第9章微型計算機中斷技術9.1中斷的基本概念9.28086的中斷結構9.3可編程中斷控制器8259A第9章微型計算機中斷技術9.1中斷的基本概念9.1中斷的基本概念9.1.1中斷及中斷源9.1.2中斷系統的功能9.1.3中斷工作過程9.1中斷的基本概念9.1.1中斷及中斷源9.1.1中斷及中斷源1.中斷在CPU正常運行程序時，由于內部事件、外部事件或由程序預先安排的事件所引起的CPU暫時停止正在運行的程序，而轉去執行請求CPU服務的內部/外部事件或預先安排事件的服務程序，待服務程序處理完畢后又返回去繼續執行被暫停的程序。2.中斷源發出中斷請求的外部設備或引起中斷的內部原因稱為中斷源。

中斷源有以下幾種：

外設中斷源。

故障中斷源。

軟件中斷源。為調試而設置的中斷源。

定時時鐘。9.1.1中斷及中斷源1.中斷9.1.2中斷系統的功能中斷的實現與返回能實現優化級排隊能實現中斷的嵌套9.1.2中斷系統的功能中斷的實現與返回9.1.3中斷工作過程9.1.3中斷工作過程9.28086的中斷結構9.2.18086中斷類型9.2.2中斷向量和中斷向量表9.2.38086的中斷響應過程 9.28086的中斷結構9.2.18086中斷類型9.2.18086中斷類型8086采用向量中斷，每個中斷對應一個中斷類型號0～255,共256個。圖9.38086中斷結構圖。

8086/8088CPU中斷邏輯指令中斷斷點中斷溢出中斷除法錯單步中斷N43012NMI非屏蔽中斷請求INTR中斷控制器８２５９A可屏蔽中斷請求9.2.18086中斷類型8086采用向量9.2.18086中斷類型1.外部中斷：由外部硬件引起的中斷，也叫硬件中斷，是CPU外部中斷請求信號引腳上輸入有效的中斷請求信號引起的，分為非屏蔽中斷和可屏蔽中斷兩種。非屏蔽中斷NMI。用戶不能用軟件屏蔽的中斷。可屏蔽中斷INTR。8086的INTR中斷請求信號來自中斷控制器8259A，是電平觸發方式，高電平有效。

2.內部中斷：由CPU內部事件引起的中斷，內部中斷也稱軟件中斷，包括溢出中斷、除法出錯中斷、單步中斷、斷點中斷和指令設置的中斷。9.2.18086中斷類型1.外部中斷：由外部IRQ標準應用IRQ標準應用PC/XTNMIRAM、I/O校驗錯、8087運算錯0定時/計數器0通道的時鐘4異步通信1（COM1）1鍵盤中斷5硬磁盤控制器2保留（網絡適配器）6軟磁盤控制器3異步通信２（COM2）7并行打印機（LPT1）PC/ATNMIRAM、I/O校驗錯、8087運算錯0系統時鐘（18.2HZ）8日歷實時鐘1鍵盤中斷9改向INT0AH（以IRQ2出現）2接收從片8259A的中斷請求INT10保留3異步通信2（COM2）11保留4異步通信1（COM1）12PS/2鼠標器5并行口2（LPT2）13協處理器6軟磁盤控制器14硬磁盤控制器7并行口1（LPT1）15保留表9.1IBMPC/XT和IBMPC/AT系統外部中斷IRQ標準應用IRQ標準應用PC/XTNMIRAM、I/O校2.內部中斷

溢出中斷：INTO指令，條件：OF=1。

除法出錯中斷：在執行除法指令時，若除數為0或商大于目的寄存器所能表達的范圍，產生一個向量號為0的內部中斷。

單步中斷：單步中斷標志TF為1時，在每條指令執行結束后，產生一個向量號為1的內部中斷。單步中斷為系統提供了一種方便的調試手段，能夠逐條地執行指令。

斷點中斷：INT3指令中斷，執行一個INT3指令，產生一個向量號為3的內部中斷。斷點中斷常用于設置斷點，停止正常程序的執行，轉去執行某種類型的特殊處理，用于調試程序。

指令中斷：中斷指令INTn。

8086的中斷優先級由高到低依次為軟件中斷（單步中斷除外）、非屏蔽中斷NMI、可屏蔽中斷INTR、單步中斷。2.內部中斷溢出中斷：INTO指令，條件：OF=1。9.2.2中斷向量和中斷向量表8086/8088CPU采用向量中斷，向量中斷首先根據中斷類型號獲得中斷向量，中斷向量包含中斷服務程序的入口地址信息。中斷類型號：每個中斷的編號，0～255，共256個中斷。中斷向量：中斷服務程序的入口地址信息，共4個字節，段地址及偏移地址（CS:IP）。中斷向量表：把系統中所有的中斷向量集中起來放到存儲器的某一區域內，這個存放中斷向量的存儲區就叫中斷向量表或中斷服務程序入口地址表。中斷向量地址：中斷向量在表中的位置稱為中斷向量地址。

中斷向量地址＝中斷類型號×49.2.2中斷向量和中斷向量表8086/表9.28086CPU中斷向量表存儲器地址(中斷向量地址)存儲器內容(中斷向量)對應中斷類型號00000H中斷服務程序入口偏移地址低8位000001H中斷服務程序入口偏移地址高8位00002H中斷服務程序入口段地址低8位00003H中斷服務程序入口段地址高8位00004H中斷服務程序入口偏移地址低8位100005H中斷服務程序入口偏移地址高8位00006H中斷服務程序入口段地址低8位00007H中斷服務程序入口段地址高8位………………003FCH中斷服務程序入口偏移地址低8位255003FDH中斷服務程序入口偏移地址高8位003FEH中斷服務程序入口段地址低8位003FFH中斷服務程序入口段地址高8位表9.28086CPU中斷向量表存儲器地址(中斷向量地址8086/8088的中斷向量表00000H00003H00008H0000BH00004H00007H0000CH0000FH00010H00013H0000CH0007FH00080H003FCHIP內容CS內容類型0中斷入口地址（除法出錯）類型1中斷入口地址（單步中斷）類型2中斷入口地址（NMI）類型3中斷入口地址（斷點中斷）類型4中斷入口地址（溢出中斷）類型5中斷入口地址類型31中斷入口地址類型32中斷入口地址類型255中斷入口地址專用的中斷（5）用戶可自定義的中斷（224）系統保留的中斷（27）8086/8088的中斷向量表00000H00008H000例：假設在實地址方式下，內存00140H到00147H中存放的數據如右圖所示，求51H號中斷的中斷服務程序入口地址。解：1、求中斷向量地址

首地址＝51H×4=144H

（左移兩位方法）末地址＝51H×4+3=147H2、確定中斷向量，即00144H到00147H單元中的內容。段地址

=4540H

偏移地址

=3430H，所以中斷服務程序入口地址為段地址×16+偏移地址=45400H+3430H=48830H例：假設在實地址方式下，內存00140H到00147H中存放9.2.38086的中斷響應過程內部中斷響應過程外部中斷響應過9.2.38086的中斷響應過程內部中斷響應過程最新-第9章微型計算機中斷技術-課件1．內部中斷響應過程將類型號乘4，計算出中斷向量的地址；CPU的標志寄存器入棧，以保護各個標志位，此操作類似于PUSHF指令。清除IF和TF標志，屏蔽新的INTR中斷和單步中斷。保存斷點，即把斷點處的IP和CS值壓入堆棧，先壓入CS值，再壓入IP值。根據第一步計算出來的地址從中斷向量表中取出中斷服務程序的入口地址（段和偏移），分別送至CS和IP中。轉入中斷服務程序執行。1．內部中斷響應過程將類型號乘4，計算出中斷向量的地址；內部中斷的特點內部中斷是由指令或程序運行時標志位狀態的改變引起的，因此是可以預測的，這有點類似于子程序調用。內部中斷由CPU內部引起，中斷類型號的獲得與外部無關，CPU不需要執行中斷響應周期去獲得中斷類型號。除單步中斷外，內部中斷無法用軟件禁止，不受中斷允許標志IF的影響。內部中斷的特點內部中斷是由指令或程序運行時標志位狀態的改變2．外部中斷響應過程非屏蔽中斷響應：

NMI中斷不受IF標志的影響，也不用外部接口給出中斷類型號，CPU響應NMI中斷時也沒有中斷響應周期。可屏蔽中斷響應：當INTR信號有效時，如果中斷允許標志IF＝1，則CPU就在當前指令執行完畢后，產生兩個連續的中斷響應總線周期。2．外部中斷響應過程非屏蔽中斷響應：圖9.48086對INTR的中斷響應時序

處理器接到中斷申請，處理完當前指令即進入響應周期。第二階段即中斷響應周期，在其間CPU向外部中斷控制器發送兩個響應脈沖信號INTA#。

第一個響應脈沖通知中斷控制器，已經響應外部中斷請求，讓中斷控制器提供中斷類型號。

第二個響應脈沖，CPU取走中斷類型號。圖9.48086對INTR的中斷響應時序處理器接到中斷可屏蔽中斷的響應過程將標志寄存器中的內容壓入堆棧保護，然后清IF和TF標志，以禁止INTR引腳以及陷井和單步中斷。將斷點地址壓入堆棧（CS:IP）。斷點地址：指中斷時CPU待執行的下一條指令對應的邏輯地址。

順序：先壓入斷點地址CS，后壓入偏移地址EIP（或IP）。CPU得到中斷類型號碼n后，通過中斷類型號與中斷服務程序入口地址的關系找出該類型對應的段基地址和偏移地址，從而轉入中斷服務程序入口地址。完成中斷響應任務。可屏蔽中斷的響應過程圖9.5可屏蔽中斷的響應和處理過程圖9.5可屏蔽中斷的響應和處理過程最新-第9章微型計算機中斷技術-課件9.3可編程中斷控制器8259A9.3.18259A的功能9.3.28259A的內部結構與引腳信號9.3.38259A的工作方式9.3.48259A編程方法9.3可編程中斷控制器8259A9.3.18259A的9.3.18259A的功能具有8級優先級，并可通過級聯最多擴展至64級；可通過編程屏蔽或開放接于其上的任一中斷源；在中斷響應周期能自動向CPU提供可編程的標識碼，如8086的中斷類型號；可編程選擇各種不同的工作方式。9.3.18259A的功能具有8級優先級，并可通過級聯最9.3.28259A的內部結構與引腳信號9.3.28259A的內部結構與引腳信號最新-第9章微型計算機中斷技術-課件數據總線緩沖器的主要功能有：通過數據總線緩沖器，CPU向8259A內部發送命令。CPU接收8259A狀態信息。在中斷響應周期，CPU從中獲得中斷類型號。數據總線緩沖器數據總線緩沖器是一個三態、雙向的8位緩沖器，是8259A與CPU系統數據總線的接口。數據總線緩沖器的主要功能有：數據總線緩沖器數據總線讀/寫邏輯

接收CPU送來的讀/寫控制信號、片選信號以及地址選擇信號，對內部各個寄存器進行讀寫操作。讀/寫邏輯接收CPU送來的讀/寫控制信號、片選信號以級聯緩沖/比較器

級聯緩沖/比較器在級聯方式的主從結構中（兩個以上的8259A組成的系統），用來存放和比較系統中各8259A的從設備標志(ID)。級聯緩沖/比較器級聯緩沖/比較器在級聯方式的主從結構中斷請求寄存器IRRD7D6D5D4D3D2D1D0IRR7IRR6IRR5IRR4IRR3IRR2IRR1IRR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0寄存器位引腳功能：記錄外部中斷源的中斷申請的狀態。狀態：1＝對應引腳有中斷請求且還未被響應。

0＝對應引腳無中斷請求或有但已經被響應。中斷請求寄存器IRRD7D6D5D4D3D2D1D0IRR7中斷服務寄存器ISRD7D6D5D4D3D2D1D0ISR7ISR6ISR5ISR4ISR3ISR2ISR1ISR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0功能：記錄外部中斷源的中斷申請被服務的狀態。狀態：1＝對應引腳的中斷請求已被響應（服務）且服務還沒有結束。

0＝對應引腳的中斷請求未被響應。寄存器位引腳中斷服務寄存器ISRD7D6D5D4D3D2D1D0ISR7中斷屏蔽寄存器IMRD7D6D5D4D3D2D1D0IMR7IMR6IMR5IMR4IMR3IMR2IMR1IMR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0功能:設置外部中斷源的中斷屏蔽狀態。狀態: 1＝對應引腳的中斷被屏蔽。0＝對應引腳的中斷未被屏蔽。注意: 只有IMRi相應位為0且IF=1，CPU才有可能響應可屏蔽中斷。寄存器位引腳中斷屏蔽寄存器IMRD7D6D5D4D3D2D1D0IMR7中斷優先權分辨器PR

優先權分辨器PR用來確定存放在IRR中各個中斷請求信號對應中斷源的優先級。并總是選出當前最高優先中斷源的中斷申請通知控制邏輯，以便控制邏輯發送中斷請求信號INT給CPU。中斷優先權分辨器PR優先權分辨器PR用來確定存放在I控制邏輯

控制邏輯是控制8259A內部各個部件的主要邏輯電路。主要功能包括：(1)根據CPU對8259A編程設定的工作方式來產生內部控制信號。(2)如果中斷請求寄存器IRR有未被屏蔽的位，則控制邏輯對應于當時最高優先的中斷源，向CPU發中斷請求信號INT。(3)接收CPU送來的中斷響應信號，并置位中斷服務寄存器ISR的相應位(ISRi)。(4)控制發出相應的中斷類型號，以供CPU讀取。控制邏輯控制邏輯是控制8259A內部各個部件的主要邏最新-第9章微型計算機中斷技術-課件9.3.28259A的內部結構與引腳信號9.3.28259A的內部結構與引腳信號D7～D0：為8位雙向的數據線A0：端口選擇信號（兩個端口地址）IRi：8個中斷源中斷請求端INT：中斷請求輸出信號INTA#：中斷響應輸入信號RD#和WR#：讀/寫控制信號CS#：片選信號SP#/EN#：級聯/緩沖控制

(1)級聯時輸入：SP#:1=主片,0=從片；

(2)緩沖時輸出：EN#:1＝CPU寫,0＝CPU讀。12822732642552462372282192010191118121713161415CSWRRDD7D6D5D4D3D2D1D0CAS0CAS1GNDCAS2SP/ENINTIR0IR1IR2IR4IR3IR5IR6IR7INTAA0VCCD7～D0：為8位雙向的數據線1I/O接口器件名稱PC/XTPC/ATDMA控制器1000～01FH000～01FH中斷控制器1020～021H020～021H定時器040～043H040～05FH并行接口芯片060～063H—鍵盤控制器—060～06FHRT/CMOSRAM—070～07FHDMA頁面寄存器080～083H080～09FH中斷控制器2—0A0～0BFHNMI屏蔽寄存器0A0～0BFH—DMA控制器2—0C0～0DFH協處理器—0F0～0FFH

PC系列微機中的I/O端口地址空間也分為兩部分，即1024個端口的前256個端口（0～0FFH）專供I/O接口芯片使用，后768個端口（100H～3FFH）為I/O接口控制卡使用。I/O接口器件名稱PC/XTPC/ATDMA控制器1000～8259A的引腳

雙列直插式芯片，28個引腳方波鍵盤保留串口2

硬盤軟盤打印機IOW18.2HzA0CS8259A總線A0數據線

IORRDWR片選譯碼IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A5~A9D0~D7D0~D7VccSP/ENCA0CA1CA2GND+5V20~3FH用于多片8259A級連情況INTAINT

INTA

INTR串口1

8259A的引腳雙列直IRQ標準應用IRQ標準應用PC/XTNMIRAM、I/O校驗錯、8087運算錯0定時/計數器0通道的時鐘4異步通信1（COM1）1鍵盤中斷5硬磁盤控制器2保留（網絡適配器）6軟磁盤控制器3異步通信２（COM2）7并行打印機（LPT1）PC/ATNMIRAM、I/O校驗錯、8087運算錯0系統時鐘（18.2HZ）8日歷實時鐘1鍵盤中斷9改向INT0AH（以IRQ2出現）2接收從片8259A的中斷請求INT10保留3異步通信2（COM2）11保留4異步通信1（COM1）12PS/2鼠標器5并行口2（LPT2）13協處理器6軟磁盤控制器14硬磁盤控制器7并行口1（LPT1）15保留表9.1IBMPC/XT和IBMPC/AT系統外部中斷IRQ標準應用IRQ標準應用PC/XTNMIRAM、I/O校8259的編程結構SP/ENCA0CA1CA2IORIOW總線D0~D7數據線D0~D7INTAINTRA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINT

1×

I3I4ICW1

芯片控制

ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片連接關系

ICW4

方式控制0111A010010100OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2

優先級設置、發EOI

01

OCW3特殊屏蔽,查詢方式設置處理部分控制部分00000000

ISR當前中斷服務寄存器PR優先級裁決器VCCGND100A0IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7IRR中斷申請寄存器00000000

8259的編程結構SP/ENIORIOW總線D0數據線D4個初始化命令寄存器

ICW1、ICW2ICW3、ICW43個操作命令寄存器

OCW1（IMR）

OCW2、OCW3當前中斷服務寄存器ISR中斷申請寄存器IRR

8259內部有9個可讀寫的寄存器8259的編程結構

1×

I3I4ICW1

芯片控制

ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4

方式控制處理部分控制部分00000000

ISR當前中斷服務寄存器PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

中斷屏蔽寄存器IMROCW2

10010100

00

01

OCW3OCW18259中斷控制器4個初始化命令寄存器8259內部有9個8259的編程結構(1)初始化命令字(ICW1-ICW4)

決定8259的工作方式通常是在計算機系統啟動時在初始程序設置，一旦設定，一般在系統工作過程不再改變。例開機后，BIOS將8259初始化為：

①

IR0-IR7中斷申請信號為上升沿觸發方式；

②

IR0-IR7對應的中斷類型號分別為08H-0FH；

③優先級IR0最高,IR7最低；(2)操作命令字(OCW1,OCW2,OCW3)

在應用程序中設定，動態地控制CPU處理中斷的過程(3)ISR和IRR存放當前8259的狀態通過讀取ISR和IRR的內容，可了解當前8259工作情況(1)初始化命令字(ICW1-ICW4)8259A的編程結構和工作原理ISRPRIRR中斷處理部件比較IRR失效相應位置1相應位清0********1相應位清008259A的編程結構和工作原理ISRPRIRR中斷處理部件比8259A的工作流程中斷源產生中斷請求，使8259A的IRR相應位置1；經IMR屏蔽電路處理后，送PR；PR檢測出最高的中斷請求位，并經過嵌套處理，決定是否發出INT信號；若可發INT信號，則控制邏輯將INT信號送CPU的INTR引腳；若CPU開中斷，則在執行完當前指令后，CPU進入中斷響應周期，發出兩個中斷響應信號；8259A在收到第一個中斷響應信號INTA#后，控制邏輯使相應的ISR位置1，相應的IRR位清0；8259A在收到第二個中斷響應信號INTA#后，控制邏輯將中斷類型號送數據總線。若8259A工作在AEOI(自動中斷結束)模式，則使相應的ISR位清0。CPU讀取該中斷類型號后，查中斷向量表，轉去執行相應的中斷服務程序。CPU執行中斷服務程序，在中斷返回前發中斷結束命令（非自動中斷結束方式時），將ISR的相應位清0。

注意:這里的中斷結束，是指將8259A的ISR對應位復位，而不是結束用戶的中斷服務程序，中斷服務程序要執行IRET指令后才能結束。8259A的工作流程中斷源產生中斷請求，使8259A的IR9.3.38259A的工作方式中斷優先級方式中斷嵌套方式中斷屏蔽方式中斷結束方式中斷觸發方式與系統總線的連接方式級聯工作方式查詢方式9.3.38259A的工作方式中斷優先級方式1.中斷優先級方式IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR07654321032107654最低級最高級最高級最低級優先級IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0默認優先級優先級可編程改變

兩種優先級控制方式：固定優先級和循環優先級。固定優先級方式：所有中斷請求IRi的中斷優先級固定不變；優先級排列順序可編程改變；加電后8259A的默認方式,默認優先級順序從高到低為IR0-IR7。1.中斷優先級方式IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1、中斷優先級方式

循環優先級方式：中斷源輪流處于最高優先級，即自動中斷優先級循環；初始優先級順序可用編程改變；某中斷請求IRi被處理后，其優先級別自動降為最低，原來比它低一級的中斷上升為最高級。IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR07654321021076543最低級最高級最高級最低級ISR內容IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0IR4的服務結束以前0101000001000000IR4的服務結束以后ISRi1、中斷優先級方式循環優先級方式：IR7IR6IR5IR2.中斷嵌套方式

兩種中斷嵌套方式：普通全嵌套方式和特殊全嵌套方式。普通全嵌套方式（默認方式）：

一中斷正被處理時，只有更高優先級的事件可以打斷當前的中斷處理過程而被服務。特殊全嵌套方式：

一中斷正被處理時，允許同級或更高優先級的事件可以打斷當前的中斷處理過程而被服務。

注:

特殊全嵌套僅用于多個8259A級聯時的主8259A，而不能用于從屬8259A或單8259A系統。2.中斷嵌套方式兩種中斷嵌套方式：普通全嵌套方式和一般全嵌套方式與特殊全嵌套方式的區別D.主8259AIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7一般嵌套方式：從片的INT被主片封鎖，故更高級別的IR0-IR2中斷也無法得到響應特殊嵌套方式：因主片不封鎖從片的INT，故級別高的IR0-IR2中斷可以得到響應。(但IR3-IR7仍被本從片封鎖)C.假定IR3發生中斷,并獲得服務一般嵌套方式：IR4的中斷被服務時，這些中斷將被封鎖。B.特殊嵌套方式：IR4的中斷被服務時，只封鎖IR5-IR7。A.INTE.從8259AINTIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7去CPU一般全嵌套方式與特殊全嵌套方式的區別D.主8259AIR03.中斷屏蔽方式

兩種優先級控制方式：普通屏蔽方式和特殊屏蔽方式。

普通屏蔽方式：當一個優先級較高的中斷請求正在被處理時，不允許優先級較低的中斷進入正在處理的高級別中斷。利用操作命令字OCW1，使屏蔽寄存器IMR中的一位或數位置1來屏蔽一個或數個中斷源的中斷請求。特殊屏蔽方式：在某些場合，執行某一個中斷服務程序時，要求允許另一個優先級比它低的中斷請求被響應，特殊屏蔽方式提供了允許較低優先級的中斷能夠得到響應的特殊手段。特殊屏蔽方式中只能用特殊EOI命令結束中斷。3.中斷屏蔽方式兩種優先級控制方式：普通屏蔽方式和4.中斷結束方式

當某一IRi中斷被服務時，ISR中的相應位ISRi=1。當服務結束后，則必須清零該ISRi位。使ISRi=0是通過向8259A發出中斷結束命令（EOI命令）實現的。

三種EOI方式：自動EOI方式正常EOI方式特殊EOI方式4.中斷結束方式當某一IRi中斷被服務時，ISR中1)中斷自動結束方式

該方式在第二個INTA負脈沖的后沿即完成對應的ISR位的復位。

注意，該方式是在中斷響應后，而不是在中斷處理結束后將ISR位清0。此時，若有中斷請求出現，且IF＝1，則無論其優先級如何，都將得到響應。尤其是當某一中斷請求信號被CPU響應后，如不及時撤消，就會再次被響應(即二次中斷)。所以，中斷自動結束方式適合于中斷請求信號的持續時間有一定限制以及不出現中斷嵌套的場合。

因不保留當前正在服務的中斷的狀態，故不能用于中斷嵌套方式1)中斷自動結束方式該方式在第二個INTA負脈沖的后沿即完2)一般中斷結束方式該方式用于全嵌套方式下的中斷結束。

CPU在中斷服務程序結束時，向8259發常規中斷結束命令，將8259的中斷服務寄存器中最高優先級的ISR位清0。在級聯情況下的：先結束從片上中所有服務后，再結束對應的主片上的服務。2)一般中斷結束方式3)特殊中斷結束方式(SEOI)

在非全嵌套方式下，根據ISR的內容無法確定最后所響應和處理的是哪一級中斷。

這種情況下，就必須用特殊的中斷結束方式，即在程序中要發一條特殊中斷結束命令，該命令指出了要清除ISR中的哪一位。

用于特殊屏蔽方式另外，還要注意在級聯方式下，一般不用中斷自動結束方式，而是用一般結束方式或特殊結束方式。3)特殊中斷結束方式(SEOI)5.中斷觸發方式

兩種觸發方式：邊沿觸發方式和電平觸發方式。邊沿觸發：

IRi出現上升沿表示有中斷請求。跳變后高電平一直保持，直到被響應。電平觸發：

IRi出現高電平表示有中斷請求。請求一旦被響應，該高電平信號應及時撤除。即在第1個INTA#結束前，IRi必須保持高電平。5.中斷觸發方式兩種觸發方式：邊沿觸發方式和電平觸6.與系統總線的連接方式

兩種連接方式：緩沖方式和非緩沖方式。

緩沖方式：

一般在多片8259A級聯系統中，8259A通過總線驅動器與系統總線相連，而不是8259A直接與系統總線相連，這就是緩沖方式。8259的SP/EN作為輸出(EN有效)。非緩沖方式：

當系統只有一片8259A或少量幾片8259A時，一般將它直接與數據總線相連。這就是所謂的非緩沖方式。6.與系統總線的連接方式兩種連接方式：緩沖方式和非7.級聯工作方式

單片8259A可支持8個中斷源；采用多片8259A級連，可最多支持64個中斷源。n片8259A可支持7n+1個中斷源；級連時只能有一片8259A為主片，其余的均為從屬片；涉及到的8259A引腳包括：

CAS0-CAS2、SP#/EN#、IRi、INT。7.級聯工作方式單片8259A可支持8個中斷源；級聯電路連接方法級聯電路連接方法最新-第9章微型計算機中斷技術-課件8.查詢方式CPU禁止外部的中斷請求（IF位為0）。外設仍然向8259A發中斷請求信號，要求CPU服務，此時，CPU需要用軟件查詢方法來確認中斷源，從而實現對外設的服務。8259A不提供中斷類型號。

CPU首先向8259A發查詢命令，緊接著執行一條輸入指令(IN)，從8259A的偶地址讀出一個字節的查詢字，由該指令產生的RD#信號使ISR的相應位置1。

CPU讀入查詢字后，判斷其最高位，若最高位為1，說明8259A的IR端已有中斷請求輸入，此時該查詢字的最低三位組成的代碼表示了當前中斷請求的最高優先級，CPU據此轉入相應的中斷服務程序。8.查詢方式CPU禁止外部的中斷請求（IF位為0）9.3.48259A編程方法

8259A有兩種控制字：

初始化命令字、操作命令字。

8259A的編程：初始化編程、工作方式編程。

8259A的初始化命令字有4個：

ICW1～ICW4用于初始化8259A。

8259A的操作命令字有3個：

OCW1～OCW3，用于設定8259A的工作方式及發出相應的控制命令。

初始化命令字通常是計算機系統啟動時由初始化程序設置的，一旦設定，在工作過程中一般不再改變。操作命令字由應用程序設定（如設備的中斷服務程序），用于中斷處理過程的動態控制，可多次設置。9.3.48259A編程方法8259A有7個CPU控制寄存器分成兩組：一組用做存ICW，另一組存OCW。兩組7個寄存器占用2個I/O端口地址：A0命令字0ICW1、OCW2、OCW31ICW2、ICW3、ICW4、OCW19.3.48259A編程方法

在PC/AT機中，主8259A所占的端口地址為20H和21H，從8259A所占的端口地址為A0H和A1H。

注意:當發出ICW或OCW時，CPU中斷申請引腳INTR應關閉(使用CLI指令)。7個CPU控制寄存器分成兩組：一組用做存ICW，D4D3命令字1×ICW100OCW201OCW3ICW1、OCW2、OCW3由A0、D4和D3三位狀態尋址：ICW2、ICW3、ICW4在ICW1后，按順序寫入。9.3.48259A編程方法D4D3命令字1×ICW100OCW201OCW3ICW1、

對8259A的編程分為兩類：

初始化編程操作過程編程

8259A的軟件編程必須按照先初始化編程，然后進行操作方式編程的順序。9.3.48259A編程方法對8259A的編程分為兩類：9.3.48259A編初始化編程初始化編程的主要任務：

復位芯片。設定中斷請求信號有效的形式。設定是單片，還是級聯。設定中斷類型號。設定優先排隊規則。設定中斷處理結束時的結束規則。9.3.48259A編程方法初始化編程9.3.48259A編程方法ICW1

ICW1稱為：芯片控制初始化命令字，用于啟動8259A中的初始化編程。該字寫入8位的芯片控制寄存器。

寫ICW1的標記為：A0＝0，D4＝1。9.3.48259A編程方法ICW19.3.48259A編程方法最新-第9章微型計算機中斷技術-課件ICW1

ICW1可完成初始化任務的前三項：復位芯片。設定中斷請求信號有效的形式。設定是單片，還是級聯。

注意：在寫入ICW1后，除完成ICW1規定的功能外，同時復位芯片，隱含有清IMR、默認中斷優先級為IR0>IR1>……>IR7等的功能。9.3.48259A編程方法ICW19.3.48259A編程方法

舉例：

PC/XT機設置的ICW1=13H，端口地址為20H。

MOVAL，13HOUT20H，AL；單片，上升沿有效，寫ICW4

13H=000100119.3.48259A編程方法舉例：9.3.48259A編程方法寫ICW1A0=0，D4=1寫ICW2A0=1SNGL=1

IC4=1寫ICW3A0=1寫ICW4A0=1是否是否按順序對A0=1端口寫入命令字寫ICW1A0=0，D4=1寫ICW2ICW2

ICW2：中斷類型碼命令字。該字寫入8位的中斷類型寄存器。

寫ICW2的標記為：A0=1。中斷類型碼的低3位由中斷請求的引腳IR0～IR7決定（000～111）。9.3.48259A編程方法1T7T6T5T4T3×××A0D7D6D5D4D3D2D1D0ICW29.3.48259A編程方法1T7T6T5T4TIBMPC/XT機中由8259A管理的8級外部中斷IR0～IR7的中斷類型碼為08H～0FH。

舉例：

設置的ICW2=08H，端口地址為21H。

MOVAL，08HOUT21H，ALIR3對應的中斷類型碼為0BH。9.3.48259A編程方法1T7T6T5T4T3×××A0D7D6D5D4D3D2D1D0IBMPC/XT機中由8259A管理的8級外部中斷ICW3

ICW3:主片/從片的初始化命令字。它只用于級聯方式。該字寫入8位的主/從標志寄存器。

寫ICW3的標記為：A0＝1。對于主8259A（輸入端SP#＝1）對于從8259A（輸入端SP#＝0）9.3.48259A編程方法ICW39.3.48259A編程方法ICW3

對于主8259A（輸入端SP#＝1）

D7～D0（S7～S0）：當某位為1時，表示該位對應的IRi端接一從片8259A。

例如：當ICW3＝F0H時，則表示在IR7、IR6、IR5、IR4引腳上接有8259A從片，而IR3、IR2、IR1、IR0引腳上未接從片。

注意：清0的位，其對應的IRi上可直接連接外設來的中斷請求信號端。9.3.48259A編程方法ICW39.3.48259A編程方法ICW3

對于從8259A（輸入端SP#＝0）

控制字格式如圖所示9.3.48259A編程方法ICW39.3.48259A編程方法CAS0IR0CAS1IR1CAS2IR2

IR3INTAIR4IR5INTIR6IR7SP/EN

CAS0INTA

CAS1

CAS2INT

IR0

IR1SP/ENIR7CAS0IR0CAS1IR1CAS2IR2

IR3INTAIR4IR5INTIR6IR7SP/ENINTAINTR+5V8259級聯工作示意圖在多片級連的情況下，主片的CAS2-CAS0和從片的CAS2—CAS0分別相連在第一個INTA時，主片在完成例行的三個動作外，還通過CAS2-CAS0向各從片發送編碼ID2-ID0每個從8259A拿到這個標識符之后，與自己ICW3標識符進行比較，當兩者相符合時第二個INTA時，相應的從片發送中斷類型碼CAS0IR0CAS0CAS0IICW4

ICW4：方式控制初始化命令字。該字寫入8位的方式控制寄存器。

寫ICW4控制字標記為：A0=1。是否需要ICW4由應用決定，只有在需要特殊全嵌套方式、緩沖方式、中斷自動結束方式時，才設置ICW4，否則，可不設置ICW4。同時，是否需要ICW4，應在ICW1中指出。當不設置ICW4時，缺省為：非特殊全嵌套方式、非緩沖方式、非中斷自動結束方式。9.3.48259A編程方法ICW49.3.48259A編程方法最新-第9章微型計算機中斷技術-課件寫ICW1A0=0，D4=1寫ICW2A0=1SNGL=1

IC4=1寫ICW3A0=1寫ICW4A0=1是否是否按順序對A0=1端口寫入命令字注意:初始化從寫入ICW1開始，然后順序寫入ICW2、ICW3、ICW4。雖然ICW2、ICW3、ICW4地址相同，但順序是固定的，因而不會發生錯誤。

ICW1、ICW2是必須寫入的。是否寫入ICW3、ICW4，分別由ICW1的SNGL和IC4位的狀態決定。寫ICW1A0=0，D4=1寫ICW2操作過程編程

初始化完成后，8259A進入響應中斷的工作狀態，準備接收中斷請求信號。在8259A工作其間，可以通過操作命令字OCW使其以不同的方式操作。

操作過程編程主要完成以下任務：

對中斷請求的屏蔽、優先級循環控制、中斷結束方式、對內部控制寄存器的查詢等。

8259A有三個操作命令字：

OCW1、OCW2、OCW3。9.3.48259A編程方法操作過程編程9.3.48259A編程方法OCW1

寫OCW1的標記為：A0=1。

OCW1用來寫入IMR寄存器。

當某一位Mi=1時，則對應于該位的中斷請求就受到屏蔽；當某一位Mi=0時，則對應于該位的中斷請求得到允許進入系統。例如：OCW1=15H，則IR4、IR2和IR0引腳上的中斷請求被屏蔽，其他引腳上的中斷請求則允許進入系統。9.3.48259A編程方法OCW19.3.48259A編程方法OCW2OCW2用來設置中斷優先級循環方式和中斷結束方式的操作命令字。

寫OCW2的標記為：A0=0、D3=D4=0。

OCW2具有兩方面的功能：可以用來設置8259A采用優先級循環方式；它可以組成中斷結束命令。9.3.48259A編程方法OCW29.3.48259A編程方法最新-第9章微型計算機中斷技術-課件OCW2

R位：決定系統的中斷優先級是否按自動循環方式設置。

1：采用優先級自動循環方式；

0：采用優先級非自動循環方式。優先級自動循環方式用于多個中斷源其優先級相等的場合。

SL位：決定OCW2中的L2、L1、L0是否有效，如為1則3位都有效，否則為無效。9.3.48259A編程方法OCW29.3.48259A編程方法OCW2

EOI位：中斷結束命令。當EOI為1時，使當前ISR中的對應位ISRi復位。

L2、L1、L0有兩個功能：

SL為1時，L2、L1、L0有效。一是當OCW2為特殊的中斷結束命令時，L2、L1、L0將指出要清除當前ISR中的哪一位；二是當OCW2為特殊的優先級循環方式命令時，L2、L1、L0將指出循環開始時哪個中斷的優先級最低。OCW2A00RSLEOI00L2L1L0D7D6D5D4D3D2D1D000001100201031104001510160117111001011101100000111110010特征位

EOI特殊EOI(按編碼復位ISR)

EOI命令，優先級自動循環優先級自動循環取消優先級自動循環EOI命令，優先級自動循環(按編碼)優先級自動循環(按編碼)無意義中斷級別編碼A00RSLEOI00L2L1L0D7D6D5D4D3D2DOCW3

OCW3是多功能操作命令字。

寫OCW3的標記為：A0=0、D4=0、D3=1。

OCW3命令字有3項功能：

設置和撤消特殊屏蔽方式；設置中斷查詢方式；設置對8259A內部寄存器的讀出命令。9.3.48259A編程方法OCW39.3.48259A編程方法0ESMMSMM01PRRRIS0001101100011011D7D6D5D4D3D2D1D0A0無用清除特殊屏蔽設置特殊屏蔽特征位無用隨后讀IRR隨后讀ISR查詢命令非查詢命令D7位：無關位，可設為任意值，一般設為0。D6位：ESMM位，即允許特殊屏蔽方式位。該位為1時SMM位才有意義。D5位：SMM即特殊屏蔽方式位。

1：設置特殊屏蔽方式；

0：清除特殊屏蔽方式。D4、D3位：是特征位，01B。0ESMMSMM01PRRRIS00011011000110D2位：P位。

1：該OCW3用做查詢命令

0：非查詢方式。D1、D0位：RR位和RIS位。這兩位的組合用于指定對中斷請求寄存器(IRR)和中斷服務寄存器(ISR)內容的讀出。

D1D0=10時，表明緊接著要讀出IRR的值；

D1D0=11時，表明緊接著要讀出ISR的值。0ESMMSMM01PRRRIS0001101100011011D7D6D5D4D3D2D1D0A0無用清除特殊屏蔽設置特殊屏蔽特征位無用隨后讀IRR隨后讀ISR查詢命令非查詢命令D2位：P位。0ESMMSMM01PRRRIS0001101特殊屏蔽方式的設置與清除

ESMM、SMM=11時：選擇特殊屏蔽方式

ESMM、SMM=10時：清除特殊屏蔽方式選擇特殊屏蔽方式：OCW3為01101000B（68H）清除特殊屏蔽方式：OCW3為01001000B（48H）查詢的設置與清除

P=1時：選擇查詢方式

P=0時：選擇非查詢方式選擇查詢方式：OCW3為00001100B（0CH）選擇非查詢方式：OCW3為00001000B（08H）9.3.48259A編程方法特殊屏蔽方式的設置與清除9.3.48259A編程方法讀8259A的狀態（IMR、IRR、ISR）

1、讀IMR：

INAL，21H（A0=1的端口）

2、讀IRR：

MOVAL，00001010BOUT20H，ALINAL，20H

3、讀ISR：

MOVAL，00001011BOUT20H，ALINAL，20H9.3.48259A編程方法讀8259A的狀態（IMR、IRR、ISR）9.3.482

在IBMPC/XT機中，只用1片8259A中斷控制器，用來提供8級中斷請求，其中IR0優先級最高，IR7優先級最低。它們分別用于日歷時鐘中斷、鍵盤中斷、保留、網絡通信、異步通信中斷、硬盤中斷、軟盤中斷及打印機中斷。

8259A片選地址為20H、21H。9.3.48259A編程方法在IBMPC/XT機中，只用1片8259A中斷控制最新-第9章微型計算機中斷技術-課件

IBMPC/XT中8259A的使用步驟：

1、初始化

2、送中斷向量入口地址

3、中斷子程序結束

4、中斷嵌套IBMPC/XT中8259A的使用步驟：1、初始化MOVAL，13H ；寫ICW1，單片，邊沿觸發，要ICW4OUT20H，ALMOVAL，8 ；寫ICW2，中斷類型號從8開始OUT21H，ALMOVAL，0DH ；寫ICW4，緩沖工作方式， ；8088/8086配置OUT21H，ALMOVAL，0 ；寫OCW1，允許IR0～IR7全部8級 ；中斷請求OUT21H，AL1、初始化

2、送中斷向量入口地址例如，異步通信中斷(COM1)IR4。中斷向量類型碼為8+4=12（0CH）。中斷入口地址的偏移量（IP值）與段基址（CS）在入口地址表中的存放地址為:12×4=48（30H），49（31H），50（32H），51（33H）。其中30H、31H存放指令指針IP；32H，33H存放指令段碼CS。2、送中斷向量入口地址3、中斷子程序結束由于采用一般中斷結束方式，因此，在中斷子程序結束前必須發EOI命令和IRET命令。

MOVAL，20H ；寫OCW2命令，使ISR相應位 ；復位（即發EOI命令）

OUT20H，ALIRET ；開放中斷允許，并從中斷返回4、中斷嵌套為了使中斷嵌套，即在中斷響應過程中，允許比本中斷優先級高的中斷進入，只要在進入中斷處理程序后，執行開中斷指令STI即可達到此目的。3、中斷子程序結束最新-第9章微型計算機中斷技術-課件表

IBMPC/AT機中斷源和中斷類型號7.3.58259A應用舉例表IBMPC/AT機中斷源和中斷類型號7.3.58作業9.69.9作業9.69.9第9章微型計算機中斷技術9.1中斷的基本概念9.28086的中斷結構9.3可編程中斷控制器8259A第9章微型計算機中斷技術9.1中斷的基本概念9.1中斷的基本概念9.1.1中斷及中斷源9.1.2中斷系統的功能9.1.3中斷工作過程9.1中斷的基本概念9.1.1中斷及中斷源9.1.1中斷及中斷源1.中斷在CPU正常運行程序時，由于內部事件、外部事件或由程序預先安排的事件所引起的CPU暫時停止正在運行的程序，而轉去執行請求CPU服務的內部/外部事件或預先安排事件的服務程序，待服務程序處理完畢后又返回去繼續執行被暫停的程序。2.中斷源發出中斷請求的外部設備或引起中斷的內部原因稱為中斷源。

中斷源有以下幾種：

外設中斷源。

故障中斷源。

軟件中斷源。為調試而設置的中斷源。

定時時鐘。9.1.1中斷及中斷源1.中斷9.1.2中斷系統的功能中斷的實現與返回能實現優化級排隊能實現中斷的嵌套9.1.2中斷系統的功能中斷的實現與返回9.1.3中斷工作過程9.1.3中斷工作過程9.28086的中斷結構9.2.18086中斷類型9.2.2中斷向量和中斷向量表9.2.38086的中斷響應過程 9.28086的中斷結構9.2.18086中斷類型9.2.18086中斷類型8086采用向量中斷，每個中斷對應一個中斷類型號0～255,共256個。圖9.38086中斷結構圖。

8086/8088CPU中斷邏輯指令中斷斷點中斷溢出中斷除法錯單步中斷N43012NMI非屏蔽中斷請求INTR中斷控制器８２５９A可屏蔽中斷請求9.2.18086中斷類型8086采用向量9.2.18086中斷類型1.外部中斷：由外部硬件引起的中斷，也叫硬件中斷，是CPU外部中斷請求信號引腳上輸入有效的中斷請求信號引起的，分為非屏蔽中斷和可屏蔽中斷兩種。非屏蔽中斷NMI。用戶不能用軟件屏蔽的中斷。可屏蔽中斷INTR。8086的INTR中斷請求信號來自中斷控制器8259A，是電平觸發方式，高電平有效。

2.內部中斷：由CPU內部事件引起的中斷，內部中斷也稱軟件中斷，包括溢出中斷、除法出錯中斷、單步中斷、斷點中斷和指令設置的中斷。9.2.18086中斷類型1.外部中斷：由外部IRQ標準應用IRQ標準應用PC/XTNMIRAM、I/O校驗錯、8087運算錯0定時/計數器0通道的時鐘4異步通信1（COM1）1鍵盤中斷5硬磁盤控制器2保留（網絡適配器）6軟磁盤控制器3異步通信２（COM2）7并行打印機（LPT1）PC/ATNMIRAM、I/O校驗錯、8087運算錯0系統時鐘（18.2HZ）8日歷實時鐘1鍵盤中斷9改向INT0AH（以IRQ2出現）2接收從片8259A的中斷請求INT10保留3異步通信2（COM2）11保留4異步通信1（COM1）12PS/2鼠標器5并行口2（LPT2）13協處理器6軟磁盤控制器14硬磁盤控制器7并行口1（LPT1）15保留表9.1IBMPC/XT和IBMPC/AT系統外部中斷IRQ標準應用IRQ標準應用PC/XTNMIRAM、I/O校2.內部中斷

溢出中斷：INTO指令，條件：OF=1。

除法出錯中斷：在執行除法指令時，若除數為0或商大于目的寄存器所能表達的范圍，產生一個向量號為0的內部中斷。

單步中斷：單步中斷標志TF為1時，在每條指令執行結束后，產生一個向量號為1的內部中斷。單步中斷為系統提供了一種方便的調試手段，能夠逐條地執行指令。

斷點中斷：INT3指令中斷，執行一個INT3指令，產生一個向量號為3的內部中斷。斷點中斷常用于設置斷點，停止正常程序的執行，轉去執行某種類型的特殊處理，用于調試程序。

指令中斷：中斷指令INTn。

8086的中斷優先級由高到低依次為軟件中斷（單步中斷除外）、非屏蔽中斷NMI、可屏蔽中斷INTR、單步中斷。2.內部中斷溢出中斷：INTO指令，條件：OF=1。9.2.2中斷向量和中斷向量表8086/8088CPU采用向量中斷，向量中斷首先根據中斷類型號獲得中斷向量，中斷向量包含中斷服務程序的入口地址信息。中斷類型號：每個中斷的編號，0～255，共256個中斷。中斷向量：中斷服務程序的入口地址信息，共4個字節，段地址及偏移地址（CS:IP）。中斷向量表：把系統中所有的中斷向量集中起來放到存儲器的某一區域內，這個存放中斷向量的存儲區就叫中斷向量表或中斷服務程序入口地址表。中斷向量地址：中斷向量在表中的位置稱為中斷向量地址。

中斷向量地址＝中斷類型號×49.2.2中斷向量和中斷向量表8086/表9.28086CPU中斷向量表存儲器地址(中斷向量地址)存儲器內容(中斷向量)對應中斷類型號00000H中斷服務程序入口偏移地址低8位000001H中斷服務程序入口偏移地址高8位00002H中斷服務程序入口段地址低8位00003H中斷服務程序入口段地址高8位00004H中斷服務程序入口偏移地址低8位100005H中斷服務程序入口偏移地址高8位00006H中斷服務程序入口段地址低8位00007H中斷服務程序入口段地址高8位………………003FCH中斷服務程序入口偏移地址低8位255003FDH中斷服務程序入口偏移地址高8位003FEH中斷服務程序入口段地址低8位003FFH中斷服務程序入口段地址高8位表9.28086CPU中斷向量表存儲器地址(中斷向量地址8086/8088的中斷向量表00000H00003H00008H0000BH00004H00007H0000CH0000FH00010H00013H0000CH0007FH00080H003FCHIP內容CS內容類型0中斷入口地址（除法出錯）類型1中斷入口地址（單步中斷）類型2中斷入口地址（NMI）類型3中斷入口地址（斷點中斷）類型4中斷入口地址（溢出中斷）類型5中斷入口地址類型31中斷入口地址類型32中斷入口地址類型255中斷入口地址專用的中斷（5）用戶可自定義的中斷（224）系統保留的中斷（27）8086/8088的中斷向量表00000H00008H000例：假設在實地址方式下，內存00140H到00147H中存放的數據如右圖所示，求51H號中斷的中斷服務程序入口地址。解：1、求中斷向量地址

首地址＝51H×4=144H

（左移兩位方法）末地址＝51H×4+3=147H2、確定中斷向量，即00144H到00147H單元中的內容。段地址

=4540H

偏移地址

=3430H，所以中斷服務程序入口地址為段地址×16+偏移地址=45400H+3430H=48830H例：假設在實地址方式下，內存00140H到00147H中存放9.2.38086的中斷響應過程內部中斷響應過程外部中斷響應過9.2.38086的中斷響應過程內部中斷響應過程最新-第9章微型計算機中斷技術-課件1．內部中斷響應過程將類型號乘4，計算出中斷向量的地址；CPU的標志寄存器入棧，以保護各個標志位，此操作類似于PUSHF指令。清除IF和TF標志，屏蔽新的INTR中斷和單步中斷。保存斷點，即把斷點處的IP和CS值壓入堆棧，先壓入CS值，再壓入IP值。根據第一步計算出來的地址從中斷向量表中取出中斷服務程序的入口地址（段和偏移），分別送至CS和IP中。轉入中斷服務程序執行。1．內部中斷響應過程將類型號乘4，計算出中斷向量的地址；內部中斷的特點內部中斷是由指令或程序運行時標志位狀態的改變引起的，因此是可以預測的，這有點類似于子程序調用。內部中斷由CPU內部引起，中斷類型號的獲得與外部無關，CPU不需要執行中斷響應周期去獲得中斷類型號。除單步中斷外，內部中斷無法用軟件禁止，不受中斷允許標志IF的影響。內部中斷的特點內部中斷是由指令或程序運行時標志位狀態的改變2．外部中斷響應過程非屏蔽中斷響應：

NMI中斷不受IF標志的影響，也不用外部