IO接口-中断技术

int80h proc ;中断服务程序：将dx起始的以0结束的字符 串显示出来 sti push ax push si push dx mov si,dx nextchar:mov ah,2 mov dl,[si] cmp dl,0 jz exit int 21h inc si jmp nextchar exit: pop dx pop si pop ax iret int80h endp end start
3.1 8259A的内部结构和引脚
INTA 控制逻辑 D7~D0 数据 总线 缓冲器 读/写 控制 逻辑 级联 缓冲器 比较器 INT 中 断 请 求 寄 存 器 IR0
RD WR A0 CS CAS0 CSA1 CAS2 SP/EN
中 断 服 务 寄 存 器
优 先 权 判 别 电 路
IR7
中断屏蔽寄存器
单步中断
下条指令
1.3

8088的可屏蔽中断响应条件


现行指令结束； CPU处于开中断状态（IF＝1）； 没有:复位信号RESET、保持HOLD、非屏蔽中断请 求NMI； 开中断指令STI，中断返回指令IRET执行完后，需 要再执行一条指令； 外部设备有中断请求 外部设备的中断请求未被屏蔽 外部设备的中断优先权相对正在服务的设备中断 优先权较高（若正在服务某设备）
向量号1的IP值 向量号0的CS值 向量号0的IP值
2 内部中断服务程序

编写内部中断服务程序与编写子程序类似

利用过程定义伪指令PROC/ENDP 第1条指令通常为开中断指令STI 最后用中断返回指令IRET 通常采用寄存器传递参数 调用前，需要设置中断向量 利用INT n指令调用中断服务程序
INTA 控制逻辑 D7~D0 数据 总线 缓冲器 读/写 控制 逻辑
INT
(1) 中断控制


R D WR A C 0 CAS S 0 CSA1 CAS 2 SP/EN
中 断 服 务 寄 存 器
优 先 权 判 别 电 路
中 断 请 求 寄 存 器
IR 0
IR 7
级联 缓冲器 比较器
中断屏蔽寄存器
× ×
1 ×
1 ×
0 1
数据总线高阻状态 数据总线高阻状态
注1：由片上的顺序逻辑队列，使这些命令字按适当顺序写入
1.2 8088的中断响应过程
现行指令 查询中断的顺序，决定了各
种中断源的优先权 Y 软件中断 软件中断
N
中断服务程序
INTR IF＝1 非屏蔽中断：其中也存在优先权 N N 可屏蔽中断 Y TF=1
N
除法错中断 Y NMI 指令中断 N 溢出中断

Y
Y
中断响应周期 读中断向量号
1.4 8088的中断向量表




中断向量：中断服务程序的入口地址（首地址） 逻辑地址含有段地址CS和偏移地址IP（32位） 每个中断向量的低字是偏移地址、高字是段地址， 向量号为 N 的中断向量的 需占用4个字节 物理地址＝N×4 8088微处理器从物理地址000H开始，依次安排各 个中断向量，向量号也从0开始 256个中断占用1KB区域，就形成中断向量表
NMI
0 1 INTR 8259A 3 中断 4 INTA 控制器 N
INT N 指令
INTO 除法 单步 外部中断 指令 非屏蔽中断 错误 中断

2
可屏蔽中断
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
外 设 中 断 源
1.1.1 内部中断



内部中断是由于8088内部执行程序出现异 常引起的程序中断 利用内部中断，微处理器为用户提供了发 内部中断的中断向量号已定 现、调试并解决程序执行时异常情况的有 效途径 ROM-BIOS和DOS系统利用内部中断为程 序员提供了各种功能调用
8088的中断向量表 向量号255的CS值 3FCH 向量号255的IP值 …… 0－4：系统占用 5－3FH：软硬件保留 向量号2的CS值 40－FFH ：用户使用 008H 向量号 2的IP值 向量号1的CS值
004H 000H 非屏蔽中断 （向量号2） 单步中断 （向量号1） 除法错中断 （向量号0） 用户中断 （向量号255）
1. 利用读写的先后顺序 2. 利用所写数据的部分位
(2) 与处理器接口
A0 D4 D3 RD* WR* CS* 0 0 0 0 0 1 1 × 0 1 0 1 × × 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 功能 写入OCW2（操作命令字） 写入OCW3 写入ICW1（初始化命令字） 写入OCW1，ICW2～ICW4（注1） 读出IRR、ISR和查询字（注2） 读出IMR

实现CPU与I/O设备之间的数据传送 实时的硬件故障处理 通过软中断指令可以使得应用程序调用操作系 统的底层功能
PC机中断查看
1.1 8088的中断类型
非屏蔽中Байду номын сангаас源 内部中断 可屏蔽中断源 中断向量号
CPU
除法错中断 单步中断 断点中断 中断逻辑 溢出中断 指令中断
例如：DEBUG.EXE调试程序的运行命令G设置 的断点，就是利用INT 3指令实现的
(4) 溢出中断
在执行溢出中断指令INTO时，若溢出标志 OF为1，则产生一个向量号为4的内部中断， 被称为溢出中断 例如：

mov ax,2000h add ax, 7000h ；2000H＋7000H＝9000H，溢出：OF＝1 into ；因为OF＝1，所以产生溢出中断
3 8259A中断控制器


Intel 8259A是可编程中断控制器 可用于管理Intel 8080/8085、8086/8088、 80286/80386的可屏蔽中断 8259A的基本功能



一片8259A可以管理8级中断，可扩展至64级 每一级中断都可单独被屏蔽或允许 在中断响应周期，可提供相应的中断向量号 8259A设计有多种工作方式，可通过编程选择
中断请求寄存器IRR (Interrupt Request Register)
保存8条外界中断请求信号IR0～IR7的请求状态 Di位为1表示IRi引脚有中断请求；为0表示无请求 保存正在被8259A服务着的中断状态 Di位为1表示IRi中断正在服务中；为0表示没有被服务 保存对中断请求信号IR的屏蔽状态 Di位为1表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许
⑵ 可屏蔽中断




外部通过可屏蔽中断请求信号向微处理器提出的 中断，微处理器在允许可屏蔽中断的条件下，在 IF控制可屏蔽中断的允许 当前指令执行结束予以响应，同时输出可屏蔽中 断响应信号，这个中断就是可屏蔽中断 8088的可屏蔽中断请求和响应信号分别是INTR和 INTA；由IF标志控制可屏蔽中断是否允许响应； 向量号来自外部中断控制器 8088通常需要配合中断控制器8259A共同处理可屏 蔽中断 可屏蔽中断主要用于主机与外设交换数据
⑴ 非屏蔽中断



通过非屏蔽中断请求信号向微处理器提出的中断请 求，微处理器无法禁止，当前指令执行结束后予以 响应，这个中断被称为非屏蔽中断 8088的非屏蔽中断的向量号为2，非屏蔽中断请求 信号为NMI 非屏蔽中断主要用于处理系统的意外或故障。例如：

电源掉电前的数据保护 存储器读写错误的处理
中断标志IF的状态

IF＝0：可屏蔽中断不会被响应



关中断、禁止中断、中断屏蔽 系统复位，使IF＝0 任何一个中断被响应，使 IF＝0 明确IF标志的状态是关键 执行指令CLI，使IF＝0 开中断、允许中断、中断开放 执行指令STI，使IF＝1

IF＝1：可屏蔽中断会被响应


执行指令IRET恢复原IF状态
(2)单步中断

若单步中断TF为1，则在每条指令执行结 束后产生一个向量号为1的内部中断，称为 单步中断
例如：DEBUG.EXE调试程序的单步命令T就利 用单步中断实现对程序的单步调试
(3) 指令中断


在执行中断调用指令INT n时产生的一个向 量号为n（0 ~ 255）的内部中断，称为指 令中断 其中向量号为3的指令中断比较特别（生成 一个字节的指令代码：11001100），常用 于程序调试，被称为断点中断

中断服务寄存器ISR (In-Service Register)


中断屏蔽寄存器IMR (Interrupt Mask Register)

思考

只有A0一根地址线用于片内寄存器的读写 。但需要读的寄存器至少包括：IRR，ISR， IMR，需要写的寄存器至少包括：IMR，中 断向量；另外8259A还可以工作在多种方式 下，还要求能够写工作方式字

主程序需要调用中断服务程序

例 内部中断服务程序

编写80H号中断服务程序 功能：显示以0结尾字符串的功能 利用DOS功能调用显示单个字符 字符串缓冲区首地址为入口参数 DS:DX（段地址：偏移地址）传递参数
;演示通过自定义的80h号中断显示以0结束的字符串 .model small .data intmsg db 'A Instruction Interrupt !' db 0dh,0ah,0 .stack .code start: mov ax,0 mov es,ax push es:[80h*4];保存80h号中断向量 push es:[80h*4+2] mov ax,offset int80h mov es:[80h*4],ax;设置80h号中断向量（偏移） mov ax,seg int80h mov es:[80h*4+2],ax;设置80h号中断向量（段） mov ax,@data mov ds,ax mov dx,offset intmsg int 80h;调用80h号中断 pop es:[80h*4+2];恢复80h号中断向量 pop es:[80h*4] mov ah,4ch;结束 int 21h