微机原理与接口技术(楼顺天编着)课后第八章习题答案
第8章 中断系统与可编程中断控制器8259A
1. 什么叫中断？8086微机系统中有哪几种不同类型的中断？
答:在CPU执行程序的过程中,由于某个事件的发生,CPU暂停当前正在执行的程序,转去执行处理该事件的一个中断服务程序,待中断服务程序执行完成后,CPU再返回到原被中断的程序继续执行。这个过程称为中断。
8086微机系统中有3种中断: 1) 外部可屏蔽中断。 2) 外部不可屏蔽中断。 3) 内部中断
2. 什么就是中断类型？它有什么用处？
答:通常用若干位二进制编码来给中断源编号,该编号称为中断类型号。8086微处理器用8位二进制码表示一个中断类型,有256个不同的中断。这些中断可以划分为内部中断、外部不可屏蔽中断、外部可屏蔽中断三类。
用处:使CPU识别中断源,从而能正确地转向该中断源对应的中断服务程序入口。 3. 什么就是中断嵌套？使用中断嵌套有什么好处？对于可屏蔽中断,实现中断嵌套的条件
就是 什么？
答:微处理器在处理低级别中断的过程中,如果出现了级别高的中断请求,微处理器停止执行低级中断的处理程序而去优先处理高级中断,等高级中断处理完毕后,再接着执行低级的未处理完的程序,这种中断处理方式成为中断嵌套。
使用中断嵌套的好处就是能够提高中断响应的实时性。对于某些对实时性要求较高的操作,必须赋予较高的优先级与采取中断嵌套的方式,才能保证系统能够及时响应该中断请求。
对于可屏蔽中断,实现中断嵌套的条件有:(1)微处理器处于中断允许状态(IF=1)(2)中断请求的优先级高于正在执行的中断处理程序的优先级。(3)中断请求未被8259屏蔽。(4)没有不可屏蔽中断请求与总线请求。
4. 什么就是中断向量？中断类型号为1FH的中断向量为2345H:1234H,画图说明它在中断
向
量表中的存放位置。
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答:中断向量为每个中断服务子程序的入口地址,为32位(16位的偏移地址与16位的段地址),在中断向量表中占用4个地址单元。在8086CPU组成的计算机系统中,采用最低的1024个地址单元(称为0页)来存储中断向量。这1024个地址单元成为中断向量表。
因此,中断类型号位1FH的中断向量,在中断向量表中的存储位置为1FH×4=07CH。中断类型号为1FH的中断向量在中断向量表中的存放位置如图8、1所示。
图8、1 中断类型号为1FH的中断向量在中断向量表中的存放位置
5. 中断向量表的功能就是什么？叙述CPU利用中断向量表转入中断服务程序的过程。 答:中断向量表就是用来存放中断向量的。就是中断类型号与它对应的中断服务程序入口地址之间的换算表。
1) CPU获得中断类型号n后,将当前PSW、CS与IP的内容依次压入堆栈,保存断点的
状态与断点地址,以便返回时恢复。 2) 将PSW中的IF位与TF位清0,关闭中断。
3) 把地址为4×n与4×n+1两个单元的16位数作为中断服务程序入口的偏移地址置
入IP,把地址为4×n+2与4×n+3两个单元的16位数作为中断服务程序入口的段地址置入CS。 4) 转入中断服务程序。
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6. 叙述可屏蔽中断的响应过程。
答:在IF位为1情况下,从INTR端加入中断请求信号开始,到进入中断服务程序为止所经过的一系列操作,称为可屏蔽中断的响应过程。首先等待当前指令结束后,进入中断响应周期。然后,从微处理器外部的中断控制逻辑获得中断类型号。随后把当前的PSW、CS与IP的内容依次压入堆栈,接着清除PSW中的IF位与TF位为0。最后把中断服务程序的入口地址置入IP与CS。至此,完成了可屏蔽中断的响应过程,开始进入中断服务程序。 7. 简要叙述8259A内部IRR、IMR、ISR三个寄存器的作用。
答:IRR:中断请求寄存器,用来锁存外部设备送来的IR7~IR0中断请求信号。当外部中断请求线IRi有中断请求时,IRR中与之对应的第i位被置1。该寄存器内容可以被微处理器读出。
IMR:用于设置中断请求的屏蔽信号。此寄存器第i位被置1时,与之对应的外部中断请求线IRi被屏蔽,不能向微处理器发出INT信号。
ISR:用于记录当前正在被服务的所有中断级,包括尚未服务完而中途被更高优先级打断的中断级。若微处理器响应了IRi中断请求,则ISR中与之对应的第i位置1。中断处理结束前,要用指令清除这一位。
8. 中断控制器8259A的初始化编程就是如何开始的？
答:初始化编程就就是指对ICW(初始化命令字)的初始化,对ICW的初始化有一定的顺序,必须从ICW1开始。对中断控制器8259A的初始化编程次序如图8、2所示。
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初始化ICW1地址A0=0初始化ICW2地址A0=1N是级联吗？Y初始化ICW3地址A0=1NIC4=1？Y初始化ICW1地址A0=1
图8、2 对中断控制器8259A的初始化编程次序
9. 设某微机系统需要管理64级中断,问组成该中断机构时需 片8259A。
解:一片8259可控制8级中断,第1片通过级联8片8259可将中断扩充至64级。所以组成该中断机构共需9片8259。
10. 完全嵌套的优先级排序方式的规则就是什么？如何设置这种方式？
答:在全嵌套方式下,中断优先级的级别就是固定的,即IR0优先级最高,IR1~IR6逐级次之,IR7最低。如果对8259A进行初始化后没有设置其她优先级别,那么8259A就按全嵌套方式工作。
11. 如果设备D1、D2、D3、D4、D5按完全嵌套优先级排列规则。设备D1的优先级最高, D5最低。在下列中断请求下,给出各设备的中断处理程序的次序(假设所有的中断处理程序开始后就有STI指令,并在中断返回之前发出结束命令)
(1)设备3与4同时发出中断请求;
(2)设备3与4同时发出中断请求,并在设备3的中断处理程序完成之前,设备2发出中断请求;
(3)设备1、3、5同时发出中断请求,在设备3的中断处理程序完成之前,设备2发出中断请求。
解:
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（1） 设备3与4同时发出中断请求;
中断处理次序为:D3→D4,示意图如图8、3(a)所示。
主程序D3，D4同时请求D3服务程序STID4服务程序STI3置ISR1ISR3清零ISR4置1IRETIRETISR4清零
图8、3(a)设备3与4同时发出中断请求的中断处理程序的次序示意图
（2） 设备3与4同时发出中断请求,并在设备3的中断处理程序完成之前,设备2发出中断
请求;
中断处理次序为: D3→D2→D3→D4,示意图如图8、3(b)所示。
D3，D4同时请求D2请求D3服务程序STID2服务程序STI主程序I置1SR312置RSIISR3清零ISR4置1ISR2清零IRETIRETD4服务程序STIISR4清零IRET
图8、3(b)中断处理程序的次序示意图
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