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《中斷系統(tǒng)和中斷控制器8259A》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第八章中斷系統(tǒng)和DMA8.1中斷系統(tǒng)概述8.2中斷控制器8259A8.1中斷系統(tǒng)概述中斷、中斷源中斷處理過程中斷優(yōu)先級8.1.1中斷及中斷源中斷的概念中斷:CPU收到外部請求時停止當前任務(wù)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行外設(shè)任務(wù)，完成后繼續(xù)執(zhí)行被打斷的任務(wù)中斷及中斷源中斷源:引起中斷的事件斷點:主程序被打斷的位置中斷服務(wù)程序:中斷源的響應和處理函數(shù)斷點中斷源中斷服務(wù)程序中斷源中斷的用途響應外部事件：掉電，除零，報警等實時多任務(wù)調(diào)度：加快響應速度CPU與外設(shè)并行處理：提高CPU利用率分時系統(tǒng)基礎(chǔ)：時鐘中斷驅(qū)動的操作系統(tǒng)8.1.2中斷處理過程中斷請求優(yōu)先級判別中斷響應保存現(xiàn)場中斷服務(wù)恢復現(xiàn)場中斷返回1.中斷請
2、求概念：外部設(shè)備需要CPU資源時，產(chǎn)生一個中斷信號發(fā)送到CPU的中斷輸入引腳。原理：每個中斷源對應一個中斷請求標志位，由中斷請求寄存器鎖存。中斷請求信號需要保持到CPU對其進行中斷響應后才能撤銷。2.優(yōu)先級判別多個中斷源同時發(fā)起中斷請求時，CPU需要對多個中斷源的優(yōu)先級進行判斷，響應最緊急的中斷請求。中斷源的優(yōu)先級需要根據(jù)中斷源的緊迫性、重要性以及外設(shè)處理速度等進行綜合考慮不可屏蔽中斷發(fā)生，優(yōu)先響應不可屏蔽中斷。3.中斷響應對于內(nèi)部中斷，CPU通過判斷中斷源自動跳轉(zhuǎn)到相應的中斷服務(wù)程序入口地址，執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。對于外部中斷，CPU判斷標志位IF，若CPU允許響應外部中斷（IF=1
3、），向發(fā)出中斷請求的外設(shè)返回一個中斷應答信號，否則CPU不響應該中斷請求。4.保存現(xiàn)場CPU響應中斷，首先需要禁止CPU響應中斷信號，并保存中斷返回地址以及其它可能被破壞的寄存器8086/8088CPU的基本中斷現(xiàn)場保護需要將CS寄存器和IP寄存器壓入堆棧5.執(zhí)行中斷CPU通過中斷號確定進入哪個中斷處理進入中斷處理程序，可以允許CPU響應其它中斷8086/8088處理器通過裝入CS和IP寄存器實現(xiàn)中斷服務(wù)程序跳轉(zhuǎn)6.恢復現(xiàn)場CPU關(guān)閉中斷響應將保存在堆棧中的所有寄存器內(nèi)容彈出，恢復到中斷前的寄存器原值7.返回8086/8088處理器通過IRET指令從中斷狀態(tài)返回。IRET指令將自動恢
4、復先前保存的IP和CS值以及標志寄存器FR或EFR的值，從而跳轉(zhuǎn)到主程序斷點地址。返回之后，CPU自動打開中斷允許響應其它中斷請求。8.1.3中斷的優(yōu)先級原因：中斷處理的重要程度和時延要求不同含義：按照中斷源的重要程度為每個中斷源分配不同的優(yōu)先級，并以優(yōu)先級大小進行排序，確定多個中斷源請求時對不同中斷源的服務(wù)次序，稱之為中斷優(yōu)先級。工作原理：多個中斷源同時向CPU請求中斷時，選擇當前優(yōu)先級最高的中斷進行處理。規(guī)則：優(yōu)先級可以是固定的，也可以動態(tài)調(diào)整8.2中斷控制器8259A8259A的主要功能8259A的結(jié)構(gòu)及引腳功能8259A的工作方式8259A的初始化命令字8259A的初始化編程
5、1.8259A的主要功能中斷控制器的功能：在多個中端源的系統(tǒng)中，接收外部中斷請求并判斷，選擇優(yōu)先級最高的外部中斷請求，向CPU發(fā)起中斷請求信號。使用中斷控制器的原因：CPU的中斷管腳太少（8086/8088兩根中斷管腳：INTR和NMI）；中斷控制方式比較單一（屏蔽、優(yōu)先級管理、嵌套等）1.8259A的主要功能每片8259A可管理8級優(yōu)先權(quán)中斷源，通過級聯(lián)，最多可管理64級優(yōu)先權(quán)的中斷源。對任何一級中斷源都可單獨進行屏蔽。向CPU提供可編程的標識碼（中斷號），為不能提供中斷號的外設(shè)提供中斷管理。具有五種中斷優(yōu)先權(quán)管理方式：完全嵌套方式、自動循環(huán)方式、特殊循環(huán)方式、特殊屏蔽方式和查詢方
6、式可編程，提高中斷優(yōu)先管理的靈活性。2.8259A外部結(jié)構(gòu)8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖其內(nèi)部各組成模塊有如下功能：（1）中斷請求寄存器IRR8259A有8條外部中斷請求輸入信號線IR0-IR7，每一條請求線上有一個相應的觸發(fā)器來保存請求信號，當?shù)趇個IR端有中斷請求時，IRR中的相應位置“1”；當中斷請求響應時，IRR中的相應位置“0”。（2）中斷屏蔽寄存器IMRIMR(InterruptMaskRegister)用來存放屏蔽位信息，IMR的每一位可以禁止IRR中對應位的中斷請求輸入信號進入。如果屏蔽優(yōu)先權(quán)級別較高的中斷請求輸入時，不會影響到優(yōu)先級較低的中斷請求輸入。
7、（3）優(yōu)先權(quán)判決電路它在中斷響應期間，根據(jù)控制邏輯規(guī)定的優(yōu)先權(quán)級別和中斷屏蔽寄存器IMR的內(nèi)容，把中斷請求寄存器IRR中允許中斷的優(yōu)先權(quán)最高的中斷請求位送入中斷服務(wù)寄存器ISR。（4）中斷服務(wù)寄存器ISRISR存放當前正在進行服務(wù)的所有中斷。ISR中相應位的置位是由優(yōu)先權(quán)判決電路根據(jù)IRR中各請求位的優(yōu)先權(quán)級別和IMR中屏蔽位的狀態(tài)，將中斷的最高優(yōu)先級請求位選通到ISR中。（5）控制邏輯當有未被屏蔽的高級別的中斷請求時，通過控制邏輯輸出高電平的INT信號，
