微机接口技术-6.1章

第二个 中断响应周期 T1 T2 T3 T4
向量类型
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二、 80386的中断系统 的中断系统
1、中断源： 、中断源：
可屏蔽中断 INTR引脚 引脚 NMR引脚 引脚
中 断 源
0—255
中断
不可屏蔽中断
故障： 故障：可排除的异常 异常
执行指令中 的不正常或 非法情况
陷阱：软中断指令、 陷阱：软中断指令、单步异常 终止：严重的、 终止：严重的、不可恢复的异常
内部中断
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多个可屏蔽中断的情况
非屏蔽中断请求 NMI 8086 8088 INTR 中断控制逻辑 IRQ0 IRQ1 IRQ2 8259A IRQ3 IRQ4 IRQ5 IRQ6 5类内部中断 类内部中断 IRQ7
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一、 8086/8088的中断系统 的中断系统
可屏蔽中断与不可屏蔽中断的区别 可屏蔽中断与不可屏蔽中断的区别 不可屏蔽中断 1. 是否可屏蔽 2. 触发方式： 触发方式： INTR：电平 ： NMI： 边沿 ： 3. 优先级 4. 是否执行中断响应周期 NMI的中断类型码为 的中断类型码为2 的中断类型码为
Si=“1”表示 i引脚接有从片； 表示IR 表示 引脚接有从片； Si=“0”表示 i引脚无从片。 表示IR 表示 引脚无从片。
A0 从片 1
D7 0
D6 0
D5 0
D4 0
D3 0
D2 ID2
D1 ID1
D0 ID0
从片的标识码
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数据总线 D7~D0 A0 INT CPU IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 D7~D0 A0 INT IR0 IR1 IR2
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一、 8086/8088的中断系统 的中断系统
可屏蔽中断与内部中断的区别 可屏蔽中断与内部中断的区别 内部中断 1. 除单步中断外，不受包括 在内的任何标 除单步中断外，不受包括IF在内的任何标 志影响 2. 内部中断的中断类型码是预先约定或者在 指令中给出； 指令中给出；
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一、 8086/8088的中断系统 的中断系统
优先 权比 较器 PR
中断 请求 寄存 器 IRR
中断屏蔽寄存器IMR 中断屏蔽寄存器
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三、工作方式
forward
1. 优先级方式 优先级方式 2. 屏蔽中断源的方式 3. 结束中断处理方式 4. 连接系统总线的方式 5. 引入中断请求的方式
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1、优先级方式 、优先级方式
完全嵌套方式： 完全嵌套方式： 初始状态、 初始状态、IR0优先级最高 特殊嵌套方式 同级的中断请求给予响应 对同级的中断请求给予响应 优先级循环方式：自动、 优先级循环方式：自动、特殊
第6章 可编程输入 出控制器 章 可编程输入/出控制器
X86的中断系统 X86的中断系统 可编程中断控制器8259A 可编程中断控制器 DMA传送 传送 可编程DMA控制器 控制器8237A 可编程 控制器
1
6.1 X86的中断系统 的中断系统
8086/8088的中断系统 8086/8088的中断系统 80386的中断系统 的中断系统
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二、内部逻辑结构
INT INTA 控制逻辑 D7~D0 数据总线 缓冲器 IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
RD WR A0 CS CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN SP=0 从片 SP=1 主片
读/写控制 写控制 逻辑
级联缓冲器 比较器
中断 服务 寄存 器 ISR
P
DPL
0
TYPE
0 0 0
无意义
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二、 80386的中断系统 的中断系统
过程： 过程：
1. 中断类型码乘以 后，判断越界 中断类型码乘以8后 判断越界(IDT)(256) 2. 查IDT，获得门描述符：段选择子、偏移 ，获得门描述符：段选择子、 量、属性 3.有关检查：类型、权限、是否装入 有关检查： 有关检查 类型、权限、 4. 根据 段选择子访问 根据CS段选择子访问 段选择子访问GDT或LDT,得到段 或 得到段 基址，加上32位偏移量 基址，加上 位偏移量
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4、连接系统总线的方式 、
缓冲方式 非缓冲方式
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5、引入中断请求的方式 、
边沿触发方式 电平触发方式 中断查询方式： 中断查询方式：IRR、ISR 、
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四、初始化命令字和操作命令字 初始化命令字和操作命令字 初始化命令字： 初始化命令字：ICW1—ICW4 使用8259A之前写入 使用 之前写入 操作命令字： 操作命令字： OCW1—OCW3 写入初始化命令字后可随时写入
系统中， µPM =1，用于 ，用于8086/8088系统中，否则 系统中 8080/8085系统 系统 BUF = 1，缓冲方式 ， 在缓冲方式下， 在缓冲方式下，M/S = 1，规定 ，规定8259A是主片 是主片 AEOI = 1，自动结束中断方式 ， SFNM = 1，8259A工作在特殊嵌套方式，否 工作在特殊嵌套方式， ， 工作在特殊嵌套方式 则完全嵌套方式
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1、优先级方式 、优先级方式
ISR7 正在服务的中断源 当前的优先级 0 4 ISR6 0 3 ISR5 0 2 ISR4 1 1 ISR3 0 0 ISR2 0 7 ISR1 0 6 ISR0 0 5
在开始循环方式时： 在开始循环方式时： 自动：默认 的优先级最高， 自动：默认IR0的优先级最高，IR7的优先级最低 的优先级最高 的优先级最低 特殊：最低优先级是由程序指定的， 特殊：最低优先级是由程序指定的，最高优先级则为其左邻
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初始化命令字ICW2 初始化命令字
A0 1 D7 T7 D6 T6 D5 T5 D4 T4 D3 T3 D2 × D1 × D0 ×
写入8个中断源的中断类型码，每个 位 写入 个中断源的中断类型码，每个8位 个中断源的中断类型码
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初始化命令字ICW3 初始化命令字
A0 主片 1 D7 S7 D6 S6 D5 S5 D4 S4 D3 S3 D2 S2 D1 S1 D0 S0
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中断响应周期时序
第一个 中断响应周期 T1 T2 T3 T4 CLK INTA AD7~AD0 AD7~AD0
CPU从引脚 CPU从引脚 INTA 发中断响应信号， 发中断响应信号， 接口芯片接收此信号，把中断类型号准备好；同时ISR 接口芯片接收此信号，把中断类型号准备好；同时ISRi=1,IRRi=0。 CPU再从引脚 CPU再从引脚 INTA 发中断响应信号， 发中断响应信号， 接口芯片接此信号后， 接口芯片接此信号后，将中断类型号送至数据总线上； CPU从数据总线获取中断类型号。 CPU从数据总线获取中断类型号。
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6.2 可编程中断控制器 可编程中断控制器 中断控制器8259A
特点 内部逻辑结构与引脚功能 工作方式 中断处理流程 初始化命令字和操作命令字 举例
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一、8259A的特点 的
可以同时输入8个中断请求 可以同时输入 个中断请求 可屏蔽、设置优先级、 可屏蔽、设置优先级、触发方式 并且可级联 并且可级联 可提供相应的中断类型码 多种工作方式
forward
七个命令字的区分：
端口地址、特征位、 端口地址、特征位、写入时序
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初始化命令字ICW1 初始化命令字
A0 0 D7 × D6 × D5 × D4 1 D3 LTIM D2 × D1 D0 SIGL IC4
D4：ICW1的特征位，恒为 ： 的特征位， 的特征位 恒为1 LTIM：设置中断触发方式， ：设置中断触发方式， LTIM＝1/0，为电平 上沿触发方式 ＝ ，为电平/上沿触发方式 SIGL：SNGL＝0，8259A为级联方式， 为级联方式， ： ＝ ， 为级联方式 且需要写入ICW3, 否则单片方式 否则单片方式 且需要写入 IC4：IC4＝1，规定后续必须写入 ： ＝ ，规定后续必须写入ICW4
NMI中断响应过程与内部中断类似
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当前指令执行完的含义
• CPU正在执行一条指令，执行完本条指令，响应中断； CPU正在执行一条指令 执行完本条指令，响应中断； 正在执行一条指令， • 对于带重复前缀的串指令（如REP MOVSB），执行一次 对于带重复前缀的串指令（ MOVSB）， ），执行一次 重复和串指令即可响应中断； 重复和串指令即可响应中断； • 对MOV和POP指令，处理对象为段寄存器， MOV和POP指令 处理对象为段寄存器， 指令， 以及STI和IRET指令执行完本条指令后 以及STI和IRET指令执行完本条指令后， 指令执行完本条指令后， 再执行一条指令才响应中断。 再执行一条指令才响应中断。
BIOS功 功 能调用
CPU 保留
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2．外部可屏蔽中断的响应和处理过程 可屏蔽中断：
① 第1个INTA，PIC进行优先级排队判优处理 ②第1个INTA ，PIC把中断类型码放到DB上，由CPU读入 ③ PUSH FLAG ④ CLEAR IF，TF ⑤ PUSH CS ⑥ PUSH IP ⑦（I P）=（TYPE*4+1）:（TYPE*4+0） ⑧（CS）=（TYPE*4+3）:（TYPE*4+2）
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2、屏蔽中断源的方式 、
普通屏蔽方式 IMR的Di=1：屏蔽 的 ： 特殊屏蔽方式 对屏蔽寄存器中的某位进行置位 会同时将ISR的对应位清零 时，会同时将 的对应位清零 见内部结构
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3、结束中断处理方式 、
中断结束处理： 中相应位清0 中断结束处理：将ISR中相应位清 中相应位清 自动结束方式（ 方式） 自动结束方式（AEOI方式） 方式 只适合于单级中断 单级中断， 只适合于单级中断，即非级联方式 非自动结束中断：发送 非自动结束中断：发送EOI命令 命令 普通EOI命令：不指定 命令： 中的位， 普通 命令 不指定ISR中的位，自 中的位 动将优先级最高位清0，因此只适合完全 动将优先级最高位清 ，因此只适合完全 嵌套方式 特殊EOI命令：指定 命令： 特殊 命令 指定ISR中的位 中的位