【正文】 圖 。 2） OCW2— 中斷結(jié)束和優(yōu)先級循環(huán)控制字 OCW2用來設(shè)置非自動中斷結(jié)束和 優(yōu)先級循環(huán)方式 的操作命令字，由引腳 A0=0及 D4D3=00確定，格式如 圖 。若 D4=1，則 8259工作于特殊的全嵌套模式；若 D4=0，則工作于普通的全嵌套模式。若 D3=1，則8259A工作于緩沖方式；若 D3=0，則 8259工作于非緩沖方式。在非緩沖方式下，該位無效。 ?8259A作為中斷控制器 ? D2： M/S位，主 /從選擇位。 4） ICW4字格式 — 中斷方式字 是 8259A可選寫入字，由引腳 A0=1和 D7~D5=000確定。該命令字僅用于級連方式，對主片和從片都必須寫人 ICW3，但兩者含義不同。其格式如圖 。 ICW1的格式如 圖 。 +5V、 GND： 電源和接地引腳。 ：從片開啟 /緩沖信號，這是一個多功能引腳。當(dāng) 8259A為主片時，為輸出；當(dāng) 8259A為從片時，為輸入。 RDIORINTAINTA INTA2. 與外設(shè)相連的引腳 IR7~IR0： 8個中斷請求信號，輸入，有效電平由程序設(shè)定。一般與 CPU的 相連，在 CPU發(fā)出第二個 時， 8259A將其中最高級別的中斷請求的中斷類型碼傳送給 CPU。一般與 CPU的INTR相連，用以向 CPU發(fā)出中斷請求。一般與系統(tǒng)控制總線的 相連。一般與系統(tǒng)控制總線的 相連。一般由系統(tǒng)地址總線的高位地址譯碼后形成，決定了 8259A的端口地址范圍。 A0：奇 /偶地址選擇信號，輸入。 二、 8259的外部引腳 1. 與 CPU相連的引腳 D7~D0：數(shù)據(jù)線，雙向、三態(tài)。 7. 中斷服務(wù)寄存器 ISR 當(dāng) CPU正在處理某個中斷源的中斷請求時， ISR寄存器中的相應(yīng)位置 1。 5. 中斷請求寄存器 IRR 用以分別保存 8個中斷請求信號，當(dāng)相應(yīng)的中斷請求輸入引腳有中斷請求時，該寄存器的相應(yīng)位置 1。 3. 級連緩沖器 用以實現(xiàn) 8259A芯片之間的級連，使得中斷源可以由8級擴(kuò)展至 64級。 一、 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如 圖 ，它主要由下列主要部分組成： 1. 數(shù)據(jù)總線緩沖器 它是 8259A與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口，是 8位雙向三態(tài)緩沖器。 8088對各中斷源的管理如 圖 。 可以看出，中斷的工作過程可以概括為五大步驟：即中斷請求、中斷判優(yōu)、中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)和中斷返回。 二、中斷的過程 下面以可屏蔽中斷為例。 CPU響應(yīng)中斷后，怎樣從中斷向量表找到該中斷服務(wù)程序的中斷向量呢？是通過中斷類型號 4得到中斷向量在中斷向量表中的首地址。 3）中斷向量表：把系統(tǒng)中所有的中斷向量集中起來，根據(jù)中斷類型號從小到大的順序存放到存儲器的某一個區(qū)域內(nèi)，這個存放中斷向量的存儲區(qū)稱為中斷向量表。 5. 中斷類型號和中斷向量表 1）中斷類型號：為每個中斷源指定的一個 8位的編號，以識別不同的中斷源，這 8位的編號稱為中斷類型號。 中斷屏蔽：將中斷源對應(yīng)的中斷屏蔽觸發(fā)器置 1，則該中斷源的中斷請 求被屏蔽，稱為中斷屏蔽。 2）中斷源的種類如 圖 。 第三，通過軟中斷指令可以使得應(yīng)用程序調(diào)用操作系統(tǒng)的底層功能。 2）中斷的作用： 第一，實現(xiàn) CPU與 I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。計算機(jī)在執(zhí)行正常程序的過程中，當(dāng)出現(xiàn)某些緊急情況，異常事件或其它請求時，處理器會暫時 中斷正在運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行對緊急情況或其它請求的操作處理。 3. DMA優(yōu)先級 與中斷一樣， DMA的請求判優(yōu)也是由專門的芯片完成，即 DMA控制器完成。 三、 DMA方式 1. 為什么要采用 DMA方式 DMA數(shù)據(jù)傳送，它是在內(nèi)存的不同區(qū)域之間，或者在內(nèi)存與外設(shè)端口之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，而不經(jīng)過 CPU中轉(zhuǎn)的、由硬件直接控制一種數(shù)據(jù)傳送方式，可以大大提高數(shù)據(jù)的傳送速度。其連接方法如 圖 。 3. 中斷優(yōu)先級 解決優(yōu)先級的問題一般可有三種方法：軟件查詢法、簡單硬件方法及專用硬件方法。中斷方式程序執(zhí)行流程如 所示。一般來講，在這種情況下都是采用輪流查詢的方式來解決，如 圖 。設(shè)該設(shè)備的數(shù)據(jù)端口為 382H，狀態(tài)端口為 383H。 圖 、 /輸出方式的硬件原理圖。 同樣，我們可用如下指令把 AL的值輸出外設(shè)。其硬件實現(xiàn)原理圖如 。 輸入 /輸出傳送方式 一、程序方式 指用輸入、輸出指令，來控制信息傳送的方式。 2）其缺點(diǎn)是： （ 1）訪問端口的指令沒有訪問存儲器的指令豐富。這些控制信號的產(chǎn)生，是由指令來控制。 2. I/O接口的獨(dú)立編址 獨(dú)立編址方式，就是將存儲器和 I/O端口建立兩個完全獨(dú)立的地址空間。 1）這種編址方法的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）不需要專門的 I/O指令； （ 2）端口尋址方式也就是內(nèi)存的尋址方式，有利于 I/O程序的設(shè)計。 三、 I/O接口的編址方法 統(tǒng)一編址方式也稱為存儲器映象 I/O尋址方式。 2） 初始化程序 ： 對接口芯片功能和工作方式等的定義，是通過向一些寄存器寫入相應(yīng)的信息來完成的，這樣的寫入程序一般稱為接口芯片的初始化程序 。 因為 I/O接口是連接 CPU系統(tǒng)和外設(shè)的橋梁，所以 對其外部特性的掌握是實現(xiàn) I/O接口物理連接的基礎(chǔ)，是接口是技術(shù)的一個重點(diǎn) 。 2. 外部特性 接口引腳根據(jù)其連接的對象又分為 面向 CPU一側(cè)的信號和面向外設(shè)一側(cè)的信號 。有些數(shù)據(jù)寄存器同時支持輸入 /輸出，那是 因為其內(nèi)部具有輸入和輸出兩個寄存器，但共用 — 個端口地址 ， 隨讀寫控制的不同分別訪問其中的輸入或輸出奇存器。 2）接口中一般設(shè)有數(shù)據(jù)口、狀態(tài)口、控制口。 退 出 接口技術(shù)的基本概念 一、 I/O接口的主要功能 1. I/O設(shè)備選擇功能； 2. 對輸入 /輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖、隔離和鎖存； 3. 對信號的形式和數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行變換； 4. 與 CPU和 I/O設(shè)備進(jìn)行聯(lián)絡(luò)； 退 出 二、 I/O接口的典型結(jié)構(gòu) 1．內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 I/O接口的典型結(jié)構(gòu)。第 8章 基本的 I/O接口 中斷系統(tǒng) 接口技術(shù) 計數(shù) /定時器 并行接口 串行接口 接口： CPU與外設(shè)間的中間電路。接口的分類如 下所示： 接口分類 基本接口： 8259， 8237， 8254 通用接口： 8255， 8251 專用接口：鍵盤接口，顯示器接口 退 出 接口技術(shù) 接口設(shè)計涉及到兩個基本問題： 一是 CPU如何尋址 I/O設(shè)備，實現(xiàn)多個 I/O設(shè)備的識別； 二是 CPU如何與 I/O設(shè)備連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信號的交換。 1）端口：接口電路中的寄存器。 3）對于數(shù)據(jù)口，在 I/O設(shè)備輸入時，保存 I/O設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)；在 I/O設(shè)備輸出時，保存向 I/O設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)。 4） 通過數(shù)據(jù)總線 ， CPU從狀態(tài)口中讀取當(dāng)前的狀態(tài)，也可向控制口寫入命令，以控制 I/O設(shè)備的工作。對于面向 CPU一側(cè)的信號，一般都引出了數(shù)據(jù)線、地址線和控制線。 3. 接口的可編程性 1） ? 可編程 ? 的：是指接口芯片的功能和工作方式可通過程序 設(shè)定。 3） 對可編程寄存器的掌握 是學(xué)習(xí)接口技術(shù)的另一個重點(diǎn) 。即每一個端口占一個存儲單元地址。 2）缺點(diǎn)是： （ 1） I/O端口占用一部分存儲器的地址空間； （ 2）在程序中不容易區(qū)分哪些指令是訪問存儲器、哪些指令是訪問外設(shè)，所以程序不易閱讀。 CPU使用專門的控制信號來區(qū)分是對存儲器訪問還是對 I/O端口進(jìn)行訪問。 1）這種方法的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）由于使用了專門的 I/O指令，所以程序清晰易讀； （ 2）又因為 I/O接口的地址空間獨(dú)立且 — 般小于存儲器的存儲空間，所以其不占用存儲器的存儲空間，且地址譯碼電路相對簡單。 （ 2） CPU需設(shè)置專門的控制信號，區(qū)分存儲器與端口訪問。 1. 無條件輸入 /輸出 CPU與外設(shè)交換信息時，如果輸入 /輸出的時刻，都可以保證外設(shè)總是處于 ? 準(zhǔn)備好 ? 狀態(tài)，則可以直接利用輸入/輸出指令進(jìn)行信息的輸入 /輸出操作。 假設(shè)，地址譯碼器的譯碼為 380H，我們可用指令： MOV DX,380H IN AL,DX 把外設(shè)的數(shù)據(jù)輸入到 AL寄存器。 MOV DX,380H OUT DX,AL 2. 條件輸入 /輸出方式 輸入 /輸出操作的程序流程如 圖 。 例如，假設(shè)從某輸入設(shè)備上輸入一組數(shù)據(jù)送緩沖區(qū)，接口電路如圖 ，若緩沖區(qū)已滿則輸出一組信息 ? BOFFER OVERFLOW? ，然后結(jié)束。程序見 當(dāng) CPU需對多個設(shè)備進(jìn)行輸入 /輸出時，就出現(xiàn)了所謂的優(yōu)先級問題，即究竟先為哪個設(shè)備服務(wù)。 DATA SEGMENT MESS DB ‘ BUFFER OVERFLOW$’ BUF DB 15 DUP(?) DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV BX,OFFSET BUF MOV CX,15 WAIT: MOV DX,383H IN AL,DX TEST AL,01H JZ WAIT MOV DX,382H IN AL,DX INC BX LOOP WAIT MOV DX,OFFSET MESS MOV AH,9 INT 21H MOV AH,4CH INT 21H CODE ENDS END START 二、中斷方式 CPU就避免了把大量時間耗費(fèi)在等待、查詢狀態(tài)信號的操作上，使其工作效率得以大大地提高。 2. 中斷方式下的接口電路 以輸入方式為例，接口電路如 圖 ?，F(xiàn)在通常采用專用的硬件方法，也就是用專用的芯片，如 Intel8259A。 4. 中斷服務(wù)子程序 中斷服務(wù)子程序的流程如 圖 。 2. DMA方式下的接口 其接口電路如 圖 。 4. DMA方式下的支持程序 中斷系統(tǒng) 中斷的基本原理 一、中斷及其相關(guān)概念 1. 中斷的基本概念 1）中斷：是微處理器程序運(yùn)行的一種方式。處理完成以后， CPU回到被中斷程序的斷點(diǎn)處接著往下繼續(xù)執(zhí)行，這個過程稱為中斷。 第二，實時的硬件故障處理。 2. 中斷源 1）中斷源：引起中斷的原因或設(shè)備稱為中斷源。 3. 禁止中斷與中斷屏蔽 禁止中斷：中斷允許觸發(fā)器通過指令 CLI復(fù)位，以達(dá)到禁止 CPU的 INTR中斷，稱為禁止中斷。 4. 中斷嵌套 當(dāng) CPU正在處理某種類型的中斷時，又有級別更高的新的中斷源申請中斷，這時 CPU就會暫停當(dāng)前的中斷服務(wù)程序，而轉(zhuǎn)去執(zhí)行新的中斷處理，這種中斷的處理方式就叫中斷嵌套。 2）中斷向量：每一個中斷服務(wù)程序的入口地址，稱為中斷向量。 8088CPU以存儲器的 00000~003FFH共 l024個單元作為中斷向量的存儲區(qū)，每個中斷向量占用 4個存儲單元。中斷類型號和中斷向量所在的位置關(guān)系如 圖 。 CPU在 INTR引腳上接到一個中斷請求信號，如果此時 IF＝ 1，并且，當(dāng)前具有最高的優(yōu)先級， CPU就會在當(dāng)前指令執(zhí)行完以后開始響應(yīng)外部的中斷請求