机电-第7章中断系统和中断控制器8259A

2021/8/14
微机原理及应用
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广东工业大学 自动化学院 自动控制系 陈玮
中断分类
根据中断与CPU的相对关系，中断分为内部中 断和外部中断。
内部中断可以是中断指令设置的中断，调试程 序时设置的中断，或是程序运行过程中发生的非预 期情况而产生的中断；
外部中断则是由直接连到CPU引脚上的信号引 起的中断，如外部设备请求服务中断，实时时钟定 时到中断，电源掉电等等。
当有一中断源提出中断请求时，CPU首先判断 是否响应该中断?
* 如果CPU正在执行的是重要的程序，可以暂不 响应，即关中断；
*当CPU完成了当前的重要程序后，开中断予以 响应，同时，保存断点，转入中断处理；
* 当中断处理完后，恢复断点从而回到被中断运 行的原程序继续执行；
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3、中断优先权管理
（1）软件确定中断优先权 软件法是在CPU响应中断后，用软件查询确定
哪个中断源申请中断，先被查询的先响应。 查询次序决定了中断优先权次序，最先被查询
的中断源具有最高的优先权。
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1、中断及中断源
中断是一种让CPU挂起正在执行的程序而转去 处理特殊事件的操作。
CPU暂时停止执行原来的程序而转去中断处理， 处理好中断服务后再返回继续执行原来的程序，这 样一个过程就是一个中断过程 。
能够引起CPU中断的事件称为中断源 。 CPU中断系统的基本功能 。

五、引入中断请求的方式
1、边沿触发方式
特点：将中断请求输入端出现的上升沿作为中断请求信号。
2、电平触发方式 特点：将中断请求输入端出现的高电平作为中断请求信号。
3、中断查询方式 特点： 1.外设通过向8259A发中断请求信号要求CPU服务。
2.CPU内部的中断允许触发器复位。
3.CPU使用软件查询来确认中断源。
第7章 中断控制器
7.1 8259A概述
7.2 8259A的引脚信号、编程结构和工作原理 7.3 8259A的工作方式 7.4 8259A的初始化命令字和操作命令字
7.5 8259A使用举例
第7章 中断控制器8259A 重点: 1、8259A的编程结构和工作原理 2、8259A的初始化命令字、操作命令字 3、8259A的初始化流程和初始化编程 4、8259A的应用
；×××10×11B ；设置ICW1 ；00011000B~ 00011111B ；设置ICW2 ；00000001B ；设置ICW4
三、8259A的操作命令字
1、OCW1 ：中断屏蔽操作命令字
D7 M7 D6 M6 D5 M5 D4 M4 D3 M3 D2 M2 D1 M1 D0 M0 A0 1
中断 触发 方式
A0
0
是否设 置ICW4 规定单片或 级连方式
1:设置ICW4 0:不设ICW4
1:单片方式 0:级连方式
2、ICW2 ：设置中断类型码初始化命令字
ICW2高五位与中断类型码的高五位相同。 注：该命令字必须写入“奇地址”端口，即A0＝1。
3、ICW3 ：标志主/从片初始化命令字
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
特点：发结束命令时，指令内不指定清除ISR中的哪一位， 由8259A自动将最高优先级对应的ISR中非零位复位，结 束当前正在处理的中断。 用于全嵌套方式。

第7章 中断控制器
❖ 中断控制器的功能：接收外部的中断请求，进行 判断，选中优先级最高的中断请求，送到CPU的 INTR端；CPU响应中断进入中断子程序时，负责 对外部中断请求管理，可实现中断嵌套。
第7章 中断控制器
❖ 7.1 8259A的引脚信号、编程结构和工作原理 ❖ 7.2 8259A的工作方式 ❖ 7.3 8259A的初始化命令字和初始化流程 ❖ 7.4 8259A的操作命令字 ❖ 7.5 8259A的使用举例 ❖ 7.6 多片8259A组成的主从式中断系统
方法：ICW4中AEOI位为1。
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2）一般中断结束方式
❖ 配合全嵌套优先权方式使用。 ❖ 当CPU用输出指令往8259A发出一般中断
结束命令（EOI）时，8259A就会把当前 中断服务寄存器优先权最高的IS位复位。
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3）特殊中断结束方式
❖ 配合非全嵌套方式使用。 ❖ CPU在程序中向8259A发送一条特殊中断
中断服务寄存器ISR
保存正在被8259A服务着的中断状态 Di位为1表示IRi中断正在服务中；为0表示没有被服务
中断屏蔽寄存器IMR（OCW1）
保存对中断请求信号IR的屏蔽状态 Di位为1表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许
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7. 2 8259A的工作方式
1. 设置优先级的方式 (1) 全嵌套方式 (2) 特殊全嵌套NTA IR4
IR5 INT IR6
IR7 SP/EN
7.1 8259A的引脚信号、编程结构和工作原理
1. 8259A的外部引脚信号：
① D7～D0 数据线 ② INT 中断请求信号 ③ INTA# 中断应答信号 ④ RD# 读出信号 ⑤ WR# 写入信号 ⑥ CS# 片选信号 ⑦ A0 端口选择信号 ⑧ IR7～IR0 I/O中断请求信号 ⑨ CAS2～CAS0 从片选择信号 ⑩ SP#/EN# 主片和从片的选择和驱动信号

看 书
接
中
听
断 请
电
求
继续
话
中断响应
看书
这个例子就表现了中断及其处理过程。 中断处理
7.1.1 中断方式的提出
日常生活中中断的实例
为了说明这个问题，再举一例: 在厨房用煤气烧一壶水，必须要做的是水烧开后
及时关掉煤气灶，否则水溢出来浇灭了煤气，就有可 能要发生一场灾难。为了这么个一秒钟就能完成的动 作，你必须在水快开的时间里不停的看壶嘴是不是冒 蒸汽，什么事也干不了。
（TYPE×4） → IP （TYPE×4+2）→ CS
如 INT指令执行过程
[例] 设CS=1000H，SS=2000H，IP=3000H， SP=3000H，指令
INT 30H 的执行过程如图所示。
00H 000C0H
40H 000C1H
00H 000C2H
CS 1000H
INT30H 机器码
7.1.1 中断方式的提出
计算机执行程序中的中断 主程序 中断响应
中断请求 断点
中断服 务子程 序
主程序
中断返回
7.1.1 中断方式的提出
计算机执行程序中的中断
在计算机中执行程序（主程序）的过程中，由 于出现某个特殊情况（或称为“中断事件”），使得 暂时中止现行程序（主程序），而转去执行处理这一 事件的处理程序（中断服务程序），处理程序（中断 服务程序）执行完毕之后再回到原来程序（主程序） 的中断点继续向下执行，这个过程就是中断。
7.1.2 中断的功能
中断技术的功能
（1）实现CPU与外设并行及分时操作。 ※并行操作----是指CPU和多个外设并行工作。 ※分时操作----是指CPU可以分时执行多个用户程 序和多道作业。