第七章 中断控制接口

缓冲方式
在8259和数据总线之间挂接总线驱动器的方式。 挂接总线驱动器后，在进行数据操作时就必须使之开 启，并符合数据传送方向。因此，在缓冲器方式下， 引脚将输出一个有效电平，开启缓冲器工作。 8259A把SP*/EN*引脚作为输出端，输出允许信号，用 以锁存或开启缓冲器 该方式多用于级联的大系统 缓冲器方式由ICW4的BUF=1确定
非屏蔽中断源
NMI
内部中断

可屏蔽中断源
CPU 中断逻辑


除法错中断 指令中断 INTR 溢出中断 8259A 单步中断 中断
外部中断
单步
INTA 控制器
INT N 指令
INTO 指令
除法 错误
非屏蔽中断 中断 可屏蔽中断
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
2. 屏蔽中断源方式

特殊屏蔽方式
(1)将IMR的Di位置1，对应的中断IRi被屏蔽的同时， 使ISR的Di位置0，从而容许了低级别中断通过， 能够动态的通过ICW1进行修改屏蔽相应的位。 不但开放了优先级比本级高的中断而且开放了优 先级比本级低的中断。 (2)设定特定屏蔽方式后，IMR中为“1”的位仍然 屏蔽相应的中断请求输入信号，但所有未被屏蔽的 位被全部开发，都可以申请中断。 特定屏蔽方式由OCW1的ESMM和SMM确定，设定 时ESMM=1,SMM=1,复位时ESMM=1,SMM=0

中断服务寄存器ISR


中断屏蔽寄存器IMR

2. 与处理器接口
A0 RD* WR* CS* 0 1 0 1 × × 1 1 0 0 1 × 0 0 1 1 1 × 0 0 0 0 0 1 功能 写入ICW1、OCW2和OCW3 写入ICW2～ICW4和OCW1 读出IRR、ISR和查询字 读出IMR 数据总线高阻状态 数据总线高阻状态
2. 屏蔽中断源方式

普通屏蔽方式




每个中断请求输入信号都可由中断屏蔽寄存器IMR的相应 位进行屏蔽，IMR寄存器由OCW1设置 将IMR的Di位置1，则对应的中断IRi被屏蔽，该中断请求不 能从8259A送到CPU 如果IMR的Di位置0，则允许IRi中断产生 屏蔽某一个中断请求输入信号对其它请求信号没有影响 未被屏蔽的中断请求输入信号按照设定的优先级顺序工作， 同级和低级的中断请求被禁止，如果CPU允许中断，可实 现中断嵌套。
4. 中断触发方式
3 8259供CPU读取查询的代码格式为
I w2 w1 w0
4 I是中断请求标志 I=1有中断，W2W1W0有效， W2W1W0表示申 请服务的最高中断优先级 I=0 没有中断， W2W1W0无效 5 查询方式下，CPU不需执行中断响应周期，不必 安排中断向量表
5. 连接系统总线的方式
外 设 中 断 源
8088的中断响应过程
现行指令 软件中断 N Y 源的优先权 软件中断 高 除法错中断

NMI N INTR N TF=1 N 下条指令
中断响应周期 IF＝1 非屏蔽中断 读中断向量号
指令中断 溢出中断
Y N

可屏蔽中断 单步中断
3. 结束中断处理方式
自动中断结束方式 在自动中断结束（AEOI）方式下，8259自动地在最后一 个中断响应脉冲的后沿将中断服务寄存器ISR中的相应位 清零。 过程：中断请求，CPU响应，发第一个，ISR相应位置“1”， CPU发第二个，8259提供中断类型码，ISR相应位清零， 结束。显然，ISR的相应置“1”位在CPU中断响应周期内 自生自灭，因此在ISR中不会有两个或两个以上的置“1” 位。 应用场合：单片系统，或不需嵌套的多级中断。AEOI方式 只能用于主片8259，不能用于从片。 自动中断结束方式由ICW4的AEOI=1确定。
1. 设置优先权方式

普通全嵌套方式



8259A的中断优先权顺序固定不变，从高到低 依次为IR0、IR1、IR2、……IR7 中断请求后，8259A对当前请求中断中优先权 最高的中断IRi予以响应，将其向量号送上数 据总线，对应ISR的Di位置位，至到中断结束 （ISR的Di位复位） 在ISR的Di位置位期间，禁止再发生同级和低 级优先权的中断，但允许高级优先权中断的嵌 套
8259A中断控制器
8259A是中断管理芯片 8259A的主要功能为： 1.具有8级优先权控制，通过芯片级联可扩展 至64级优先权控制 2.每一级中断均可通过编程屏蔽或允许 3.在中断响应周期可提供相应的中断类型号 4.有多种工作方式，可通过编程选择 5.可与CPU直接连接，不需外加硬件电路
8259A的内部结构和引脚
第 7章
第7章 中断控制接口
教学重点

8088 CPU的中断系统 8259A的中断工作过程和工作方式
8088中断系统

8088的中断系统采用向量中断机制 能够处理256个中断 用中断向量号0～255区别 可屏蔽中断还需要借助专用中断控制 器Intel 8259A实现优先权管理
8088的中断类型
3. 结束中断处理方式
什么是8259A的中断结束？ 这里的“结束”不是指中断服务程序的结 8259A利用中断服务寄存器ISR判断： 束，中断服务程序的结束用IRET指令就 某位为1，表示正在进行中断服务； 可完成，这里的结束是指如何使8259中 该位为0，就是该中断结束服务。 的ISR中的相应位清零。 这里说明如何使ISR某位为0， 不反映CPU的工作状态。

3. 结束中断处理方式

命令中断结束方式（EOI）是在中断服务程序返回之前，向 8259发中断结束命令（EOI），使ISR中的相应位清零，它 包括：一般的中断结束方式，特殊的中断结束方式。

一般中断结束方式

配合全嵌套优先权方式使用 当 CPU 用 输 出 指 令 往 8259A 发 出 一 般 中 断 结 束 EOI命令时，8259A就会把所有正在服务的中断 中优先权最高的ISR位复位
N 执行服务程序 弹出CS：IP 弹出标志寄存器 返回被中断程序 （6） （5）
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

优先权特殊循环方式 (1) 特殊循环优先级方式与自动循环优先级方 式的不同在于：在自动循环优先级方式中， 某一个设备在被服务之后被确定为最低优先 权；而在特殊循环优先级方式中，是通过编 程来确定某一设备为最低优先级 (2)特殊循环优先级方式由OCW2的R=1,SL=1 来确定，而L2L1L0用于指定最低优先级的二 进制编码。

中断查询方式 (1) 设备向8259发出中断请求，8259不通过 INT信息向CPU发中断请求；CPU内部中断 允许触发器复位，通过软件查询方式确认中 断源 (2)申请中断的优先级不是由8259提供的中 断类型码而是由CPU发出查询命令得到的。
4. 中断触发方式

中断查询方式 查询过程： 1 CPU先向8259发出查询命令 2 8259接到查询命令后，就把下一个IN指令（对偶 地址端口的读命令）产生的脉冲作为中断响应信号， 此时若有中断请求信号则在ISR中相应位置“1”， 并把该优先级送上数据总线。
3. 结束中断处理方式

特殊中断结束方式 配合循环优先权方式使用 在非全嵌套方式下，由于无法确定最后响应的是 哪一级中断（非全嵌套方式咯中断源没有固定的 优先级别，因此也就不知道谁高谁低），所以应 向8259发出特殊的EOI命令，即指定哪一级中断 返回，使其ISR中的相应位清零。
4. 中断触发方式
5. 连接系统总线的方式
低
8088的中断响应过程（续）
标志寄存器入栈

（1）
8088各种中断源的优先权， TEMP＝TF，IF＝TF＝0 （2） CS：IP入栈 （3） 实际上是指被识别出来的先后 获取中断向量 （4） 多种中断同时请求时， Y 还有NMI 最先响应的则可能是 N TEMP＝1 单步中断或NMI中断 Y
3. 中断级连

示例


一个系统中，8259A可以级连，有一个主8259A， 若干个（最多8个）从8259A 级连时，主8259A的三条级连线CAS0～CAS2作 为输出线，连至每个从8259A的CAS0～CAS2 每个从8259A的中断请求信号INT，连至主8259A 的一个中断请求输入端IR 主8259A的INT线连至CPU的中断请求输入端 SP*/EN*在非缓冲方式下，规定该8259A是主片 （SP*＝1）还是从片（SP*＝0） 主片和从片需要分别进行初始化操作，可设定为 不同的工作方式
1. 设置优先权方式

优先权自动循环 (1)各设备优先级相同，当某一个设备受到服 务之后，它的优先级就自动地排到最后。 (2)有一个最低优先权指针，哪一个设备刚被 服务后，它就被赋予最低优先权指针。 (3) 自 动 循 环 优 先 级 方 式 由 OCW2 的 R=1 ， SL=0来确定。
1. 设置优先权方式
1. 中断控制

中断请求寄存器IRR

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
8259A工作过程