第六讲 中断控制器(1)
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第7章中断及中断控制器本章学习要点●中断技术概述、8086的中断类型●中断优先权及其管理、中断矢量●中断处理过程●可编程中断控制器8259A及其应用7-1 本章知识重点7-1-1 中断技术的基本概念1.中断的概念所谓“中断”是指CPU在正常执行程序时,由于内部/外部事件或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序,转而去执行请求CPU为其服务的服务程序,待该服务程序执行完毕,又能自动返回到被中断的程序继续执行。
2.中断源能引起中断的外部设备或内部原因称为中断源。
按照与CPU的位置关系可分为内部中断和外部中断。
内部中断是CPU在处理某些特殊事件时所引起或通过内部逻辑电路自己去调用的中断。
外部中断是由于外部设备要求数据输入/输出操作时请求CPU为之服务的一种中断。
通常中断源有以下几种:(1)一般的输入/输出设备,如键盘、打印机等。
(2)实时时钟。
(3)故障源。
(4)软件中断。
3.中断源识别识别中断源通常有两种方法:查询中断和矢量中断。
(1)查询中断:就是用软件查询的方法确定中断源。
当CPU收到中断请求信号时,通过执行一段查询程序,从多个可能的外设中查询申请中断的外设。
(2)矢量中断:又称向量中断。
每个中断源预先指定一个矢量标志,要求外设在提出中断请求的同时,提供该中断矢量标志。
当CPU响应某个中断源的中断请求时,控制逻辑就将该中断源的矢量标志送入CPU,CPU根据矢量标志自动找到相应的中断服务程序入口地址,转入中断服务。
这种中断源识别方法比查询中断要快很多。
4.中断技术的优点(1)同步操作:中断方式不仅可以实现CPU和外设之问的并行工作,而且CPU可命令多个外设同时工作,这大大提高r CPU的利用率,也加快了输A./输出的速度。
(2)实现实时处理:利用中断技术可以及时处理随机输入到微型计算机的各种参数和信息,使微型计算机具备实时处理与控制的能力。
(3)故障处理:CPU可以就根据故障源发出的中断请求,立即去执行相应的故障处理程序,自行处理故障而不必停机,因此提高了微型计算机工作的可靠性。
实验六8259中断控制器实验6.1 实验目的(1) 学习中断控制器8259的工作原理。
(2) 掌握可编程控制器8259的应用编程方法。
6.2 实验设备PC微机一台、TD-PIT+实验系统一套。
6.3 实验内容1. 单中断应用实验(1)编写中断处理程序,利用PC机给实验系统分配的中断线,使用单次脉冲单元的KK1+按键模拟中断源,每次PC机响应中断请求,在显示器上显示一个字符。
(2)编写中断处理程序,利用PC机给实验系统分配的中断线,使用单次脉冲单元的KK1+按键模拟中断源,每次PC机响应中断请求,在显示器上显示“Hello”,中断5次后退出。
2.扩展多中断源实验利用实验平台上8259控制器对扩展系统总线上的中断线INTR进行扩展。
编写程序对8259控制器的IR0和IR1中断请求进行处理。
6.4 实验原理1. 8259控制器的介绍中断控制器8259A是Intel公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。
它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中,因此无需附加任何电路,只需对8259A进行编程,就可以管理8级中断,并选择优先模式和中断请求方式,即中断结构可以由用户编程来设定。
同时,在不需增加其他电路的情况下,通过多片8259A的级连,能构成多达64级的矢量中断系统。
它的管理功能包括:1)记录各级中断源请求,2)判别优先级,确定是否响应和响应哪一级中断,3)响应中断时,向CPU传送中断类型号。
8259A的内部结构和引脚如图6-1所示。
8259A的命令共有7个,一类是初始化命令字,另一类是操作命令。
8259A的编程就是根据应用需要将初始化命令字ICW1-ICW4和操作命令字OCW1-OCW3分别写入初始化命令寄存器组和操作命令寄存器组。
ICW1-ICW4各命令字格式如图6-2所示,OCW1-OCW3各命令字格式如图6-3所示,其中OCW1用于设置中断屏蔽操作字,OCW2用于设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字,OCW3用于设置和撤销特殊屏蔽方式、设置中断查询方式以及设置对8259内部寄存器的读出命令。