微型计算机原理与接口技术第七章课后答案

第七章1.什么叫中断？什么叫可屏蔽中断和不可屏蔽中断？答：当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程序，转去执行请求中断的外设(或内部事件)的中断服务子程序，中断服务程序执行完毕，再返回被中止的程序，这一过程称为中断。可屏蔽中断由引脚INTR引入，采用电平触发，高电平有效，INTR信号的高电平必须维持到CPU响应中断才结束。可以通过软件设置来屏蔽外部中断，即使外部设备有中断请求，CPU可以不予响应。当外设有中断申请时，在当前指令执行完后，CPU首先查询IF位，若IF＝0，CPU就禁止响应任何外设中断；若IF＝1，CPU就允许响应外设的中断请求。不可屏蔽中断由引脚NMI引入，边沿触发，上升沿之后维持两个时钟周期高电平有效。不能用软件来屏蔽的，一旦有不可屏蔽中断请求，如电源掉电等紧急情况，CPU必须予以响应。2.列出微处理器上的中断引脚和与中断有关的指令。答：INTR：可屏蔽中断请求输入引脚。NMI：不可屏蔽中断请求输入引脚INTA：可屏蔽中断响应引脚INTn：软件中断指令，其中n为中断类型号INTO：溢出中断，运算后若产生溢出，可由此指令引起中断。CLI：中断标志位IF清0STI：置位中断标志位为13.8086/8088系统中可以引入哪些中断？答：（1）外部中断两种外部中断：不可屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR（2）内部中断内部中断又称软件中断，有三种情况引起：①INTn：中断指令引起的中断②CPU的某些运算错误引起的中断：包括除法错中断和溢出中断③由调试程序debug设置的中断：单步中断和断点中断。4.CPU响应中断的条件是什么？简述中断处理过程。答：CPU响应中断要有三个条件：外设提出中断申请；本中断位未被屏蔽；中断允许。可屏蔽中断处理的过程一般分成如下几步：中断请求；中断响应；保护现场；转入执行中断服务子程序；恢复现场和中断返回。CPU在响应外部中断，并转入相应中断服务子程序的过程中，要依次做以下工作：⑴从数据总线上读取中断类型号，将其存入内部暂存器。⑵将标志寄存器PSW的值入钱。⑶将PSW中的中断允许标志IF和单步标志TF清0，以屏蔽外部其它中断请求，避免CPU以单步方式执行中断处理子程字。⑷保护断点，将当前指令下面一条指令的段地址CS和指令指针IP的值入栈，中断处理完毕后，能正确返回到主程序继续执行。⑸根据中断类型号到中断向量表中找到中断向量，转入相应中断服务子程序。⑹中断处理程序结束以后，从堆栈中依次弹出IP、CS和PSW，然后返回主程序断点处，继续执行原来的程序。5.中断服务子程序中中断指令STI放在不同位置会产生什么不同结果？中断嵌套时，STI指令应如何设置？答：由于响应中断时CPU自动关闭中断（IF＝0），故在中断服务子程序中STI指令后方可实现中断嵌套。一般在中断服务子程序中保护现场后即设置开中断指令STI（IF＝1），以便实现中断嵌套。6.中断结束命令EOI放在程序不同位置处会产生什么不同结果？答：中断结束命令EOI后，清除中断服务寄存器中的标志位，即允许响应同级或低级中断，为避免错误，一般将中断结束命令EOI置于中断服务子程序结束前。7.中断向量表的功能是什么？答：中断向量表又称中断服务程序入口地址表。将每个设备的中断服务程序入口地址(矢量地址)集中，依次放在中断向量表中。当CPU响应中断后，控制逻辑根据外设提供的中断类型号查找中断向量表，然后将中断服务程序的入口地址送到段寄存器和指令指针寄存器，CPU转入中断服务子程序，这样可大大加快中断处理的速度。8086/8088系统允许处理256种类型的中断，对应类型号为0~FFH。在存储器的00000H~003FFH，占1K字节空间，用作存放中断向量。每个类型号占4个字节，高2个字节存放中断入口地址的段地址，低2个字节存放段内偏移地址。8.假定中断类型号15的中断处理程序的首地址为ROUT15，编写主程序为其建立一个中断向量。PUSHESMOVAX，0MOVES，AXMOVDI，54H；15H*4MOVAX，OFFSETROUT15；中断处理程序的偏移→AXCLDSTOSWMOVAX，SEGROUT15；中断处理程序的段地址→AXSTOSWPOPES9.8086/8088CPU如何获得中断类型号？答：对于内部中断①INTn：n即为中断类型号②除法错中断自动获得类型号0，INTO溢出中断自动获得中断类型号4③单步中断自动获得类型号1，断点中断自动获得类型号3。对于外部中断：①不可屏蔽中断NMI：自动获得中断类型号2②可屏蔽中断INTR：CPU响应可屏蔽中断，对中断接口电路发出两个中断响应信号INTA，中断接口电路收到第二个INTA以后，通过数据线向CPU送中断类型号。10.给定SP=0100H，SS=0500H，PSW=0240H，在存储单元中已有内容为(00024H)=0060H，(00026H)=1000H，在段地址为0800H及偏移地址为00A0H的单元中有一条中断指令INT9，试问执行INT9指令后，SP、SS、IP、PSW的内容是什么？栈顶的三个字是什么？答：执行INT9指令，标志寄存器PSW、下一条指令的段地址CS和指令指针IP的值分别入栈，PSW中的中断允许标志IF和单步标志TF清0，中断向量表的中断入口地址送CS和IP，转入中断服务子程序。所以此时SP＝00FAH，SS＝0500H，CS＝1000H，IP＝0060H，PSW＝0040H。栈顶的三个字是：(0500H:00FAH)＝00A2H、(0500H:00FCH)＝0800H、(0500H:00FEH)＝0240H标志寄存器PSWCFXPFXAFXZFSFTFIFDFOFXXXX0000001001000000执行INT9前0000001000000000执行INT9后PSW＝0040H11.8259A优先权管理方式有哪几种？中断结束方式又有哪几种？答：8259A优先权管理方式有如下4种：（1）全嵌套方式此方式下，中断优先级分配固定级别0～7级，IR0具有昀高优先级，IR7优先级昀低。（2）特殊全嵌套工作方式此种工作方式主要用于8259A级联情况。此方式与全嵌套工作方式基本相同，区别在于当处理某级中断时，有同级中断请求进入，8259A也会响应，从而实现了对同级中断请求的特殊嵌套。（3）优先级自动循环方式优先级可以改变，初始优先级次序为IR0～IR7，当任何一级中断被处理完后，它的优先级别变为昀低，将昀高优先级赋给原来比它低一级的中断请求。（4）优先级特殊循环方式特殊循环方式下，初始时优先级由程序指定，而不是固定的。8259A中断结束方式有如下3种：（1）普通EOI结束方式在全嵌套工作方式下，任何一级中断，处理结束返回上一级程序前，CPU向8259A传送EOI结束命令字，8259A收到EOI结束命令后，自动将ISR寄存器中级别昀高的置1位清0。（2）特殊EOI结束方式在非全嵌套工作方式下，中断服务寄存器是无法确定哪一级中断为昀后响应和处理的，此时要采用特殊SEOI结束方式。CPU向8259A发特殊EOI结束命令字，命令字中将当前要清除的中断级别也传给8259A，此时8259将ISR寄存器中指定级别的对应位清0。（3）自动EOI结束方式在自动AEOI方式中，任何一级中断被响应后，ISR寄存器对应位置1，但在CPU进入中断响应周期，发第二个INTA脉冲后，自动将ISR寄存器中对应位清0。12.单片8259A在全嵌套中断工作方式下，要写哪些初始化命令字及操作命令字？答：初始化命令字需要写：ICW1，ICW2，ICW4。操作命令字需要写：OCW1中断屏蔽操作命令字（根据需要，若不需要可不写）OCW2优先权循环方式和中断结束方式操作字13.系统中新增加一个中断源，在软件上应增加哪些内容，此中断系统才能正常工作？答：需要确定中断源的中断类型，然后将中断服务程序的入口地址放入中断向量表中。编写相应的中断服务程序。14.系统中有3个中断源，从8259A的IR0、IR2、IR4端引入中断，以边沿触发，中断类型号分别为50H、52H、54H，中断入口地址分别为5020H、6100H、3250H，段地址为1000H。使用完全嵌套方式，普通EOI结束，试编写初始化程序，使CPU能正确响应任何一级中断；并编写一段中断服务子程序，保证中断嵌套的实现和正确返回。答：;初始化程序设8259A的端口地址为20H和21H;设置中断向量表MOVAX,1000H;段地址MOVDS,AXMOVDX,5020H;偏移地址MOVAL,50H;中断类型号MOVAH,25HINT21H;写50H的中断入口地址MOVDX,6100H;偏移地址MOVAL,52H;中断类型号INT21H;写52H的中断入口地址MOVDX,3250H;偏移地址MOVAL,54H;中断类型号INT21H;写54H的中断入口地址;8259A初始化命令字MOVAL,13H;定义ICW1，单片，边沿触发OUT20H,ALMOVAL,50H;定义ICW2，中断号50H~57HOUT21H,ALMOVAL,01H;定义ICW4，完全嵌套,非缓冲,普通EOIOUT21H,ALMOVAL,0EAH;定义OCW1，屏蔽IR1,3,5,6,7OUT21H,AL;中断服务子程序PUSHAX；保护现场……STI；开中断……；中断处理CLI；关中断MOVAL，20H；定义OCW2，普通EOI结束命令OUT20H，AL……POPAX；恢复现场IRET；中断返回15.如外设A1、A2、A3、A4、A5按完全嵌套优先级排列规则，外设A1的优先级昀高，A5昀低。若中断请求的次序如下所示，试给出各外设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）（1）外设A3和A4同时发出中断请求；（2）在外设A3的中断处理中，外设A1发出中断请求；（3）在外设A1的中断处理未完成前，发出EOI结束命令，外设A5发出中断请求答：外设的中断处理程序的次序为：A3→A1→A3→A4→A516.某系统中有3片8259A级联使用，1片为8259A主片，2片为8259A从片，从片接入8259A主片的IR2和IR5端，并且当前8259A主片的IR3及两片8259A从片的IR4各接有一个外部中断源。中断类型基号分别为80H，90H，A0H，中断入口段地址为2000H，偏移地址分别为1800H，2800H，3800H，主片8259A的端口地址为F8H，FAH。一片8259A从片的端口地址为FCH，FEH，另一片为FEECH，FEEEH。中断采用电平触发，全嵌套工作方式，普通EOI结束。（1）画出硬件连接图。（2）编写初始化程序。答：SP/ENSP/ENCASCAS00CASCAS11CASCAS22CASCAS00CASCAS11CASCAS22CASCAS00CASCAS11CASCAS22CSACSA00DD77~D~D00INTARDWRINTINTARDWRINTAA11DD77~D~D00INTARDWRINTRINTARDWRINTRGNDGNDGNDGNDSP/ENSP/ENSP/ENSP/ENIRIR44IRIR55IRIR33IRIR22IRIR44INTINTINTINT2#2#从从8259A8259A1#1#从从8259A8259A主主8259A8259AVVCCCC硬件连接图硬件连接图（1）中断向量表形成MOVAX，2000HMOVDS，AX；DS中为段地址MOVDX，1800H；DX中为偏移地址MOVAL，83H；中断类型号为83HMOVAH，25HINT21H；设置类型号83H的中断向量MOVDX，2800HMOVAL，94HINT21H；设置类型号94H的中断向量MOVDX，3800HMOVAL，0A4HINT21H；设置类型号A4H的中断向量(2)主片8259A初始化编程：端口地址为F8H和FAHMOVAL，00011001B（19H）；定义ICW1，主片级联，电平触发OUT0F8H，AL；发ICW1命令MOVAL，80H