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要ICW:ICW:初始化时初始化时, ,按顺序接收按顺序接收2 24 4个个写ICW1写ICW2写ICW4？写ICW3写ICW4级联系统？准备接收中断YNYN初始化流程初始化流程IC4SNGLLTIM1 1A00T3T4T5T6T7S3S2S1S7S6S5S4S0ID2ID1ID0BUFM/SAEOISFNMPMM3M2M1M7M6M5M4
16、M00 0L2L1RSLEOI0 0L01 1PRRESMMSMM0 0RISICW1ICW2OCW3ICW3(从）ICW3(主）OCW2OCW1ICW41111100OCW:OCW:工作过程中工作过程中, ,动态控制动态控制2. 8259A2. 8259A初始化编初始化编程程节节节节内容提要内容提要内容提要内容提要章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要MOV AL,13H OUT 20H,AL MOV AL,08H OUT 21H,AL MOV AL,01H OUT 21H,AL;ICW1;ICW2;ICW4初始化编程初始化编程早期早期PCPC机机单片系统单片系统286286以上以上PCP
17、C机机双片级联系统双片级联系统8259ASP/EN+5VINT日时钟键盘保留串口2串口1硬盘软盘打印机IR1IR0IR2IR3IR4IR5IR6IR7A0CSINTARDWRINTAIORIOWS0S1S2S0S1S2D07D07INTRCPU总线 控制器端口地址:20H、21H;边沿触发;完全嵌套; 固定优先级;非缓冲;中断类型号:08H0FH本章要点本章要点章章章章内容提要内容提要内容提要内容提要中断、中断向量、向量表的结构、类型号与中断向量的关系修改中断向量的方法和步骤PC机中断系统的组成；几种特殊中断产生的条件硬中断与软中断的区别中断处理过程；中断响应周期CPU与8259A的操作8259A的主要特性8259A写入命令字的区分方式；各编程命令的功能8259A级联方式下的工作过程8259A的初始化编程
