第八章微机接口课件

微机原理与接口技术第 8 讲目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统 n中断系统、中断请求、中断源、中断判优等概念n中断向量与中断类型码 n中断调用的实现过程 n中断程序设计的一般方法 n可编程中断控制器8259A的工作方式与应用 目标要求目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统n中断技术概述 n中断过程 n中断向量与中断类型码 n计算机中常见的中断调用 n8259A可编程中断控制器 讲课提纲目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.1.1 中断的概念 n一个完整的中断处理过程包括 n中断请求n中断判优n中断响应n中断处理n中断返回8.1 中断技术概述 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.1.2 中断源与中断分类 n外部硬件中断 n中断源来自外部硬件电路中发生的突发事件 n内部异常中断 n中断源是CPU内部正在执行的过程发生的异常情况 8.1 中断技术概述目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.1.3 中断形式 n单线中断 nCPU只有一个中断请求输入端，多个外设的中断请求必须通过或门后再送到CPU的一条中断请求线上 n多线中断 nCPU有多个中断请求输入端，每条线对应一个独立的中断源n矢量中断 nCPU只有一个中断请求输入端，但中断源是通过接口电路向CPU提供中断源的中断矢量码 8.1 中断技术概述目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.2.1 中断请求 n中断请求是中断源向CPU发出的请求中断处理的要求信息管理n在接口电路中，每一个中断源都配备一个中断请求触发器，用来保存中断请求信号 n为了便于CPU对中断进行控制，在接口电路中，为每个中断源设置了一个中断屏蔽触发器 8.2 中断过程 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.2.2 中断判优 n用软件确定中断优先 n优先权的次序简明，最先询问的，优先权的级别最高 n省硬件，不需要有判断与确定优先权的硬件排队电路 n硬件优先权排队电路 n转至相应的服务程序的入口的时间短n在中断源较多的情况下，仍能保证中断响应的实时性 8.2 中断过程目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.2.3 中断响应 n中断响应要完成下列工作:n中止现行程序：在现行一条指令结束时中止现行程序 n保存断点地址：将当前指令指针的内容压入堆栈，以便返回主程序时恢复断点 n引出中断服务程序：将中断处理程序的入口地址送入指令指针 8.2 中断过程目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.2.4 中断处理和返回n中断处理就是执行中断处理程序，完成输入输出或故障处理操作 n每个中断源都有相应的中断处理程序 n中断返回要做的工作是:n执行中断返回指令n返回被中断的主程序 8.2 中断过程目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.3.1 中断向量表 n中断向量表中存放的是中断服务程序的入口地址nCPU在内存的前1k字节（地址00000H003FFH）建立了一个中断向量表，可以存放256个中断向量，每个中断向量占4个字节 8.3 中断向量与中断类型码 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.3.2 中断类型码及其与中断向量的关系n中断类型码:中断管理系统给中断源编号nIntel 80 x86系列CPU都拥有256个中断类型码，从0号编到255号 n任一个类型码乘以向量单元数再加上向量表的地址（0号向量的那个地址）得到向量地址，从中取得处理程序的入口地址 8.3 中断向量与中断类型码 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.3.3 中断类型码的分配 n中断类型码是连接中断源与中断处理程序的唯一桥梁 n有些中断类型码不允许改变用途（如操作系统占用的向量），如果随便占用就会导致系统崩溃 n用户在构建自己的中断系统时，必须先查清中断类型码的使用情况 8.3 中断向量与中断类型码 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.4.1 DOS中断与BIOS中断调用nDOS中断与BIOS中断的关系 n调用DOS或BIOS功能时的步骤 n将调用参数装入指定的寄存器 n如需功能调用号，把它装入AH n如需子功能调用号，把它装入AL n按中断号调用DOS或BIOSn检查返回参数是否正确 8.4 计算机中常见的中断调用 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.4.2 常见的BIOS中断调用 n键盘中断调用 16HnAH=0本功能为从键盘读字符到AL寄存器中 nAH=1本功能为读键盘缓冲区字符到AL寄存器中，并置ZF标志位 nAH=2本功能为读取特殊功能键的状态 n显示器输出中断调用 8.4 计算机中常见的中断调用目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.1 8259A的引脚信号、内部结构和工作原理 n8259A的外部引脚信号 8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.2 8259A的编程结构和工作方式n8259A的内部结构 8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.2 8259A的编程结构和工作方式n8259A的编程结构8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.2 8259A的编程结构和工作方式n8259A的工作方式 n中断优先级设置方式 n全嵌套方式n特殊全嵌套方式 n优先级自动循环方式 n优先级特殊循环方式 8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.2 8259A的编程结构和工作方式n屏蔽中断源方式n普通屏蔽方式n特殊屏蔽方式n中断结束方式n自动结束方式n一般结束方式n特殊结束方式8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.2 8259A的编程结构和工作方式n中断请求信号引入方式n边沿触发方式n电平触发方式n中断查询方式n8259A与系统总线的连接方式n数据缓冲方式n非缓冲方式8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.3 8259A管理中断过程n外部设备在中断请求输入线（IR0 IR7）上发了中断请求，使中断请求寄存器IRR的相应位置位nIRR的内容与IMR的内容相“与”，结果送给优先级分析器。中断优先级分析器把优先级最高的中断请求送到控制电路n控制电路将接收到的中断请求向CPU输出INT信号8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.3 8259A管理中断过程n若CPU是处在开中断状态，则在当前指令执行完以后，接收到INT信号，输出一个中断响应脉冲，进入第一个中断响应周期 n8259A的引脚上收到脉冲信号，就将最高优先级所对应的IRR位清除，并将对应的ISR位置位 nCPU启动第二个中断响应周期，输出另一个脉冲，在这个周期8259A向数据总线输出一个中断向量码 8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.3 8259A管理中断过程nCPU读取该中断向量码，把它乘以4，得到中断服务程序入口地址，转入该中断服务程序。这样一个中断响应周期就完成了8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.4 8259A的编程命令 n8259A的初始化命令字 nICW1芯片控制初始化命令字nICW2中断类型命令字nICW3标识主片从片初始化命令字nICW4方式控制初始化命令字8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.4 8259A的编程命令n8259A的初始化编程n初始化就是将上述的初始化命令字按固定的先后次序写入8259A的指定端口以设定8259A的相应工作方式8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统8.5.4 8259A的编程命令n8259A的操作命令字 nOCW1中断屏蔽操作命令字nOCW2优先级循环方式和中断结束方式操作命令字 nOCW3 特殊屏蔽方式和中断查询方式操作命令字 8.5 8259A可编程中断控制器 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统n本章要求n掌据有关中断的基本概念，包括一个完整中断的4个阶段以及各阶段的操作内容，CPU响应中断的条件 n理解中断优先级、中断嵌套、中断屏蔽、中断向量等基本概念 n了解80868088中断系统中的中断源分类，内部中断、外部中断的定义，特点、响应和处理过程，特别是可屏蔽中断的处理过程，中断向量表以及中断服务程序入口地址的形成方法（过程）8.6 小结 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统n本章要求n了解几种常见的BIOS中断调用的应用以及中断服务程序的编写 n掌握可编程中断控制器8259A的功能，内部结构，工作方式以及初始化命令和操作命令的定义及使用方法 8.6 小结 目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统1.解释INTR和INTA信号的作用？2.中断响应周期中，第一个INTA脉冲向外部电路说明什么？第二个脉冲呢？3.8259A的初始化命令字和操作命令字有什么差别？它们分别对应于编程结构中哪些内部寄存器？4.8259A的全嵌套方式和特殊全嵌套方式有什么差别？各自用在什么场合？5.8259A的优先级自动循环方式和优先级特殊循环方式有什么差别？课后作业目标要求目标要求课后作业课后作业上机上机实验实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容时钟退出第8章中断系统1.了解8259A工作原理及初始化的命令方式 2.掌握编写中断处理程序的方法 3.利用8253芯片产生中断请求信号，使PC机内8259A产生中断，PC机响应中断，在显示器上显示“Interrupt Success”字样，退出 上机实验