中斷系統(tǒng)及中斷控制器

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1、第十章中斷系統(tǒng)及中斷控制器10.1中斷的基本概念10.2可編程中斷控制器8259A10.38259A應(yīng)用舉例第一節(jié)中斷的基本概念1.中斷的概念：1956年，美國(guó)，IBM公司IBM7049機(jī)上首先使用了中斷處理技術(shù)，并開(kāi)始使用“中斷”（interrupt）這一術(shù)語(yǔ)。中斷最初是作為處理器與外部設(shè)備交換信息的一種控制方式提出的。由此，最初的中斷全部是對(duì)外部設(shè)備而言的，稱(chēng)為外部中斷或硬件中斷。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，中斷的范圍也隨之?dāng)U大，出現(xiàn)了內(nèi)部軟件中斷的概念，它是為解決機(jī)器內(nèi)部運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的異常以及為編程方便而提出的。不論哪種中斷都遵循同樣的中斷處理過(guò)程中斷：處理器暫停執(zhí)行當(dāng)前程序，轉(zhuǎn)而處理隨機(jī)

2、發(fā)生的事件，處理完畢后再返回到斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)程序的過(guò)程。斷點(diǎn)主程序中斷服務(wù)程序有中斷請(qǐng)求對(duì)外設(shè)進(jìn)行處理繼續(xù)執(zhí)行返回?cái)帱c(diǎn)2.中斷類(lèi)型號(hào)及中斷向量表所謂中斷向量，實(shí)際上就是中斷服務(wù)程序的入口地址，每個(gè)中斷類(lèi)型對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷向量。中斷類(lèi)型號(hào)通過(guò)一個(gè)地址指針表與中斷服務(wù)程序的入口地址相聯(lián)，在實(shí)模式下，該表稱(chēng)為中斷向量表。CSIPCSIPCSIPCSIPCSIPCSIPCSIP類(lèi)型255類(lèi)型32類(lèi)型0類(lèi)型4類(lèi)型3類(lèi)型2類(lèi)型1中斷向量表包含256個(gè)中斷向量。每個(gè)中斷向量包含兩個(gè)字（4個(gè)字節(jié)），高地址字為中斷服務(wù)程序所在代碼段的段基址，低地址字為代碼段中中斷服務(wù)程序第一條指令的偏移量。實(shí)模式下，中斷向

3、量表存放在內(nèi)存最低端的1K單元之中，物理地址00000H~003FFHCSIPCSIPCSIPCSIPCSIPCSIPCSIP類(lèi)型255類(lèi)型32類(lèi)型0類(lèi)型4類(lèi)型3類(lèi)型2類(lèi)型1中斷類(lèi)型碼和中斷向量所在位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系CSIPCSIPCSIPCSIPCSIPCSIPCSIP類(lèi)型255類(lèi)型32類(lèi)型0類(lèi)型4類(lèi)型3類(lèi)型2類(lèi)型10000:0000H~0000:0003H0000:0010H~0000:0013H0000:000CH~0000:000FH0000:0008H~0000:000BH0000:0004H~0000:0007H供用戶(hù)定義的中斷（224個(gè)）專(zhuān)用中斷（5個(gè)）保留中斷（27個(gè)）00

4、00:03FCH~0000:03FFH中斷類(lèi)型號(hào)*4=該類(lèi)型入口地址的地址例題類(lèi)型號(hào)為20H的中斷所對(duì)應(yīng)的中斷向量存放在0000:0080H開(kāi)始的4個(gè)單元鐘，如圖示，則它所對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址為4030:2010H。一個(gè)系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)中斷類(lèi)型號(hào)17H的中斷服務(wù)程序存放在2345:7890H開(kāi)始的內(nèi)存區(qū)域中，則17H對(duì)應(yīng)的中斷向量存放于何處？40H30H20H10H23H45H78H90H17H*4=5CH0000:0083H0000:0082H0000:0081H0000:0080H0000:005FH0000:005EH0000:005DH0000:005CH10.2可編程中斷控制器

5、8259A8259A是一種可編程中斷控制器,有如下功能：一片Intel8259A可管理8個(gè)中斷請(qǐng)求，并把當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求送到CPU的INTR端。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時(shí)，為CPU提供中斷類(lèi)型碼。8個(gè)外部中斷的優(yōu)先級(jí)排列方式，可以通過(guò)對(duì)8259A編程進(jìn)行指定。也可以通過(guò)編程屏蔽某些中斷請(qǐng)求，或者通過(guò)編程改變中斷類(lèi)型碼。允許9片8259A級(jí)聯(lián)，構(gòu)成64級(jí)中斷系統(tǒng)VCCA0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0INTCAS28259A28272625242322212019181716151234567891011121314D7D6D5D4D3D2D1D0CAS0CAS1GND10

6、.2.18259A的引腳及工作原理D7~D0：數(shù)據(jù)總線(xiàn)，雙向，三態(tài)。用于與CPU之間傳送命令、狀態(tài)、中斷類(lèi)型碼。RD：讀信號(hào)，輸入。用來(lái)通知8259A把某個(gè)內(nèi)部寄存器的值送數(shù)據(jù)線(xiàn)D7~D0。WR：寫(xiě)信號(hào)，輸入。用來(lái)通知8259A把數(shù)據(jù)線(xiàn)D7~D0上的值寫(xiě)入內(nèi)部某個(gè)寄存器。CS：片選信號(hào)，輸入。通過(guò)地址譯碼邏輯電路與地址總線(xiàn)相連。A0：地址線(xiàn)，輸入。用來(lái)指出當(dāng)前8259A的哪個(gè)端口被訪(fǎng)問(wèn)，選擇內(nèi)部寄存器的端口地址。在標(biāo)準(zhǔn)AT機(jī)中，使用兩片8259A構(gòu)成主從式中斷系統(tǒng)，主8259A的端口地址：20H，21H從8259A的端口地址：A0H，A1HINT：中斷請(qǐng)求，輸出。把IR7~IR0上的最高優(yōu)

7、先級(jí)請(qǐng)求傳送到CPU的INTR引腳，向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求。INTA：中斷響應(yīng)，接收CPU的中斷應(yīng)答信號(hào)。CPU發(fā)出的中斷響應(yīng)信號(hào)為兩個(gè)負(fù)脈沖。第一個(gè)負(fù)脈沖作為中斷應(yīng)答信號(hào)，第二個(gè)負(fù)脈沖到來(lái)時(shí)，8259A從數(shù)據(jù)線(xiàn)D7~D0上發(fā)出中斷類(lèi)型碼。IR7~IR0：外設(shè)中斷請(qǐng)求輸入。在含有多片8259A的復(fù)雜系統(tǒng)中，主片的IR7~IR0分別與從片的INT端相連，用來(lái)接收來(lái)自從片的中斷請(qǐng)求。CAS2~CAS0：級(jí)聯(lián)線(xiàn)，用來(lái)指出具體的從片