微機(jī)原理_清華大學(xué)出版社_馮博琴_吳寧_第6章_輸入輸出及中斷技術(shù)

1、1 第第6 6章章 輸入輸出及中斷技術(shù)輸入輸出及中斷技術(shù)26.6.1 1 輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)3v8086/8088的尋址能力：的尋址能力：內(nèi)存：內(nèi)存：v1MB端口：端口：v64KBv編址方式：編址方式：與內(nèi)存統(tǒng)一編址與內(nèi)存統(tǒng)一編址獨(dú)立編址獨(dú)立編址4nI/O映象方式和存儲器映象方式映象方式和存儲器映象方式存儲器映象方式存儲器映象方式n把一個把一個I/O端口看作一個存儲單元，相當(dāng)于給每一端口看作一個存儲單元，相當(dāng)于給每一個個I/O端口分配一個存儲器地址端口分配一個存儲器地址n優(yōu)點(diǎn)：指令豐富，優(yōu)點(diǎn)：指令豐富，I/O端口空間大，尋址的控制邏端口空間大，尋址的控制邏輯比較簡單輯比較簡單n缺點(diǎn)：內(nèi)存

2、空間相對減小，地址譯碼電路比較復(fù)雜，缺點(diǎn)：內(nèi)存空間相對減小，地址譯碼電路比較復(fù)雜，存儲器操作指令字節(jié)長，降低了存儲器操作指令字節(jié)長，降低了I/O操作速度，分操作速度，分析程序困難。析程序困難。I/O接口的編址方式接口的編址方式5端口與內(nèi)存的統(tǒng)一編址端口與內(nèi)存的統(tǒng)一編址特點(diǎn)：特點(diǎn)：n指令及控制信號統(tǒng)一指令及控制信號統(tǒng)一n內(nèi)存地址資源減少內(nèi)存地址資源減少內(nèi)存內(nèi)存地址地址960KBI/O地址地址64KB00000HF0000HFFFFFH6I/O映象方式映象方式nI/O端口空間與存儲器空間各自獨(dú)立，互不干涉端口空間與存儲器空間各自獨(dú)立，互不干涉n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：I/O空間與存儲器空間可分開設(shè)計(jì)，采用空間

3、與存儲器空間可分開設(shè)計(jì)，采用單獨(dú)的單獨(dú)的I/O指令，程序清晰。指令，程序清晰。I/O地址線較少，地址線較少，所以譯碼電路簡單。所以譯碼電路簡單。I/O指令格式短，執(zhí)行時間指令格式短，執(zhí)行時間快快7端口的獨(dú)立編址端口的獨(dú)立編址特點(diǎn)：特點(diǎn)：n內(nèi)存地址資源充分利用內(nèi)存地址資源充分利用n能夠應(yīng)用于端口的指令能夠應(yīng)用于端口的指令較少較少內(nèi)存內(nèi)存地址地址I/O地址地址00000HFFFFFHFFFFH0000H8統(tǒng)一編址和獨(dú)立編址的示意圖統(tǒng)一編址和獨(dú)立編址的示意圖 （b） 獨(dú)立編址方式I/O 空間00HFFH00000H內(nèi)存空間FFFFFH1M內(nèi)存空間 （a）統(tǒng)一編址方式 00000H供 I/O 接口使用

4、FFFFFHFFFFH0000H9I/O端口端口CPU數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)狀態(tài)狀態(tài)控制控制外設(shè)外設(shè)I/O接口接口DB10I/O端口地址的譯碼端口地址的譯碼n常見的端口地址選擇方法有兩種：門電路組合法、常見的端口地址選擇方法有兩種：門電路組合法、譯碼器譯碼法譯碼器譯碼法116.3 6.3 基本輸入基本輸入/ /輸出方法輸出方法12基本輸入基本輸入/ /輸出方法輸出方法無條件傳送無條件傳送查詢式傳送查詢式傳送中斷方式傳送中斷方式傳送直接存儲器存取直接存儲器存取(DMA)程序控制方式程序控制方式13一、無條件傳送一、無條件傳送nCPU可在任何時刻與可在任何時刻與I/O設(shè)備交換數(shù)據(jù)，對設(shè)備交換數(shù)據(jù)，對CPU而而言

5、，言，I/O設(shè)備總是處于設(shè)備總是處于“準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好”狀態(tài)狀態(tài)n無條件傳送方式又稱同步方式，是最簡單的一種無條件傳送方式又稱同步方式，是最簡單的一種I/O控制方式控制方式n多用于多用于CPU與低速接口之間的信息交換。如開關(guān)、與低速接口之間的信息交換。如開關(guān)、繼電器、繼電器、LED顯示器，它們總是被認(rèn)為處于顯示器，它們總是被認(rèn)為處于“待命待命”狀態(tài)狀態(tài)14開關(guān)開關(guān)K通過三態(tài)門接口與系統(tǒng)的連接通過三態(tài)門接口與系統(tǒng)的連接15二、查詢工作方式二、查詢工作方式n查詢方式是有條件的傳送控制方式查詢方式是有條件的傳送控制方式n所謂查詢，就是詢問外部設(shè)備的工作狀態(tài)，通過這一狀所謂查詢，就是詢問外部設(shè)備的工作狀態(tài)

6、，通過這一狀態(tài)來判定外設(shè)是否已具備了與態(tài)來判定外設(shè)是否已具備了與CPU交換數(shù)據(jù)的條件交換數(shù)據(jù)的條件n程序查詢方式的硬件接口部分應(yīng)包括數(shù)據(jù)端口，狀態(tài)端程序查詢方式的硬件接口部分應(yīng)包括數(shù)據(jù)端口，狀態(tài)端口，端口選擇及控制邏輯等三個部分口，端口選擇及控制邏輯等三個部分n程序?qū)γ總€程序?qū)γ總€I/O設(shè)備的查詢，是通過檢查該設(shè)備的狀態(tài)設(shè)備的查詢，是通過檢查該設(shè)備的狀態(tài)標(biāo)志來實(shí)現(xiàn)的標(biāo)志來實(shí)現(xiàn)的n查詢方式特點(diǎn)：查詢方式特點(diǎn)：I/O操作由操作由CPU啟動，即啟動，即CPU是主動的是主動的而而I/O是被動的，所有的傳送都與程序的執(zhí)行同步是被動的，所有的傳送都與程序的執(zhí)行同步16查詢工作方式查詢工作方式n優(yōu)點(diǎn)：軟硬件

7、比較簡單優(yōu)點(diǎn)：軟硬件比較簡單n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：CPU效率低，數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時性效率低，數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時性 差，速度較慢差，速度較慢READY?READY?進(jìn)行進(jìn)行一次一次數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換讀入并測試外設(shè)狀態(tài)讀入并測試外設(shè)狀態(tài)YN傳送完？傳送完？Y結(jié)結(jié) 束束N開開 始始每滿足一次條每滿足一次條件只能進(jìn)行一件只能進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送次數(shù)據(jù)傳送18n對多個外設(shè)的查詢對多個外設(shè)的查詢n最簡單的查詢方法最簡單的查詢方法是用輸入指令是用輸入指令I(lǐng)N逐逐個讀取個讀取I/O設(shè)備的設(shè)備的狀態(tài)標(biāo)志，并對狀狀態(tài)標(biāo)志，并對狀態(tài)標(biāo)志進(jìn)行相應(yīng)的態(tài)標(biāo)志進(jìn)行相應(yīng)的測試測試19三、中斷控制方式三、中斷控制方式n中斷方式：中斷方式：CPU對一

8、個隨機(jī)的請求進(jìn)行處理的過程對一個隨機(jī)的請求進(jìn)行處理的過程n特點(diǎn)：特點(diǎn)：n外設(shè)在需要時向外設(shè)在需要時向CPU提出請求，提出請求，CPU再去為它再去為它 服務(wù)。服務(wù)結(jié)束后或在外設(shè)不需要時，服務(wù)。服務(wù)結(jié)束后或在外設(shè)不需要時，CPU可可 執(zhí)行自己的程序執(zhí)行自己的程序n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：nCPU效率高，實(shí)時性好，速度快。效率高，實(shí)時性好，速度快。n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n程序編制相對較為復(fù)雜程序編制相對較為復(fù)雜20以上三種以上三種I/O方式的共性方式的共性n信息的傳送均需通過信息的傳送均需通過CPUn軟件：軟件： n外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送是通過外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送是通過CPU執(zhí)行程序來完執(zhí)行程序來完成的成的n硬件

9、：硬件：nI/O接口和存儲器的讀寫控制信號、地址信號都是由接口和存儲器的讀寫控制信號、地址信號都是由CPU發(fā)出的。發(fā)出的。n 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n程序的執(zhí)行速度限定了傳送的最大速度程序的執(zhí)行速度限定了傳送的最大速度21四、四、DMA控制方式控制方式特點(diǎn)：特點(diǎn)：n外設(shè)直接與存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換外設(shè)直接與存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 ，CPU不再擔(dān)不再擔(dān)當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪檎撸划?dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪檎?；n總線由總線由DMA控制器（控制器（DMAC）進(jìn)行控制（）進(jìn)行控制（CPU要放棄總線控制權(quán)），內(nèi)存要放棄總線控制權(quán)），內(nèi)存/外設(shè)的地址和讀寫外設(shè)的地址和讀寫控制信號均由控制信號均由DMAC提供。提供。22DMA控制方式控制方式

10、DMAC外設(shè)外設(shè)接口接口CPUQRDMEMDACKHOLDHLDABUS控制信號控制信號地址信號地址信號23DMA控制方式的工作過程控制方式的工作過程n外設(shè)向外設(shè)向DMA控制器發(fā)出控制器發(fā)出“DMA傳送請求傳送請求”信信號號DRQ；nDMA控制器收到請求后，向控制器收到請求后，向CPU發(fā)出發(fā)出“總線總線請求請求”信號信號HOLD；nCPU在完成當(dāng)前總線周期后會立即發(fā)出在完成當(dāng)前總線周期后會立即發(fā)出HLDA 信號，對信號，對HOLD信號進(jìn)行響應(yīng)；信號進(jìn)行響應(yīng)；nDMA控制器收到控制器收到HLDA信號后，就開始控制總信號后，就開始控制總線，并向外設(shè)發(fā)出線，并向外設(shè)發(fā)出DMA響應(yīng)信號響應(yīng)信號DACK

11、246.4 6.4 中斷技術(shù)中斷技術(shù)25一、中斷的基本概念一、中斷的基本概念中斷：中斷：nCPU執(zhí)行程序時，由于發(fā)生了某種執(zhí)行程序時，由于發(fā)生了某種隨機(jī)的事件隨機(jī)的事件(外部或內(nèi)部外部或內(nèi)部)，引起，引起CPU暫時中斷正在運(yùn)行的暫時中斷正在運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段特殊的服務(wù)程序程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段特殊的服務(wù)程序(稱為中稱為中斷服務(wù)程序或中斷處理程序斷服務(wù)程序或中斷處理程序)，以處理該事件，以處理該事件，該事件處理完后又返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行，該事件處理完后又返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行，這一過程稱為中斷。這一過程稱為中斷。26中斷源中斷源n引起引起CPU中斷的事件，發(fā)出中斷請求的來源。中斷的事件，

12、發(fā)出中斷請求的來源。內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷外部中斷外部中斷異常中斷異常中斷軟件中斷軟件中斷可屏蔽中斷可屏蔽中斷非屏蔽中斷非屏蔽中斷異常事件引起異常事件引起中斷指令引起中斷指令引起INTR中斷中斷NMI中斷中斷27二、外部中斷響應(yīng)的一般過程二、外部中斷響應(yīng)的一般過程n中斷請求中斷請求n中斷源識別及中斷判優(yōu)中斷源識別及中斷判優(yōu)n中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)n中斷處理（服務(wù)）中斷處理（服務(wù)）n中斷返回中斷返回281、中斷請求、中斷請求n中斷請求是由中斷源發(fā)出的請求服務(wù)的信號中斷請求是由中斷源發(fā)出的請求服務(wù)的信號n中斷源中斷源：能夠發(fā)出中斷請求信號的來源：能夠發(fā)出中斷請求信號的來源n中斷源通常有如下幾種：中斷源通常有如

13、下幾種：n一般的一般的I/O設(shè)備，如鍵盤、打印機(jī)等。設(shè)備，如鍵盤、打印機(jī)等。n故障源，包括硬件故障及軟件故障，如電源掉電、存儲器故故障源，包括硬件故障及軟件故障，如電源掉電、存儲器故障、運(yùn)算溢出等障、運(yùn)算溢出等n中斷源能夠產(chǎn)生中斷請求信號有兩個條件：中斷源能夠產(chǎn)生中斷請求信號有兩個條件：n中斷源自身工作已經(jīng)中斷源自身工作已經(jīng)“準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒”nCPU允許該中斷源申請中斷允許該中斷源申請中斷292、中斷判優(yōu)、中斷判優(yōu)n在中斷系統(tǒng)中，根據(jù)中斷源的輕重緩急，為每個中斷源規(guī)定了一在中斷系統(tǒng)中，根據(jù)中斷源的輕重緩急，為每個中斷源規(guī)定了一個服務(wù)優(yōu)先級別，稱中斷優(yōu)先級，或中斷優(yōu)先權(quán)個服務(wù)優(yōu)先級別，稱中斷優(yōu)

14、先級，或中斷優(yōu)先權(quán)n中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)一般有兩種方法，即軟件查詢法和硬件排隊(duì)法中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)一般有兩種方法，即軟件查詢法和硬件排隊(duì)法n軟件查詢法軟件查詢法：用軟件查詢中斷源，根據(jù)查詢的順序先后來確定中：用軟件查詢中斷源，根據(jù)查詢的順序先后來確定中斷源的優(yōu)先級。先查詢的優(yōu)先級就高，后查詢的優(yōu)先級就低，只斷源的優(yōu)先級。先查詢的優(yōu)先級就高，后查詢的優(yōu)先級就低，只要改變查詢次序，就可以改變中斷源的中斷優(yōu)先級要改變查詢次序，就可以改變中斷源的中斷優(yōu)先級n硬件排隊(duì)法硬件排隊(duì)法：用硬件判優(yōu)邏輯電路來確定申請中斷中的最高優(yōu)先：用硬件判優(yōu)邏輯電路來確定申請中斷中的最高優(yōu)先級，系統(tǒng)中各中斷源的優(yōu)先級別是由它們在判優(yōu)電

15、路中的位置決級，系統(tǒng)中各中斷源的優(yōu)先級別是由它們在判優(yōu)電路中的位置決定的定的30中斷判優(yōu)中斷判優(yōu) 軟件判優(yōu)軟件判優(yōu) 順序查詢中斷請求，先查詢的先服務(wù)順序查詢中斷請求，先查詢的先服務(wù) （即先查詢的優(yōu)先級別高）（即先查詢的優(yōu)先級別高）硬件判優(yōu)硬件判優(yōu) 鏈?zhǔn)脚袃?yōu)、并行判優(yōu)（中斷向量法）鏈?zhǔn)脚袃?yōu)、并行判優(yōu)（中斷向量法）313、中斷響應(yīng)、中斷響應(yīng)n中斷響應(yīng)條件：中斷響應(yīng)條件：n外部設(shè)備有中斷請求外部設(shè)備有中斷請求nCPU自身允許中斷自身允許中斷n沒有更高級的中斷正在被服務(wù)沒有更高級的中斷正在被服務(wù)nCPU在每條指令結(jié)束后響應(yīng)中斷在每條指令結(jié)束后響應(yīng)中斷n在中斷響應(yīng)周期，硬件自動完成一些必要的操作：在中斷

16、響應(yīng)周期，硬件自動完成一些必要的操作：n關(guān)中斷關(guān)中斷n保護(hù)斷點(diǎn)保護(hù)斷點(diǎn)n將中斷服務(wù)程序的入口地址送入程序計(jì)數(shù)器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)入將中斷服務(wù)程序的入口地址送入程序計(jì)數(shù)器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序相應(yīng)的中斷服務(wù)程序324、中斷處理、中斷處理n執(zhí)行中斷服務(wù)子程序執(zhí)行中斷服務(wù)子程序n中斷服務(wù)子程序的特點(diǎn)：中斷服務(wù)子程序的特點(diǎn)：n為為“遠(yuǎn)過程遠(yuǎn)過程”n用用IRET指令返回指令返回33中斷服務(wù)子程序完成的工作中斷服務(wù)子程序完成的工作n關(guān)中斷，保護(hù)斷點(diǎn)，找入口地址關(guān)中斷，保護(hù)斷點(diǎn)，找入口地址n保護(hù)軟件現(xiàn)場（參數(shù)）保護(hù)軟件現(xiàn)場（參數(shù)）n開中斷（開中斷（STI）n中斷處理中斷處理n關(guān)中斷（關(guān)中斷（CLI）n恢

17、復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場n中斷返回中斷返回345、中斷返回、中斷返回n執(zhí)行執(zhí)行IRET指令，使指令，使IP、CS和和FLAGS從堆棧彈從堆棧彈出出35n8088可以處理可以處理256種不同類型的中斷，類型號為種不同類型的中斷，類型號為0255n8088的中斷分為內(nèi)部中斷和外部中斷兩大類的中斷分為內(nèi)部中斷和外部中斷兩大類n外部中斷：由外部中斷：由CPU外部引起的中斷，需要外設(shè)產(chǎn)生一外部引起的中斷，需要外設(shè)產(chǎn)生一個信號來通知個信號來通知CPU，包括非屏蔽中斷，包括非屏蔽中斷NMI和可屏蔽中和可屏蔽中斷斷INTRn內(nèi)部中斷：由內(nèi)部中斷：由CPU狀態(tài)的改變或執(zhí)行中斷指令而產(chǎn)生狀態(tài)的改變或執(zhí)行中斷指令而產(chǎn)生的中斷

18、，它不受的中斷，它不受IF的控制，主要用于功能調(diào)用、程序的控制，主要用于功能調(diào)用、程序調(diào)試和意外情況處理。包括：除法錯中斷、單步中斷、調(diào)試和意外情況處理。包括：除法錯中斷、單步中斷、溢出中斷、軟件中斷溢出中斷、軟件中斷三、三、8088/8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)36內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷外部中斷外部中斷異常中斷異常中斷軟件中斷軟件中斷非屏蔽中斷非屏蔽中斷可屏蔽中斷可屏蔽中斷256個中個中斷源斷源除法錯中斷除法錯中斷溢出中斷溢出中斷單步中斷單步中斷 NMIINTR中斷邏輯中斷邏輯軟件中斷指令軟件中斷指令溢出中斷溢出中斷除法錯除法錯單步中斷單步中斷非屏蔽中斷請求非屏蔽中斷請求中斷控中斷控制器制器8259A

19、PIC8086/8088CPU8086/8088CPU內(nèi)部邏輯內(nèi)部邏輯斷點(diǎn)中斷斷點(diǎn)中斷可可屏屏蔽蔽中中斷斷請請求求n430128086/8088中斷源類型：中斷源類型：38內(nèi)部中斷與外部中斷的主要區(qū)別內(nèi)部中斷與外部中斷的主要區(qū)別n外部中斷需要從數(shù)據(jù)總線上讀取中斷類型碼，而內(nèi)部外部中斷需要從數(shù)據(jù)總線上讀取中斷類型碼，而內(nèi)部中斷的中斷類型碼是指令的一部分中斷的中斷類型碼是指令的一部分n外部中斷受外部中斷受IF的控制，的控制，IF直接控制中斷允許觸發(fā)器。直接控制中斷允許觸發(fā)器。而內(nèi)部中斷不受而內(nèi)部中斷不受IF的控制的控制n內(nèi)部中斷的優(yōu)先級別比外部中斷要高（除單步中斷外）內(nèi)部中斷的優(yōu)先級別比外部中斷要

20、高（除單步中斷外）n中斷源的優(yōu)先級別由中斷源的優(yōu)先級別由高到低順序高到低順序：內(nèi)部中斷、：內(nèi)部中斷、NMI、INTR、單步中斷、單步中斷39中斷向量表中斷向量表n存放各類中斷的中斷服務(wù)程序的存放各類中斷的中斷服務(wù)程序的入口地址入口地址（CS:IP）；n每個入口占用每個入口占用4 Bytes，低字為段內(nèi)偏移，高，低字為段內(nèi)偏移，高字為段基址；字為段基址；n表的地址位于內(nèi)存的表的地址位于內(nèi)存的00000H003FFH，大，大小為小為1KB，共，共256個入口。個入口。40中斷向量表：中斷服務(wù)程序的入中斷向量表：中斷服務(wù)程序的入口地址表口地址表00000H003FFH段地址段地址CS高高8位位偏移地

21、址偏移地址IP低低8位位偏移地址偏移地址IP高高8位位段地址段地址CS低低8位位0123425610241K1023入口地址入口地址41中斷向量地址的計(jì)算中斷向量地址的計(jì)算n向量表所在的段地址向量表所在的段地址=0n存放子程序入口的單元的偏移地址存放子程序入口的單元的偏移地址=n4例：已知中斷類型碼為例：已知中斷類型碼為21H的中斷，其中斷向量的中斷，其中斷向量存放在？存放在？421H84H，所以存放在，所以存放在0000H：0084Hp274426.6.5 5可編程中斷控制器可編程中斷控制器8259A438259A簡介簡介n8259A是中斷管理芯片是中斷管理芯片n8259A的主要功能：的主要

22、功能：n具有具有8級優(yōu)先權(quán)控制，通過芯片級聯(lián)可擴(kuò)展至級優(yōu)先權(quán)控制，通過芯片級聯(lián)可擴(kuò)展至64級優(yōu)先權(quán)控制級優(yōu)先權(quán)控制n每一級中斷均可通過編程屏蔽或允許每一級中斷均可通過編程屏蔽或允許n在中斷響應(yīng)周期可提供相應(yīng)的中斷類型號在中斷響應(yīng)周期可提供相應(yīng)的中斷類型號n有多種工作方式，可通過編程選擇有多種工作方式，可通過編程選擇n可與可與CPU直接連接，不需要外加硬件電路直接連接，不需要外加硬件電路448259A的引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)n中斷請求寄存器中斷請求寄存器IRR：寄存所有寄存所有IRIR輸入線輸輸入線輸入的中斷請求信號，入的中斷請求信號，即保存正在請求服務(wù)即保存正在請求服務(wù)的中斷級的中斷級

23、n中斷服務(wù)寄存器中斷服務(wù)寄存器ISR：保存當(dāng)前被保存當(dāng)前被CPUCPU服務(wù)的服務(wù)的中斷級，也就是記錄中斷級，也就是記錄正在被處理的中斷請正在被處理的中斷請求求n中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器IMR：對各中斷源的中斷請對各中斷源的中斷請求信號（求信號（IRIR0 0IRIR7 7）實(shí)）實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制現(xiàn)開關(guān)控制458259A的工作過程的工作過程（1）某條或幾條中斷請求線（）某條或幾條中斷請求線（IR0IR7）有中斷申請，）有中斷申請，變?yōu)楦唠娖剑怪袛嗾埱蠹拇嫫髯優(yōu)楦唠娖剑怪袛嗾埱蠹拇嫫鱅RR的相應(yīng)位置的相應(yīng)位置“1”（2）IMR對對IRR屏蔽。未被屏蔽的請求信號經(jīng)優(yōu)先權(quán)屏蔽。未被屏蔽的請求信號經(jīng)優(yōu)

24、先權(quán)電路判別最高優(yōu)先級，再經(jīng)由優(yōu)先級方式確定沒有更電路判別最高優(yōu)先級，再經(jīng)由優(yōu)先級方式確定沒有更高級優(yōu)先權(quán)的中斷，則高級優(yōu)先權(quán)的中斷，則8259A的的INT端輸出為端輸出為“1”，向向CPU提出中斷請求提出中斷請求46（3）CPU響應(yīng)中斷后發(fā)出中斷響應(yīng)信號。在中斷響應(yīng)響應(yīng)中斷后發(fā)出中斷響應(yīng)信號。在中斷響應(yīng)過程中，過程中，CPU要發(fā)出兩次要發(fā)出兩次INTA信號。當(dāng)信號。當(dāng)8259A收到收到第一個第一個INTA信號后，信號后，ISR中當(dāng)前被選中的最高優(yōu)先中當(dāng)前被選中的最高優(yōu)先級對應(yīng)的那一位置級對應(yīng)的那一位置“1”，同時，同時IRR中的相應(yīng)位被清中的相應(yīng)位被清0，表示該位上的中斷請求已經(jīng)被表示該位上

25、的中斷請求已經(jīng)被CPU所接受所接受（4）8259A接收到第二接收到第二INTA信號后，驅(qū)動數(shù)據(jù)總線將信號后，驅(qū)動數(shù)據(jù)總線將對應(yīng)的中斷類型碼輸出對應(yīng)的中斷類型碼輸出（5）如果是自動結(jié)束中斷方式（）如果是自動結(jié)束中斷方式（AEOI），則在第二個），則在第二個INTA脈沖結(jié)束時將脈沖結(jié)束時將ISR中相應(yīng)置中相應(yīng)置“1”的位復(fù)位，否的位復(fù)位，否則該位的則該位的“1”將一直保持，直到將一直保持，直到CPU發(fā)出發(fā)出EOI命令為命令為止止478259A與標(biāo)準(zhǔn)總線的連接與標(biāo)準(zhǔn)總線的連接48498259A的工作方式的工作方式n四種四種主要主要的工作方式：的工作方式：n全嵌套全嵌套n循環(huán)優(yōu)先級循環(huán)優(yōu)先級n特定屏蔽

26、特定屏蔽n程序查詢方式程序查詢方式n四種四種從屬從屬的工作方式：的工作方式：n中斷結(jié)束方式中斷結(jié)束方式n讀狀態(tài)讀狀態(tài)n中斷請求觸發(fā)方式中斷請求觸發(fā)方式n緩沖方式緩沖方式n兩大兩大工作類型工作類型：n單片工作單片工作n多片級連工作多片級連工作508259A的工作方式全嵌套方式的工作方式全嵌套方式n8259A在初始化工作完成后若未設(shè)定其它的工作方式，就在初始化工作完成后若未設(shè)定其它的工作方式，就自動自動進(jìn)入全嵌套方式進(jìn)入全嵌套方式。n全嵌套方式的特點(diǎn)：全嵌套方式的特點(diǎn)：n中斷請求的中斷請求的優(yōu)先級固定優(yōu)先級固定，其順序是，其順序是IR0最高最高，逐次減小，逐次減小，IR7最低最低。n中斷服務(wù)寄存器

27、中斷服務(wù)寄存器ISR保存優(yōu)先權(quán)電路確定的優(yōu)先級狀態(tài)，相應(yīng)保存優(yōu)先權(quán)電路確定的優(yōu)先級狀態(tài)，相應(yīng)位置位置“1”，并且一直保持這個服務(wù)，并且一直保持這個服務(wù)“記錄記錄”狀態(tài)，直到狀態(tài)，直到CPU發(fā)出中斷結(jié)束命令為止發(fā)出中斷結(jié)束命令為止n在在ISR位置期間，位置期間，不再響應(yīng)同級及較低級的中斷請求不再響應(yīng)同級及較低級的中斷請求，而高級，而高級的中斷請求如果的中斷請求如果CPU開放重點(diǎn)的話仍能夠得到中斷服務(wù)開放重點(diǎn)的話仍能夠得到中斷服務(wù)nIR7IR0的中斷請求輸入可分別由中斷屏蔽寄存器的中斷請求輸入可分別由中斷屏蔽寄存器IMR的的D7D0的相應(yīng)位屏蔽與允許，對某一位的屏蔽與允許操作不的相應(yīng)位屏蔽與允許，

28、對某一位的屏蔽與允許操作不影響其它位的中斷請求操作影響其它位的中斷請求操作n全嵌套工作方式由全嵌套工作方式由ICW4的的D4=0來確定來確定51n該方式適用于多片級連該方式適用于多片級連n同（普通）全嵌套方式的區(qū)別：同（普通）全嵌套方式的區(qū)別：n當(dāng)某從片的一個中斷被當(dāng)某從片的一個中斷被CPU響應(yīng)后，該從片中的高級中斷響應(yīng)后，該從片中的高級中斷仍可仍可提出申請。提出申請。n在某個中斷源退出中斷服務(wù)程序之前，在某個中斷源退出中斷服務(wù)程序之前，CPU用軟件檢查它用軟件檢查它是否是這個從片中的唯一中斷。只有唯一，才能把一個非是否是這個從片中的唯一中斷。只有唯一，才能把一個非特殊特殊EOI命令送至主片，

29、從而結(jié)束此從片的中斷（何時結(jié)命令送至主片，從而結(jié)束此從片的中斷（何時結(jié)束主片中斷？）束主片中斷？）8259A的工作方式特殊全嵌套方的工作方式特殊全嵌套方式式528259A的工作方式循環(huán)優(yōu)先級的工作方式循環(huán)優(yōu)先級方式方式n兩種：自動循環(huán)優(yōu)先級方式、特殊循環(huán)優(yōu)先級方式兩種：自動循環(huán)優(yōu)先級方式、特殊循環(huán)優(yōu)先級方式自動循環(huán)自動循環(huán)n各設(shè)備優(yōu)先級相同，當(dāng)某一個設(shè)備受到服務(wù)之后，它各設(shè)備優(yōu)先級相同，當(dāng)某一個設(shè)備受到服務(wù)之后，它的優(yōu)先級就自動地排到最后。優(yōu)先級由高到低的順序：的優(yōu)先級就自動地排到最后。優(yōu)先級由高到低的順序：n自動循環(huán)優(yōu)先級方式由自動循環(huán)優(yōu)先級方式由OCW2的的R=1、SL=0來確定來確定53

30、特殊循環(huán)特殊循環(huán)n通過編程來確定某一設(shè)備為最低優(yōu)先級。通過編程來確定某一設(shè)備為最低優(yōu)先級。n特殊循環(huán)優(yōu)先級方式由特殊循環(huán)優(yōu)先級方式由OCW2的的R=1、SL=1來確定，來確定，而而L2L1L0用于指定最低優(yōu)先級的二進(jìn)制編碼用于指定最低優(yōu)先級的二進(jìn)制編碼54n每個中斷請求輸入信號都可由中斷屏蔽寄存器每個中斷請求輸入信號都可由中斷屏蔽寄存器IMR的的相應(yīng)位進(jìn)行屏蔽，相應(yīng)位進(jìn)行屏蔽，IMR的的D0對應(yīng)對應(yīng)IR0，D1對應(yīng)對應(yīng)IR1，D7對應(yīng)對應(yīng)IR7nIMR相應(yīng)位為相應(yīng)位為“1”則屏蔽，為則屏蔽，為“0”則允許則允許nIMR寄存器由操作命令寄存器由操作命令OCW1進(jìn)行設(shè)置進(jìn)行設(shè)置n屏蔽方式有兩種：屏

31、蔽方式有兩種：正常屏蔽方式、特定屏蔽方式正常屏蔽方式、特定屏蔽方式8259A的工作方式屏蔽方式的工作方式屏蔽方式55正常屏蔽方式正常屏蔽方式n每個屏蔽位對應(yīng)一個中斷請求輸入信號每個屏蔽位對應(yīng)一個中斷請求輸入信號n屏蔽某一個中斷請求輸入信號對其他請求信號沒有屏蔽某一個中斷請求輸入信號對其他請求信號沒有影響影響n未屏蔽的中斷請求輸入信號未屏蔽的中斷請求輸入信號按照設(shè)定的優(yōu)先級順序按照設(shè)定的優(yōu)先級順序工作工作，同級和低級的中斷請求被禁止，如果，同級和低級的中斷請求被禁止，如果CPU允允許中斷，可實(shí)現(xiàn)中斷嵌套許中斷，可實(shí)現(xiàn)中斷嵌套56n設(shè)定特定屏蔽方式后，設(shè)定特定屏蔽方式后，IMR中為中為“1”的位仍

32、然屏蔽相的位仍然屏蔽相應(yīng)的中斷請求輸入信號，但應(yīng)的中斷請求輸入信號，但所有未屏蔽的位被全部開所有未屏蔽的位被全部開放放，都可以申請中斷，都可以申請中斷n特定屏蔽方式由特定屏蔽方式由OCW3的的ESMM和和SMM確定，設(shè)定時確定，設(shè)定時ESMM=1、SMM=1，復(fù)位時，復(fù)位時ESMM=1、SMM0特定屏蔽方式特定屏蔽方式57n中斷結(jié)束方式是指中斷如何結(jié)束的方法中斷結(jié)束方式是指中斷如何結(jié)束的方法nISR中某位為中某位為“1”，表示，表示CPU正在為之服務(wù)；某位為正在為之服務(wù)；某位為“0”表示表示CPU已經(jīng)停止（結(jié)束）為之服務(wù)。已經(jīng)停止（結(jié)束）為之服務(wù)。而而IRET指令主要是恢復(fù)主程序的斷點(diǎn)，它并不

33、能使指令主要是恢復(fù)主程序的斷點(diǎn)，它并不能使ISR的相的相應(yīng)位清零應(yīng)位清零n8259A的中斷結(jié)束方式有兩種：命令中斷結(jié)束方式的中斷結(jié)束方式有兩種：命令中斷結(jié)束方式（EOI）和自動中斷結(jié)束方式（）和自動中斷結(jié)束方式（AEOI）8259A的工作方式中斷結(jié)束方的工作方式中斷結(jié)束方式（使式（使ISR清清0的方式）的方式）58自動中斷結(jié)束方式（自動中斷結(jié)束方式（AEOI）n8259A自動地在最后一個中斷響應(yīng)脈沖的后沿將中斷自動地在最后一個中斷響應(yīng)脈沖的后沿將中斷服務(wù)寄存器服務(wù)寄存器ISR中的相應(yīng)位清零。中的相應(yīng)位清零。n過程：中斷請求、過程：中斷請求、CPU響應(yīng)，發(fā)第一個，響應(yīng)，發(fā)第一個，ISR相應(yīng)位相應(yīng)

34、位置置“1”，CPU發(fā)第二個，發(fā)第二個，8259A提供中斷類型碼，提供中斷類型碼，ISR相應(yīng)位清零，結(jié)束。相應(yīng)位清零，結(jié)束。n應(yīng)用：用于應(yīng)用：用于8259A單片系統(tǒng)，或不需要嵌套的多級中單片系統(tǒng)，或不需要嵌套的多級中斷系統(tǒng)。斷系統(tǒng)。n由由ICW4的的AEOI=1確定。確定。59命令中斷結(jié)束方式（命令中斷結(jié)束方式（EOI）n指在中斷服務(wù)程序返回之前，向指在中斷服務(wù)程序返回之前，向8259A發(fā)中斷結(jié)束命發(fā)中斷結(jié)束命令（令（EOI），使），使ISR中的相應(yīng)位清零。它包括兩種情中的相應(yīng)位清零。它包括兩種情況：況：n非特殊（正常）非特殊（正常）EOI命令命令：全嵌套方式下的中斷結(jié)束命令稱：全嵌套方式下的

35、中斷結(jié)束命令稱為非特殊為非特殊EOI命令，該命令能自動地把當(dāng)前命令，該命令能自動地把當(dāng)前ISR中的最高優(yōu)中的最高優(yōu)先級的那一位清先級的那一位清“0”n特殊特殊EOI命令命令：非全嵌套方式下的中斷結(jié)束命令稱為特殊：非全嵌套方式下的中斷結(jié)束命令稱為特殊EOI命令。由于無法確定最后響應(yīng)的是哪一級中斷，所以應(yīng)命令。由于無法確定最后響應(yīng)的是哪一級中斷，所以應(yīng)向向8259A發(fā)出特殊發(fā)出特殊EOI命令，即指定哪一級中斷返回，使其命令，即指定哪一級中斷返回，使其ISR中的相應(yīng)位清中的相應(yīng)位清“0”608259A的工作方式中斷請求觸的工作方式中斷請求觸發(fā)方式（發(fā)方式（1）n8259A的中斷請求寄存器的中斷請求寄

36、存器IRR中有中有8個中斷請求觸個中斷請求觸發(fā)器，分別對應(yīng)發(fā)器，分別對應(yīng)8個中斷請求信號的輸入端個中斷請求信號的輸入端IR0-IR7，這些觸發(fā)器的觸發(fā)方式有兩種，即，這些觸發(fā)器的觸發(fā)方式有兩種，即邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)和電平觸發(fā)61邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)62電平觸發(fā)電平觸發(fā)638259A的工作方式多片級連方式的工作方式多片級連方式n級連系統(tǒng)中，每個從片的中斷請求輸出線級連系統(tǒng)中，每個從片的中斷請求輸出線INT直接連直接連到主片的某個中斷請求輸入線上，主片的到主片的某個中斷請求輸入線上，主片的CAS0CAS2是輸出線，輸出被響應(yīng)的從片代碼，從片的是輸出線，輸出被響應(yīng)的從片代碼，從片的CAS0CAS

37、2是輸入線，接收主片發(fā)出的從片代碼，是輸入線，接收主片發(fā)出的從片代碼，以便與自身代碼相比較。以便與自身代碼相比較。6465n初始化編程初始化編程：指系統(tǒng)在上電或復(fù)位后對可編程器件進(jìn)：指系統(tǒng)在上電或復(fù)位后對可編程器件進(jìn)行控制字設(shè)定的一段程序行控制字設(shè)定的一段程序n8259A的命令控制字包括兩個部分：初始化命令字和的命令控制字包括兩個部分：初始化命令字和操作命令字操作命令字n初始化命令字初始化命令字一般在系統(tǒng)復(fù)位后的初始化編程中設(shè)置，一般在系統(tǒng)復(fù)位后的初始化編程中設(shè)置，用于確定用于確定8259A的基本工作方式，設(shè)置后一般保持不的基本工作方式，設(shè)置后一般保持不變變n操作命令字操作命令字是在初始化以后

38、的正常工作中寫入的，它是在初始化以后的正常工作中寫入的，它實(shí)現(xiàn)對實(shí)現(xiàn)對8259A的狀態(tài)、中斷方式和過程的動態(tài)控制，的狀態(tài)、中斷方式和過程的動態(tài)控制，在工作中可隨時寫入操作命令字以修改某些控制方式在工作中可隨時寫入操作命令字以修改某些控制方式8259A的初始化編程（的初始化編程（1）66n8259A內(nèi)部有內(nèi)部有7個寄存器，分為兩組：初始化命令寄個寄存器，分為兩組：初始化命令寄存器和操作命令寄存器組存器和操作命令寄存器組n初始化命令寄存器組包括初始化命令寄存器組包括4個寄存器：個寄存器：ICW1ICW4對應(yīng)的寄存器對應(yīng)的寄存器n操作命令寄存器包括操作命令寄存器包括3個寄存器：個寄存器：OCW1OC

39、W3對對應(yīng)的寄存器應(yīng)的寄存器8259A的初始化編程（的初始化編程（2）678259A初始化命令字初始化命令字n8259A初始化命令字有初始化命令字有4個：個：ICW1、 ICW2、 ICW3、 ICW4n寫入的初始化命令字一般為寫入的初始化命令字一般為24個，個， ICW1使用使用偶地址偶地址，而，而ICW2、 ICW3、 ICW4使用使用奇地址奇地址，為了相，為了相互區(qū)別，初始化命令字的寫入必須互區(qū)別，初始化命令字的寫入必須有一個固定的順序。有一個固定的順序。688259A初始化命令字初始化命令字ICW1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1要ICW4 0不要ICW4 1單片方式 0級連方式 8088/8086系統(tǒng)無效 偶地址端口 80/85中斷地址 特征位 1電平觸發(fā) 0邊沿觸發(fā) A7 A6 A5 1 LTIM ADI SNGL IC4 69 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 中斷類型號的高5 位8259A自動填入 T7 T6 T5 T4 T3 0 0 0 由ICW2來定義中斷類型碼的高5位8259A初始化命令字初始化命令字ICW270nICW2的主要的主要功能：確定功能：確定中斷向量，中斷向量，中斷類型碼中斷類型碼8259A初始化命令字初始化命令字ICW2A0 D7 D6