现代微机原理与接口技术接口第5章.ppt

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1、现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术第第5章章 中断技术中断技术1现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.1 5.1 中断基本概念中断基本概念5.1.1 中断基本概念中断基本概念定义：定义：CPU暂停现行程序，转而处理随机到来暂停现行程序，转而处理随机到来的事件，待处理完后再回到被暂停的程序继续执的事件，待处理完后再回到被暂停的程序继续执行，这个过程就是中断。行，这个过程就是中断。中断过程：中断过程：中断处理的隐操作：中断处理的隐操作：程序状态及程序断点地址程序状态及程序断点地址的进栈及出栈。的进栈及出栈。中断请求中断请求中断响应中断响应中断服务中断服务中断结束中断结束中断处理

2、中断处理2现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 中断系统其他功能：中断系统其他功能：支持多中断源和多种中断源。支持多中断源和多种中断源。支持中断屏蔽处理。支持中断屏蔽处理。支持中断嵌套处理。支持中断嵌套处理。支持中断优先级修改。支持中断优先级修改。支持中断结束方式选择。支持中断结束方式选择。3现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.1.2 中断类型中断类型属性：属性：硬件硬件/软件、向量软件、向量/查询。查询。1.外部硬件外部硬件(如键盘、鼠标，串口，并口打印机等）中断如键盘、鼠标，串口，并口打印机等）中断 中断请求：中断请求：多个中断请求的排队和判优由中断控制器完多个中断请求

3、的排队和判优由中断控制器完成，产生的有无中断请求的信号送到成，产生的有无中断请求的信号送到CPU的的INTR引脚。引脚。中断类型号：中断类型号：通过数据总线送到通过数据总线送到CPU中。中。EFLAGS寄存器的寄存器的IF位影响位影响CPU对中断请求的响应。对中断请求的响应。处理器在当前指令执行结束的时候启动中断识别处理器在当前指令执行结束的时候启动中断识别INTA总线周期总线周期属性：属性：硬件、可屏蔽、向量。硬件、可屏蔽、向量。SIO LPC47B27XIRQx82801BASERIRQ82815EPPII/III CPUINTR中断类型号中断类型号PIRQx4现代微机原理与接口技术现代微

4、机原理与接口技术2.不可屏蔽中断不可屏蔽中断 中断请求：中断请求：中断请求的信号送到中断请求的信号送到CPU的的NMI引脚。引脚。中断类型号：中断类型号：固定为固定为2。CPU不需要进行中断识别，直接处理中断。不需要进行中断识别，直接处理中断。属性：属性：硬件、不可屏蔽、向量。硬件、不可屏蔽、向量。NMI由由0跳变到跳变到1以后要维持至少以后要维持至少4个连续的处理个连续的处理器时钟周期的高电平才被识别。器时钟周期的高电平才被识别。NMI由由1跳变到跳变到0以后要维持至少以后要维持至少4个连续的处理个连续的处理器时钟周期的低电平，新的器时钟周期的低电平，新的NMI中断才能被识别。中断才能被识别

5、。5现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术3.软件中断软件中断 属性：属性：软件、不可屏蔽、向量。软件、不可屏蔽、向量。中断请求：中断请求：指令执行中或程序调用产生。指令执行中或程序调用产生。中断类型号：中断类型号：CPU规定或指令给出。规定或指令给出。CPU专用中断：专用中断：溢出溢出(O)、单步、单步(1)、断点中断、断点中断(3)。BIOS中断：中断：I/O设备控制、实用服务、特殊中断、专设备控制、实用服务、特殊中断、专用参数中断。用参数中断。DOS中断：中断：公开公开/未公开、可调用、系统功能。未公开、可调用、系统功能。自由中断：自由中断：未定义未定义(20H3FH中未使用的中断

6、中未使用的中断)。CPU不需要进行中断识别，直接处理中断。不需要进行中断识别，直接处理中断。6现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术常用的软件中断常用的软件中断中断号中断号中断号中断号功功功功 能能能能中断号中断号中断号中断号功功功功 能能能能10H视频服务中断视频服务中断13H软硬盘控制中断软硬盘控制中断14H串行口中断串行口中断15H各种各种IO设备中断设备中断16H键盘中断键盘中断17H并行打印口中断并行打印口中断20H返回返回DOS21HDOS功能调用功能调用23HCtrl+Break处理处理24HDOS严重错误严重错误33H鼠标中断鼠标中断2FH31HDOS保护方式接保护方式接

7、口口BIOS、DOS、自由中断的汇编调用方式：、自由中断的汇编调用方式：INT n ；n为中断向量号，如为中断向量号，如 INT 10H7现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术4.内部中断和异常内部中断和异常 属性：属性：软件、不可屏蔽、向量。软件、不可屏蔽、向量。中断请求：中断请求：指令执行中产生。指令执行中产生。中断类型号：中断类型号：CPU规定。规定。失效：失效：错误在指令完成前，错误指令的错误在指令完成前，错误指令的CS：EIP压压栈。该指令会重做。栈。该指令会重做。陷阱：陷阱：错误在指令完成后，错误指令下一指令的错误在指令完成后，错误指令下一指令的CS：EIP压栈。压栈。中止：

8、中止：不保存，重启机器。不保存，重启机器。CPU不需要进行中断识别，直接处理中断。不需要进行中断识别，直接处理中断。8现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.1.3 中断识别及其优先级中断识别及其优先级1.中断识别中断识别 只有外部硬件中断需要进行识别，其余不需要识别。只有外部硬件中断需要进行识别，其余不需要识别。中断识别由中断控制器完成。中断识别由中断控制器完成。2.中断优先级中断优先级 原则：原则：按机器故障、按机器故障、DMA、外围硬件、软件递减。、外围硬件、软件递减。结果：结果：CPU专用专用DMA外围硬件外围硬件BIOSDOS自由。自由。即基本按中断向量表排序。即基本按中断向

9、量表排序。外围硬件一般可由用户修改其优先权。外围硬件一般可由用户修改其优先权。9现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.1.4 中断响应中断响应在当前指令结束后，可屏蔽中断根据在当前指令结束后，可屏蔽中断根据EFLAGS寄存器寄存器IF位决定是否响应；其他中断给予响应。位决定是否响应；其他中断给予响应。中断响应的步骤如下：中断响应的步骤如下：1.保护断点保护断点通过堆栈及相关硬件实现通过堆栈及相关硬件实现EFLAGS、CS、EIP的保护。的保护。并清除并清除IF和和TF。压栈的顺序是压栈的顺序是EFLAGS、CS、EIP10现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术4.转入中断处理程

10、序转入中断处理程序5.返回断点返回断点恢复断点（恢复断点（EIP、CS、EFLAG顺序出栈）继续执行主顺序出栈）继续执行主程序。程序。3.取得中断服务程序入口地址取得中断服务程序入口地址对向量中断，通过中断类型号查中断向量表或中断描对向量中断，通过中断类型号查中断向量表或中断描述符表取得。述符表取得。从中断处理程序入口地址转到中断处理程序。执行对从中断处理程序入口地址转到中断处理程序。执行对中断的处理。中断的处理。2.取得中断类型号取得中断类型号对外部硬件中断通过中断响应周期取得中断类型号。对外部硬件中断通过中断响应周期取得中断类型号。非外部硬件中断直接取得入口地址，无须第非外部硬件中断直接取

11、得入口地址，无须第2步步11现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.1.5 PC机中断向量表机中断向量表(IVT，用于实地址模式，用于实地址模式)2.中断向量表中断向量表位于内存地址位于内存地址0000:0000开始的开始的1KB范围内。范围内。按中断类型号顺序存放中断向量。按中断类型号顺序存放中断向量。3.中断向量指针中断向量指针指向存放中断向量地址第一字节的指针。指向存放中断向量地址第一字节的指针。中断向量指针中断向量指针=中断类型号中断类型号4。软件中断中自由中断的中断向量需用户自己装入。软件中断中自由中断的中断向量需用户自己装入。1.中断向量中断向量对应中断类型号的中断服务程序

12、入口地址。对应中断类型号的中断服务程序入口地址。每个中断向量占每个中断向量占4字节。字节。12现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.1.6 中断描述符表中断描述符表(IDT，用于保护模式，用于保护模式)1.中断描述符表中断描述符表(用于保护模式）用于保护模式）表项长度：表项长度：8字节，每个表项对应一个中断类型号。字节，每个表项对应一个中断类型号。表项类型：表项类型：任务门、中断门、陷阱门。任务门、中断门、陷阱门。通过特征位通过特征位(b40b44)区分不同类型。区分不同类型。13现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 表的长度：表的长度：8字节字节256=2KB。表的位置：表

13、的位置：由中断描述符表寄存器由中断描述符表寄存器IDTR指向。指向。2.中断描述符指针中断描述符指针 指向中断描述符表中的中断描述符的指针。指向中断描述符表中的中断描述符的指针。中断描述符指针中断描述符指针=IDT基地址基地址+中断类型号中断类型号8。3.中断门中断门/陷阱门陷阱门 内容：内容：段选择符、属性和偏移量。段选择符、属性和偏移量。中断门与陷阱门区别：中断门与陷阱门区别：通过中断门处理时通过中断门处理时EFLAG的的IF被清被清0，通过陷进门，通过陷进门处理处理IF不清不清0。中断门的优先级比陷阱门高，是面向外部硬件中断的中断门的优先级比陷阱门高，是面向外部硬件中断的门，后者面向优先

14、级地的中断。门，后者面向优先级地的中断。14现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 中断服务子程序入口地址取得：中断服务子程序入口地址取得：偏移偏移属性属性选择符选择符中断门中断门/陷阱门陷阱门IDTRIDT中断类型号中断类型号7 08边界边界属性属性基地址基地址段描段描述符述符CSGDT/LDT线性地址线性地址中断服务中断服务子程序子程序代码段代码段段基地址段基地址偏偏移移EIPCS段描述符缓冲器段描述符缓冲器中断描述符中断描述符中断描述符中断描述符段描述符段描述符段描述符段描述符15现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术TSS选择符选择符任务任务门门IDTRIDT中断类型号中断

15、类型号7 08属性属性段限段限基址基址TSS描描述符述符TRGDT线性地址线性地址TSS基址基址TR描述符缓存器描述符缓存器4.任务门任务门 内容：内容：TSS选择符与属性。选择符与属性。TSS取得：取得：优点：优点：中断任务和被中断任务完全隔离。中断任务和被中断任务完全隔离。缺点：缺点：中断响应过程耗时长。中断响应过程耗时长。16现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.2 Intel 8259A5.2.1 8259A主要任务主要任务 接受外部的中断请求；接受外部的中断请求；管理所有外部的中断请求管理所有外部的中断请求(排队、判优、屏蔽、嵌套排队、判优、屏蔽、嵌套)；向向CPU产生中断

16、请求产生中断请求INTR及中断类型号；及中断类型号；进行中断结束处理；进行中断结束处理；接受接受CPU命令及返回状态。命令及返回状态。17现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.2.2 8259A引脚及内部结构引脚及内部结构1.8259A引脚引脚CPU侧：侧：DB0DB7；外设侧：外设侧：IR0IR7；级联：级联：CS；RD、WR、A0；SP/EN、CAS0CAS2。INT、INTA；18现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术2.8259A内部结构内部结构 接口电路：接口电路：CPU接口、接口、I/O接口。接口。19现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 内部逻辑：内部逻辑

17、：IRR、IMR、PR、ISR及控制电路。及控制电路。中断请求过程：中断请求过程：IR-INT。&INTISR编码编码中中断断请请求求优优先先级级编编码码器器中中断断请请求求寄寄存存器器IRRIR0IR7&中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMRD0D71比比较较器器 B0B1B2ABA0A1A220现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 CPU响应可屏蔽中断条件：响应可屏蔽中断条件：当前指令执行完毕；当前指令执行完毕；EFLAGS中中IF=1；INTR信号有效。信号有效。中断响应过程：中断响应过程：向向CPU送中断类型号。送中断类型号。第一个第一个INTA，CPU封锁总线封锁总线(LOCK有

18、效有效)，8259A最最高优先级请求对应高优先级请求对应ISR位置位，对应位置位，对应IRR复位。复位。第二个第二个INTA，总线解锁，总线解锁，ALE无效，无效，8259A将当前将当前中断服务程序对应中断类型号送到数据总线上。中断服务程序对应中断类型号送到数据总线上。ISR的复位在自动结束的复位在自动结束/非自动结束时不一致。非自动结束时不一致。DMA传送方式比中断方式速度快传送方式比中断方式速度快(响应与传送响应与传送)。回回ICW321现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术3.8259A工作方式工作方式 中断请求方式：中断请求方式：初始化设置初始化设置边沿触发方式边沿触发方式：正跳

19、变向：正跳变向8259A请求中断。请求中断。电平触发方式电平触发方式：高电平向：高电平向8259A请求中断，响应请求中断，响应中断后要及时清除高电平。中断后要及时清除高电平。查询中断方式查询中断方式：外设向：外设向8259A请求中断，但请求中断，但8259A不向不向CPU发中断请求信号发中断请求信号INT。22现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 连接总线与级联方式连接总线与级联方式：非缓冲非缓冲初始化设置初始化设置 非缓冲方式：非缓冲方式：小系统中，小系统中，8259A数据线直接连数据线直接连系统数据总线，不需要总线缓冲器，此时系统数据总线，不需要总线缓冲器，此时SP/EN表示级联时

20、主表示级联时主/从关系。从关系。主片：主片：SP/EN接高电平；接高电平；从片：从片：SP/EN接低电平。接低电平。缓冲方式：缓冲方式：大系统中，数据总线都具有总线大系统中，数据总线都具有总线缓冲器，此时缓冲器，此时SP/EN表示数据传送方向，级联时表示数据传送方向，级联时主主/从关系通过软件设定从关系通过软件设定ICW4来决定。来决定。23现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 屏蔽方式：屏蔽方式：内部特性内部特性 内部特性：内部特性：自动屏蔽低于自己优先级的自动屏蔽低于自己优先级的IR。正常屏蔽：正常屏蔽：IMR中相应位置位；中相应位置位；特定屏蔽：特定屏蔽：开放比自己优先级低的开放

21、比自己优先级低的IR。优先级管理方式：优先级管理方式：固定优先权固定优先权 内部特性：内部特性：IR0IR7的优先级为一循环队列。的优先级为一循环队列。固定优先权：固定优先权：从从IR0IR7降序；降序；轮转优先权：轮转优先权：自动轮转：自动轮转：刚被服务的刚被服务的IR的优先级降至最低；的优先级降至最低；指定轮转：指定轮转：指定的指定的IR的优先级降至最低。的优先级降至最低。24现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 嵌套方式：嵌套方式：全嵌套全嵌套 全嵌套：全嵌套：禁止同优先级或低优先级请求发生；禁止同优先级或低优先级请求发生；特殊全嵌套：特殊全嵌套：禁止低优先级请求发生。禁止低优先

22、级请求发生。应用：应用：级联时主片特殊全嵌套，从片全嵌套。级联时主片特殊全嵌套，从片全嵌套。结束方式：结束方式：非自动非自动 自动：自动：中断响应后中断响应后ISR中最高优先级位自动复中最高优先级位自动复位；位；非自动：非自动：中断服务程序返回前，需要处理程中断服务程序返回前，需要处理程序发出对序发出对ISR中相应位复位的中断结束命令；中相应位复位的中断结束命令；不指定方式：不指定方式：ISR中最高优先级位复位；中最高优先级位复位；指定方式：指定方式：命令中指定的命令中指定的ISR中相应位复位。中相应位复位。25现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术4.8259A的操作功能及命令的操作功

23、能及命令 I/O端口地址：端口地址：只提供二个端口只提供二个端口(使用使用A0区别区别)；命令：命令：初始化初始化-ICW1ICW4，操操 作作-OCW1OCW3。状态：状态：IRR、ISR、IMR、查询字。、查询字。I/O端口操作冲突时解决方法：端口操作冲突时解决方法：信息字节中有空闲位时：信息字节中有空闲位时：特征位方法；特征位方法；信息字节中无空闲位时：信息字节中无空闲位时：时序方法。时序方法。26现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术PIC1PIC2操作操作内容内容特征位特征位时序时序D4D3D220H0A0H写写ICW11无无OCW200OCW30121H0A1H写写ICW2I

24、CW4无无ICW2ICW4OCW1初始化后初始化后20H0A0H读读IRR，ISR查询字查询字无无OCW3决定决定21H0A1H读读IMR无无无无 8259A命令关系表：命令关系表：注：注：ICWx只有在初始化过程中才会出现。只有在初始化过程中才会出现。27现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 (1)初始化命令初始化命令ICW1 特征位：特征位：D4=1；ICW4主要设定嵌套、缓冲、结束方式，主要设定嵌套、缓冲、结束方式，缺省值为缺省值为全嵌套、非缓冲、自动结束方式全嵌套、非缓冲、自动结束方式。28现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 (2)初始化命令初始化命令ICW2 时序：

25、时序：ICW2ICW3ICW4。IRi的中断类型号的中断类型号=ICW2的高的高5位位+i 例：例：如果如果ICW2为为08H，则，则 IR3的中断类型号（中断向量）为的中断类型号（中断向量）为08H+03H=0BH。29现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 (3)初始化命令初始化命令ICW3 级联方式结构：级联方式结构：下二页30现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 级联方式结构设置：级联方式结构设置：需要分别对主片和从片进行设置。需要分别对主片和从片进行设置。主片：主片：S7S0分别对应相应的分别对应相应的IR号的引脚，号的引脚，为为1的位对应的引脚接有从片；的位对应的引脚

26、接有从片；从片：从片：ID2ID1的编号是该从片接到主片的的编号是该从片接到主片的IR引脚的引脚的IR号。号。31现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术主主 片：片：OUT 21H，14H从片从片1：OUT 0A1H，04H从片从片2：OUT 0C1H，02H 级联方式中断请求及响应过程：级联方式中断请求及响应过程：主片请求：与非级联一致。主片请求：与非级联一致。从片请求：与非级联一致，但其从片请求：与非级联一致，但其INT送到主片，服送到主片，服从主片的请求规则。从主片的请求规则。从片响应：通过从片响应：通过CAS线译码，选中时在收到第二个线译码，选中时在收到第二个INTA后，返回中断

27、类型号。后，返回中断类型号。非级联响应非级联响应 主片响应：收到第一个主片响应：收到第一个INTA后，对从片的后，对从片的IR请求，请求，在第一个在第一个INTA下降沿从下降沿从CAS线送出该线送出该IR编码；否则，编码；否则，在第二个在第二个INTA返回中断类型号。返回中断类型号。上二页32现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 (4)初始化命令初始化命令ICW4 D0：用于用于8位位(0)/16位位(1)微机；微机；D1：非中断自动结束非中断自动结束(0)/自动结束自动结束(1)方式；方式；D2：缓冲方式缓冲方式(D3=1)时的主从片级联位置设置，时的主从片级联位置设置，从片从片(0

28、)/主片主片(1)；D3：非缓冲非缓冲(0)/缓冲缓冲(1)方式；方式；D4：全嵌套全嵌套(0)/特殊全嵌套特殊全嵌套(1)方式。方式。从片非自动结束时，主、从片均需发从片非自动结束时，主、从片均需发EOI命令。命令。33现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 (5)操作命令操作命令OCW1 正常屏蔽：正常屏蔽：特征位：特征位：无，无，时序：时序：无。无。实际上改变了中断优先级（屏蔽掉高优先级的实际上改变了中断优先级（屏蔽掉高优先级的中断请求）。中断请求）。对对IMR的读取在的读取在21H（主）、（主）、0A1H（从）端口（从）端口做读操作。做读操作。特殊屏蔽：特殊屏蔽：通过通过OCW3

29、设置。设置。34现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 (6)操作命令操作命令OCW2 特征位：特征位：D4D3=00；功能：功能：结束方式和优先权轮转管理；结束方式和优先权轮转管理；结束方式管理：结束方式管理：D6D5=01，非自动，非自动不指定不指定；D6D5=11，非自动，非自动指定指定。优先权管理：优先权管理：D7=0，优先权固定；，优先权固定；D7=1，优先权轮转。，优先权轮转。35现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术R SL EOI 0 0 L2 L1 L0 功能功能 0 0 0 0 0 0 0 0自动自动EOI、优先权固定命令、优先权固定命令 0 0 1 0 0 0

30、 0 0非非自自动动EOI不不指指定定、优优先先权权固定命令固定命令 0 1 1 0 0 L2 L1 L0 非非自自动动EOI指指定定、优优先先权权固固定命令定命令 1 0 0 0 0 0 0 0自自动动EOI、优优先先权权自自动动轮轮转转命命令令 1 0 1 0 0 0 0 0非非自自动动EOI不不指指定定、优优先先权权自动轮转命令自动轮转命令 1 1 1 0 0 L2 L1 L0 非非自自动动EOI指指定定、优优先先权权指指定轮转命令定轮转命令 1 1 0 0 0 L2 L1 L0 自自动动EOI、优优先先权权指指定定轮轮转转命命令令 例：例：OUT 20H，20H的含义？的含义？36现代

31、微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 (7)操作命令操作命令OCW3 特征位：特征位：D4D3=01；P RR RIS功能功能 应用应用 0 1 0读取读取IRR内容内容OUT 20H，0AHIN AL，20H 0 1 1读取读取ISR内容内容OUT 20H，0BHIN AL，20H 0 0 *不读取任何寄存器内容不读取任何寄存器内容 1 *读取查询字信息读取查询字信息OUT 20H，0CHIN AL，20H37现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 查询字格式：查询字格式：I=0，无中断请求；，无中断请求；I=1，有中断请求。，有中断请求。W2W0，正在申请中断的若干中断源中优先级

32、，正在申请中断的若干中断源中优先级最高的中断源的编码。最高的中断源的编码。38现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 特定屏蔽管理：特定屏蔽管理：ESMM SMM功能功能 0 *该操作对特殊屏蔽无效该操作对特殊屏蔽无效 1 0取消特定屏蔽取消特定屏蔽 1 1设置特定屏蔽设置特定屏蔽设置方法：设置方法：用用OCW1屏蔽部分屏蔽部分IR含自己含自己，用用OCW3置置SMM即可。即可。取消方法：取消方法：用用OCW3取消特定屏蔽，取消特定屏蔽，用用OCW1取消被屏蔽的取消被屏蔽的IR。39现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术1.1.初始化编程步骤初始化编程步骤5.2.3 8259A初始

33、化编程初始化编程out 20h(a0h),alout 21h(a1h),alout 21h(a1h),alout 21h(a1h),al40现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术2.初始化编程初始化编程 不同不同8259A的的I/O端口地址不同；端口地址不同；8259A级联时，每个级联时，每个8259A均必须有完整的初均必须有完整的初始化过程始化过程端口地址和部分参数不同而已端口地址和部分参数不同而已；全嵌套方式时，初始全嵌套方式时，初始IR优先级优先级IR0最高。最高。注意点：注意点：41现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 例：例：INTM00EQU 020H;8259A端口

34、端口0INTM01EQU021H;8259A端口端口1MOVAL,00010011B;ICW1：边沿触发，要：边沿触发，要ICW4；;单片方式，不要单片方式，不要ICW3。OUTINTM00,ALJMPSHORT$+2;I/O端口延时端口延时MOVAL,00001000B;ICW2：设置中断向量，起始的：设置中断向量，起始的;中断向量为中断向量为08H。OUTINTM01,ALJMPSHORT$+2MOVAL,00000001B;ICW4：非缓冲，全嵌套，非自：非缓冲，全嵌套，非自;动中断结束动中断结束(EOI)。OUTINTM01,ALJMPSHORT$+242现代微机原理与接口技术现代微机

35、原理与接口技术5.2.4 微机中微机中8259A应用应用Y0Y7ABCG2BG2AG11514131211109712345674LS138A5A6A7A8A9AEN中断控制器中断控制器8259A的端口地址为多少？的端口地址为多少？AEN=AENIO/M。1.PC机系统板上机系统板上8259A的连接的连接8259ACSDB7.0IR7.0INTAA0A0INTINTAINTRRDWRIOWIOR接接8288接接CPU接中断源接中断源接数据线接数据线接地址线接地址线43现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术2.现代微机中现代微机中82801BA中中8259A级联级联注意：注意：主、从区分；

36、主、从区分；IRQ优先级；优先级；请求与响应。请求与响应。44现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术;对主片对主片8259A的初始化的初始化INTM00EQU 020H;主主8259A端口端口0INTM01EQU021H;主主8259A端口端口1MOVAL,00010001B;ICW1：边沿触发，要：边沿触发，要ICW4;级联方式，要级联方式，要ICW3。OUT INTM00,ALJMP SHORT$+2;I/O端口延时端口延时MOVAL,00001000B;ICW2：设置主片的中断向量，起始的中断向量为：设置主片的中断向量，起始的中断向量为08HOUT INTM01,ALJMP SHO

37、RT$+2MOVAL,00000100B;ICW3：表示从：表示从8259A的的INT输出是连接到主片的输出是连接到主片的IR2。OUT INTM01,ALJMP SHORT$+2MOVAL,00010001B;ICW4：非总线缓冲，特殊全嵌套，非自动：非总线缓冲，特殊全嵌套，非自动EOIOUT INTM01,ALJMP SHORT$+245现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术;对从片对从片8259A的初始化的初始化INTS00EQU 0A0H;从从8259A端口端口0INTS01EQU0A1H;从从8259A端口端口1MOVAL,00010001B;ICW1边沿触发，要边沿触发，要I

38、CW4;级联方式，要级联方式，要ICW3。OUT INTS00,ALJMP SHORT$+2MOVAL,01110000B;ICW2：设置从片的中断向量，起始的中断向量为：设置从片的中断向量，起始的中断向量为70HOUT INTS01,ALJMP SHORT$+2MOVAL,00000010B;ICW3：设置从片的识别标志，指定对应主片的：设置从片的识别标志，指定对应主片的IR2。OUT INTS01,ALJMP SHORT$+2MOVAL,00000001B;ICW4：非总线缓冲，全嵌套，非自动中断结束。：非总线缓冲，全嵌套，非自动中断结束。OUT INTS01,ALJMP SHORT$+2

39、46现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术3.3.现代微机中断请求线连接现代微机中断请求线连接82598259输入输入 典型的中断源典型的中断源 被连接的引脚被连接的引脚/功能功能 主片主片0内部内部内部时钟内部时钟/计数器计数器0的输出的输出1键盘键盘通过通过SERIRQ来的来的IRQ12内部内部从控制器的级联引脚从控制器的级联引脚3串行端口串行端口2通过通过SERIRQ来的来的IRQ34串行端口串行端口1通过通过SERIRQ来的来的IRQ45并行端口并行端口/普通普通通过通过SERIRQ来的来的IRQ56软磁盘软磁盘通过通过SERIRQ来的来的IRQ67并行端口并行端口/普通普通通过

40、通过SERIRQ来的来的IRQ7返回下页47现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术82598259输入输入 典型的中断源典型的中断源 被连接的引脚被连接的引脚/功能功能 从片从片0内部实时时钟内部实时时钟内部内部RTC1普通普通通过通过SERIRQ来的来的IRQ92普通普通通过通过SERIRQ来的来的IRQ103普通普通通过通过SERIRQ来的来的IRQ114PS/2鼠标鼠标通过通过SERIRQ来的来的IRQ125内部内部基于处理器基于处理器FERR#的状态机输出的状态机输出6基本基本IDE电缆电缆从从输输入入信信号号来来或或通通过过SERIRQ来来的的IRQ147第二第二IDE电缆电缆

41、从从输输入入信信号号来来或或通通过过SERIRQ来来的的IRQ15SIO LPC47B27XIRQx82801BASERIRQCPUINTRIRQ14,15返回第53页转上页48现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术4.4.现代微机中断控制现代微机中断控制82801BA82815EPPII/III CPUPCI INTAINTA中断类型号中断类型号CPU总总线线INTR主主8259A从从8259AIRQ内部逻辑内部逻辑两个两个 INTA#49现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术在上面的过程中有几点注意：在上面的过程中有几点注意：一个或多个一个或多个IRQ到来的时候，置中断请求寄存

42、器到来的时候，置中断请求寄存器IRR的相应位的相应位。如果中断没有被屏蔽，才可以发。如果中断没有被屏蔽，才可以发INTR。82801BA内部产生两个周期内部产生两个周期INTA#后，后，第一个第一个INTA#脉冲脉冲，有最高优先级的，有最高优先级的ISR的相应位被置上，而的相应位被置上，而IRR的相应位被复位。的相应位被复位。第一个脉冲的下降沿第一个脉冲的下降沿，主中断控制，主中断控制器利用内部器利用内部3根专用线根专用线CAS向从中断控制器发送从识向从中断控制器发送从识别码。别码。第二个第二个INTA#脉冲后脉冲后，主或从识别码选中的从，主或从识别码选中的从可编程中断控制器返回中断向量。可编

43、程中断控制器返回中断向量。结束中断响应周期时，如果在自动中断结束结束中断响应周期时，如果在自动中断结束（AEOI）模式下，则中断服务寄存器（模式下，则中断服务寄存器（ISR）的相的相应位在应位在第二个第二个INTA#脉冲的末尾脉冲的末尾被复位，否则被复位，否则ISR相相应位保持置位直到中断处理程序末尾发出应位保持置位直到中断处理程序末尾发出EOI命令。命令。50现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.3 实模式下中断编程实模式下中断编程5.3.1 中断编程注意点中断编程注意点1.使用正确的中断号使用正确的中断号2.中断服务程序入口的正确设置中断服务程序入口的正确设置3.避免中断程序中避

44、免中断程序中DOS重入重入4.中断程序执行时间的正确估计中断程序执行时间的正确估计5.中断的打开与关闭中断的打开与关闭6.中断结束处理及返回中断结束处理及返回51现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.3.2 5.3.2 中断处理程序举例中断处理程序举例OLD0CDD？CODESEGMENTMOVAX,350CH;保存原来的保存原来的0CH中断向量中断向量INT21HMOVWORDPTR OLD0C，BXMOVWORDPTR OLD0C+2，ESMOVAX,CODE;写入新的写入新的0CH中断向量中断向量MOVDS，AXMOVDX，OFFSET SERVICEMOVAX，250CHIN

45、T21H;其它程序段其它程序段;中断处理子程序中断处理子程序52现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术;中断处理子程序中断处理子程序SERVICE PROCPUSHA;保护现场保护现场PUSH DSSTI;打开中断打开中断;串口数据处理程序串口数据处理程序CLI;关闭中断关闭中断POPDS;恢复现场恢复现场POPAIRETSERVICE ENDP 53现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.4 PCI中断中断5.4.1 PCI中断请求中断请求 PCI中断线：中断线：INTA#、INTB#、INTC#、INTD#。PCI中断源：中断源：PIRQA#PIRQD#。PCI中断源连接：中

46、断源连接：通过映射到通过映射到ISA中断（中断（37，912，1415）来实现。）来实现。转第47页 特点：特点：当当PCI中断被映射到一个中断被映射到一个ISA的的IRQ后，该后，该IRQ不可不可再被再被ISA设备设备(通过通过SERIRQ的中断的中断)使用。使用。PCI中断可与低电平有效的非中断可与低电平有效的非ISA中断共享同一中断共享同一IRQ。54现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术 实现：实现：设备设备31的的0号功能的号功能的60H63H、68H6BH的的PIRQ路由路由控制寄存器实现控制寄存器实现PIRQA#PIRQH#与与IRQ的映射关系。的映射关系。PIRQ#路由控

47、制寄存器路由控制寄存器8bit存放的是存放的是IRQ编码。编码。PCI中断请求：中断请求：PCI中断请求必须为电平触发方式。中断请求必须为电平触发方式。不同不同PIRQ#的优先级由的优先级由IRQ决定。决定。同一同一PIRQ#不同设备不同设备INT*的优先级由安装次序决定。的优先级由安装次序决定。多个多个PIRQ#信号线能连在同一个信号线能连在同一个IRQ上。上。PIRQA#PIRQB#PIRQC#PIRQD#357360H63H8259AIR0IR3IR5IR755现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.4.2 PCI中断响应中断响应 PCI中断响应为单周期响应。中断响应为单周期响应

48、。HOST-PCI桥自动将双中断响应周期转换成单中断响桥自动将双中断响应周期转换成单中断响应周期。应周期。其他中断响应过程与其他中断响应过程与8259A同，中断类型号通过同，中断类型号通过HOST-PCI桥再返回给处理器。桥再返回给处理器。中断响应周期中可插入等待周期。中断响应周期中可插入等待周期。中断服务程序入口地址由中断描述符表管理。中断服务程序入口地址由中断描述符表管理。56现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术图图5.14 PCI中断响应周期中断响应周期CLKFRAME#12345ADC/BE#IRDY#TRDY#无效无效向量向量0000BE#s（1110）DEVSEL#57现代

49、微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.4.3 PCI中断共享中断共享 PCI中断请求信号为漏极开路的。中断请求信号为漏极开路的。即：中断向量表中中断向量为同一即：中断向量表中中断向量为同一PIRQ#最后安装最后安装的设备的中断服务程序入口地址。的设备的中断服务程序入口地址。同一同一PIRQ#不同设备的优先级最后安装的最高。不同设备的优先级最后安装的最高。PCI中断的状态位通过中断服务程序读取，并处理。中断的状态位通过中断服务程序读取，并处理。同一同一PIRQ#中断服务实现方法：中断服务实现方法：采用链表式处理方法。采用链表式处理方法。方法：方法：PNP配置时将同一配置时将同一PIRQ#的

50、原中断向量存放的原中断向量存放到其设备驱动的特定寄存器后才替换为新的中断向量。到其设备驱动的特定寄存器后才替换为新的中断向量。中断向量中断向量（描述符）（描述符）中断处中断处理程序理程序设备设备2中断处中断处理程序理程序设备设备1PIRQA#58现代微机原理与接口技术现代微机原理与接口技术5.5 APIC（自学）（自学）5.5.1 APIC子系统组成子系统组成1.组成组成处理器核心处理器核心Local APIC模块模块处理器核心处理器核心Local APIC模块模块I/O APIC 模块模块INTIN 23INTIN 0系统中断请求系统中断请求APIC时钟时钟PICD0PICD1PICCLKL