中断系统和中断控制器8259A

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1、第八章中断系统和DMA8.1中断系统概述8.2中断控制器8259A8.1中断系统概述中断、中断源中断处理过程中断优先级8.1.1中断及中断源中断的概念中断:CPU收到外部请求时停止当前任务，转而执行外设任务，完成后继续执行被打断的任务中断及中断源中断源:引起中断的事件断点:主程序被打断的位置中断服务程序:中断源的响应和处理函数断点中断源中断服务程序中断源中断的用途响应外部事件：掉电，除零，报警等实时多任务调度：加快响应速度CPU与外设并行处理：提高CPU利用率分时系统基础：时钟中断驱动的操作系统8.1.2中断处理过程中断请求优先级判

2、别中断响应保存现场中断服务恢复现场中断返回1.中断请求概念：外部设备需要CPU资源时，产生一个中断信号发送到CPU的中断输入引脚。原理：每个中断源对应一个中断请求标志位，由中断请求寄存器锁存。中断请求信号需要保持到CPU对其进行中断响应后才能撤销。2.优先级判别多个中断源同时发起中断请求时，CPU需要对多个中断源的优先级进行判断，响应最紧急的中断请求。中断源的优先级需要根据中断源的紧迫性、重要性以及外设处理速度等进行综合考虑不可屏蔽中断发生，优先响应不可屏蔽中断。3.中断响应对于内部中断，CPU通过判断中断源自动跳转到相应的中断服务

3、程序入口地址，执行中断服务子程序。对于外部中断，CPU判断标志位IF，若CPU允许响应外部中断（IF=1），向发出中断请求的外设返回一个中断应答信号，否则CPU不响应该中断请求。4.保存现场CPU响应中断，首先需要禁止CPU响应中断信号，并保存中断返回地址以及其它可能被破坏的寄存器8086/8088CPU的基本中断现场保护需要将CS寄存器和IP寄存器压入堆栈5.执行中断CPU通过中断号确定进入哪个中断处理进入中断处理程序，可以允许CPU响应其它中断8086/8088处理器通过装入CS和IP寄存器实现中断服务程序跳转6.恢复现场CPU

4、关闭中断响应将保存在堆栈中的所有寄存器内容弹出，恢复到中断前的寄存器原值7.返回8086/8088处理器通过IRET指令从中断状态返回。IRET指令将自动恢复先前保存的IP和CS值以及标志寄存器FR或EFR的值，从而跳转到主程序断点地址。返回之后，CPU自动打开中断允许响应其它中断请求。8.1.3中断的优先级原因：中断处理的重要程度和时延要求不同含义：按照中断源的重要程度为每个中断源分配不同的优先级，并以优先级大小进行排序，确定多个中断源请求时对不同中断源的服务次序，称之为中断优先级。工作原理：多个中断源同时向CPU请求中断时，选择

5、当前优先级最高的中断进行处理。规则：优先级可以是固定的，也可以动态调整8.2中断控制器8259A8259A的主要功能8259A的结构及引脚功能8259A的工作方式8259A的初始化命令字8259A的初始化编程1.8259A的主要功能中断控制器的功能：在多个中端源的系统中，接收外部中断请求并判断，选择优先级最高的外部中断请求，向CPU发起中断请求信号。使用中断控制器的原因：CPU的中断管脚太少（8086/8088两根中断管脚：INTR和NMI）；中断控制方式比较单一（屏蔽、优先级管理、嵌套等）1.8259A的主要功能每片8259A可管

6、理8级优先权中断源，通过级联，最多可管理64级优先权的中断源。对任何一级中断源都可单独进行屏蔽。向CPU提供可编程的标识码（中断号），为不能提供中断号的外设提供中断管理。具有五种中断优先权管理方式：完全嵌套方式、自动循环方式、特殊循环方式、特殊屏蔽方式和查询方式可编程，提高中断优先管理的灵活性。2.8259A外部结构8259A的内部结构8259A的内部结构框图其内部各组成模块有如下功能：（1）中断请求寄存器IRR8259A有8条外部中断请求输入信号线IR0-IR7，每一条请求线上有一个相应的触发器来保存请求信号，当第i个IR端有中断

7、请求时，IRR中的相应位置“1”；当中断请求响应时，IRR中的相应位置“0”。（2）中断屏蔽寄存器IMRIMR(InterruptMaskRegister)用来存放屏蔽位信息，IMR的每一位可以禁止IRR中对应位的中断请求输入信号进入。如果屏蔽优先权级别较高的中断请求输入时，不会影响到优先级较低的中断请求输入。（3）优先权判决电路它在中断响应期间，根据控制逻辑规定的优先权级别和中断屏蔽寄存器IMR的内容，把中断请求寄存器IRR中允许中断的优先权最高的中断请求位送入中断服务寄存器ISR。（4）中断服务寄存器ISRISR存放当前正在进行

8、服务的所有中断。ISR中相应位的置位是由优先权判决电路根据IRR中各请求位的优先权级别和IMR中屏蔽位的状态，将中断的最高优先级请求位选通到ISR中。（5）控制逻辑当有未被屏蔽的高级别的中断请求时，通过控制逻辑输出高电平的INT信号，