计算机原理答案(4)

优点：

1） CPU能够及时了解外部设备的状态，从而对外部设备IO请求进行及时处理。 2） 由于CPU“被动”地等待外部设备的“中断请求”，外部设备进行输入/输出操作

时，CPU可以同时执行其他的程序，CPU和外部设备“并行”工作。

3） 由于同样的原因，在中断方式下，CPU可以同时管理多台外部设备，CPU的效率

得到提高。 缺点：

1） 用中断方式需要CPU增加相应的管理逻辑，增加了CPU电路的复杂性。

2） 由于CPU“被动”地接收“中断请求”信号，CPU必须通过与外部的一个联络过

程才能知道是那一个设备在申请中断，这增加了响应时间。为了从当前任务转移到中断服务，CPU必须保护原有的运行环境，进行“任务”的“切换”，这也会增加响应时间。

3） 有较多的设备使用中断方式时，会产生“中断申请”的“竞争”。这一方面降低了

响应速度，另一方面增加了管理的复杂性。

9． 10． 某输入设备接口数据端口、状态端口、控制端口地址分别为70H, 71H, 72H。状态端口D5=1表示输入完成，控制端口D7=1表示启动设备输入（输入完成后由设备清除该位）。从该设备输入100个字节数据，存入以BUFFER为首地址的缓冲区。如果启动该设备1秒后仍未完成一次输入，则视为超时错，显示出错信息后返回。分别用8086汇编语言和C语言编写完成上述功能的I/O程序。

汇编语言程序： DATA SEGMENT BUFFER DB 100 DUP(?) ERROR DB “OVER TIME !”, “$” DATA ENDS ;

CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE, DS: DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV CX, 100 LEA BX, BUFFER ONE: XOR DX, DX ；DX用作响应计时器，初值0

MOV AL, 80H

OUT 72H, AL ；启动输入 W: IN AL, 71H INC DX ；记录延迟时间 TEST AL, 00100000B ；测试完成位 JNZ READ ；输入完成，转READ读取数据 CMP DX, 50000 ；假设循环50000次时间为1秒 JB W ；未超时，继续测试 JMP OVERTIME ；超过1秒，报告出错 READ: IN AL, 70H ；读入数据

MOV [BX], AL ；数据存入缓冲区 INC BX ；修改指针 LOOP ONE ；100个数据尚未输入完成，转ONE继续 JMP DONE ；100个数据输入完成，转DONE结束程序 OVERTIME: LEA DX, ERROR MOV AH, 9 INT 21H ；响应超时，显示出错信息 DONE: MOV AX, 4C00H INT 21H ；返回OS CODE ENDS END START 11． 某输出设备数据端口、状态端口地址分别为220H, 221H。状态端口D0=1表示输出完成。将数据段中以STRING为首地址的20个字符（用七位ASCII代码存储）添加水平和垂直校验发送到该外部设备。用8086汇编语言编写完成上述功能的I/O程序。

汇编语言程序： DATA SEGMENT

STRING DB 20 DUP ( ? ) SUM DB 0 DATA ENDS ;

CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE, DS: DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV CX, 20 LEA BX, STRING MOV SUM, 0 ; 垂直校验码初值为0 ONE: MOV DX, 221H ; DX置为状态端口地址 IN AL, DX TEST AL, 00000001B ；测试输出完成位 JZ ONE ；未完成，转ONE继续读取状态 MOV AL, [BX] ；从字符串取出一个字符的ASCII代码

AND AL, 07FH ；清除最高位，准备置入校验位 JPE OUTPUT ；判代码奇偶属性， OR AL, 80H ；奇数个“1”，最高位置1（偶校验） OUTPUT: MOV DX, 220H OUT DX, AL ；输出添加了校验位的代码 XOR SUM, AL ；生成垂直校验位 INC BX ；修改指针 LOOP ONE ；20个数据尚未输出完成，转ONE继续

MOV DX, 221H ；输出垂直校验代码

LAST: IN AL, DX TEST AL, 00000001B JZ LAST MOV AL, SUM MOV DX, 220H OUT DX, AL DONE: MOV AX, 4C00H INT 21H ；返回OS CODE ENDS END START 1． 什么叫中断？有哪几种不同类型的中断？

由于某个事件的发生，CPU暂停当前正在执行的程序，转而执行处理该事件的一个程序。该程序执行完成后，CPU接着执行被暂停的程序。这个过程称为中断。

根据中断源的位置，有两种类型的中断。有的中断源在CPU的内部，称为内部中断。大多数的中断源在CPU的外部，称为外部中断。

根据中断引脚的不同，或者CPU响应中断的不同条件，也可以把中断划分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两种。

2． 什么是中断类型？它有什么用处？

用若干位二进制表示的中断源的编号，称为中断类型。

中断类型用来区分不同的中断，使CPU能够在中断响应时调出对应的中断服务程序进行中断处理。 3．

4． 什么是中断嵌套？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是

什么？

CPU在处理级别较低的中断过程中，出现了级别较高的中断请求。CPU停止执行低级别中断的处理程序而去优先处理高级别中断，等高级别中断处理完毕后，再接着执行低级别的未处理完的中断处理程序，这种中断处理方式称为多重（级）中断或中断嵌套。

使用中断嵌套可以使高优先级别的中断得到及时的响应和处理。

对于可屏蔽中断，由于CPU在响应中断时已将IF清零，所以一定要在中断处理程序中加入开中断指令，才有可能进行中断嵌套。

5． 什么叫中断屏蔽？如何设置I/O接口的中断屏蔽？

用程序的方法使某些中断源的中断请求不能够发送到CPU，或者虽然能够发送但是不能得到响应，这种方法称为中断屏蔽。

在外设的接口内增设一个中断屏蔽触发器（可以用D触发器实现），该触发器的Q端与中断请求信号相“与”后连接到INTR。当Q = 0时，中断请求不能发往INTR。通过设定中断屏蔽触发器的状态，可以控制中断请求信号是否能够送到INTR端。

置IF= 0, 可以使80x86CPU不响应来自INTR的可屏蔽中断请求。

6． 什么是中断向量？中断类型为1FH的中断向量为2345H：1234H，画图说明它在中断向

量表中的安置位置。

中断服务程序的入口地址称为中断向量。中断类型为0000:007CH34H1FH，它的中断向量放置在1FH×4=0000: 7CH开始的位置上。0000:007DH12H0000:007EH45H如右图。

0000:007FH23H7．

8．

9． 8259A是怎样进行中断优先权管理的？

8259A通过以下两种途径实现对中断优先权的管理：

（1） 通过设置中断屏蔽寄存器IMR，可以屏蔽某些中断请求，从而动态地改变各请

求端的优先级别。

（2） 8259A响应某个中断请求之后，将ISR寄存器对应位置1。如果后续的中断请求

级别低于正在响应的中断请求，则该中断不能立即被响应。反之，如果新的中断请求级别高于正在响应的中断请求，则允许进行中断嵌套。中断服务结束时，应将ISR寄存器对应位清零。

10． 特殊全嵌套方式有什么特点？它的使用场合是什么？

特殊全嵌套方式一般用于级联方式下的8259A主片。

如果8259A主片在一次中断处理尚未结束时，收到了来自同一个引脚的第二次中断请求，并且该8259A采用普通全嵌套方式，则它不会响应来自同一个引脚的第二次中断请求。如果该8259A采用特殊全嵌套方式，就会响应该请求（中断嵌套），从而可以及时响应连接在同一从片8259A上，并且相对有较高优先级别的中断请求。 11． 12． 13． 某8086系统用3片8259A级联构成中断系统，主片中断类型号从10H开始。从片

的中断申请连主片的IR4和IR6引脚，它们的中断类型号分别从20H、30H开始。主、从片采用电平触发，嵌套方式，普通中断结束方式。请编写它们的初始化程序。

假设主片端口地址为10H，12H。从片的端口地址分别为 18H, 1AH和 1CH, 1EH。 ……

MOV AL, 00011001B ；主片ICW1 OUT 10H, AL ；电平触发，级连方式 MOV AL, 10H ；主片ICW2 OUT 12H, AL ；主片中断类型 MOV AL, 01010000B ；主片ICW3 OUT 12H, AL ；IR4，IR6连有从片 MOV AL, 00010001B ；主片ICW4 OUT 12H, AL ；特殊全嵌套，非自动中断结束

MOV AL, 00011001B ；从片ICW1 OUT 18H, AL ；电平触发，级连方式 MOV AL, 20H ；从片ICW2 OUT 1AH, AL ；从片中断类型 MOV AL, 00000100B ；从片ICW3 OUT 1AH, AL ；本片连接在主片IR4引脚上 MOV AL, 00000001B ；从片ICW4 OUT 1AH, AL ；非特殊全嵌套，非自动中断结束

MOV AL, 00011001B ；从片ICW1 OUT 1CH, AL ；电平触发，级连方式 MOV AL, 30H ；从片ICW2

OUT 1EH, AL ；从片中断类型 MOV AL, 00000110B ；从片ICW3 OUT 1EH, AL ；本片连接在主片IR6引脚上 MOV AL, 00000001B ；从片ICW4 OUT 1EH, AL ；非特殊全嵌套，非自动中断结束 注意：

（1） 由于8086系统有16根数据线，各8259A的端口地址均为偶数（假设各8259A

的数据线连接在8086系统的低8位数据线上）。

（2） 主片用特殊全嵌套，从片用一般全嵌套。

习 题 七

1． 8255A的方式选择控制字和C口按位控制字的端口地址是否一样，8255A怎样区分这两种控制字？写出A端口作为基本输入，B端口作为基本输出的初始化程序。 解：

（1） 8255A的方式选择控制字和C口按位控制字的端口地址一样，它们之间的区别在控制字的D7位（特征位）的值不同，8255A的方式选择控制字D7=1，而C口按位置位/复位控制字D7=0。

（2） 初始化程序：（设端口地址为，A口：200H，B口：201H，控制口：203H） MOV AL，90H MOV DX，203H OUT DX，AL

2． 用8255A的A端口接8位二进制输入，B端口和C端口各接8只发光二极管显示二进制数。编写一段程序，把A端口读入的数据送B端口显示，而C端口的各位则采用置0/置1的方式显示A端口的值。 解：（设端口地址为，A口：200H，B口：201H，C口：202H，控制口：203H）

MOV AL， 90H ；8255A初始化： MOV DX， 203H ；8255A各组方式0，A口输入 OUT DX， AL ； B、C口输出 MOV DX， 200H IN AL， DX ；读A口输入值 MOV DX， 201H OUT DX， AL ；送B口输出 MOV AH， AL ；A口输入值转存在AH中 MOV DX， 203H MOV CX， 08 ；CX置循环次数初值 MOV AL， 00H ；C端口置0/置1控制字初值

LPA： AND AL， 0FEH ；清除最低位

SHR AH, 1 ；A端口一位转入CF ADC AL, 0 ；A端口一位从CF转入命令字 OUT DX， AL ；A端口一位从送往C端口对应位 ADD AL， 02H ；形成下一个命令字 LOOP LPA ；处理C端口下一位

5． 8254定时/计数器的定时与计数方式有什么区别？8254在方式0工作时，各通道的CLK、

GATE信号有什么作用？各通道的控制字地址都相同，8254是怎样区分的？ 解：

（1） 8254作为计数器使用时，对CLK端的输入脉冲进行单纯的减法计数，这时

CLK端输入的脉冲不作为计时基准。此外，用作计数器时，计数完成后必须重新初始化，只能使用一次。 8254作为定时器使用时，要求CLK端输入的脉冲必须作为时钟基准，通过对该基准时钟脉冲的计数来实现精确定时。用作定时器时，计数的过程周而往复，重复进行。 （2） 8254工作在方式0时，CLK端输入计数用的脉冲信号；GATE信号为高电平

时，对CLK端输入的脉冲进行计数；GATE信号为低电平时，暂停计数； GATE信号重新为高电平后，恢复原先的计数。 （3） 由8254的方式控制字中的D7、D6两位来选择计数通道。

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