Bài giảng Kỹ thuật vi xử ký - Ghép nối 8088 với bộ khiều khiển ngắt - Phạm Hoàng Duy

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
BÀI GIẢNG MÔN
Kỹ Thuật Vi Xử Lý
Giảng viên: TS. Phạm Hoàng Duy
Điện thoại/E-mail: phamhduy@gmail.com
Bộ môn: Khoa Học Máy Tính- Khoa CNTT1
Học kỳ/Năm biên soạn:2009
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 2
NỘI DUNG
GHÉP NỐI 8088 VỚI BỘ ĐIỀU 
KHIỂN NGẮT
Giảng viên: TS. Phạm Hoàng Duy
E-mail: phamhduy@gmail.com
Năm biên soạn: 2009
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 3
Nội dung
 Khái niệm ngắt
 Xử lý ngắt
 PIC 8259A
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 4
Ngắt
 Tạm dừng thao tác hiện thời của CPU để chuyển sang 
thao tác khác
 Trao đổi dữ liệu với thiết bị ngoại vi
 Báo lỗi
 Phục vụ yêu cầu khẩn
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 5
Phân loại ngắt
 Ngắt cứng: sinh ra do các tín hiệu INTR hay NMI
 Ngắt che được: chịu tác động của cờ cho phép ngắt
 Ngắt không che được
 Ngắt mềm: sinh ra do câu lệnh INT
 Ngắt tự động (ngoại lệ): sinh do thực hiện các lệnh của
CPU như chia 0, đặt cờ ngắt, ..
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 6
Một số lệnh liên quan ngắt
 CLI: Xóa cờ ngắt
 STI: Đặt cờ ngắt
 INT XX: Gọi ngắt mềm số XX
 IRET: Câu lệnh trờ về khi kết thúc chương trình xử lý
ngắt
 HLT: Treo CPU cho đến khi có ngắt hoặc khởi động lại
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 7
Quá trình xử lý ngắt
1. Lưu thanh ghi cờ
2. Cấm ngắt
3. Lưu đoạn lệnh
4. Lưu con trỏ lệnh
5. Nạp đoạn lệnh và con trỏ 
lệnh mới
6. Thực hiện chương trình 
ngắt
7. Khôi phục lại các thanh 
ghi trước khi ngắt
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 8
Xử lý yêu cầu ngắt
 Các ngắt cứng dùng để quản lý các thiết bị ngoại vi, đặc
biệt hiệu quả đối với các thao tác vào/ra
 Tín hiệu ngắt không che được NMI dùng trong tình trạng
khẩn cấp như lỗi phần cứng
 Tín hiệu ngắt thông thường INTR dùng để điều khiển
thiết bị, CPU có thể chậm trễ khi xử lý tín hiệu này
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 9
Xử lý ngắt
 Khi nhiều tín hiệu ngắt đồng thời xảy ra, tín hiệu ngắt
nào có độ ưu tiên cao nhất sẽ được đưa tới CPU
Kiểu ngắt Độ ưu tiên
Ngắt tự động Cao nhất
Ngắt không che được NMI
Ngắt che được INTR
Ngắt chạy từng lệnh Thấp nhất
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 10
Bảng véc tơ ngắt (PC BIOS)
Số thứ tự Chức năng
0H Lỗi phép chia
1H Chạy từng bước
2H NMI
3H Dừng (break point)
8H Ngắt đồng hồ (thời gian)
10H Ngắt dùng điều khiển màn hình
13H Ngắt đọc ghi đĩa
16H Ngắt điều khiển bàn phím
21H Ngắt của DOS
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 11
Bộ điều khiển ngắt PIC-8259A
D0-D7 Dữ liệu
RD,WR Đọc, Ghi (mức thấp)
A0 Địa chỉ thanh ghi
CS Chọn chip
CAS0-2 Ghép tầng với PIC khác
SP Xác định PIC chủ (master SP=1) thợ (slave 
SP=0)
EN Mở đệm dữ liệu
INT Yêu cầu ngắt
INTA Chấp nhận ngắt
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 12
Ghép nối
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 13
Ghép nối
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 14
Kiến trúc 8259A
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 15
Kiến trúc 8259
 Data bus buffer: đệm dữ liệu (3 trạng thái)
 R/W logic: đọc/ghi các thông tin điều khiển và trạng thái
 IMR: ghi nhớ mặt nạ ngắt với các yêu cầu ngắt
 IRR: Lưu trạng thái hiện thời của các yêu cầu ngắt
 Priority resolver: xác định thứ tự ưu tiên của các yêu
cầu ngắt
 ISR: lưu giữ các yêu cầu ngắt được phục vụ
 Cascade buffer/comparator: giao tiếp giữa PIC chủ/thợ
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 16
Lập trình PIC-8259A
 PIC được lập trình thông qua nạp các giá trị thích hợp
cho 7 thanh ghi (ô nhớ trong) của 8259A:
 4 từ khởi tạo ICW
 3 từ điều khiển hoạt động OCW
 ICW xác lập chế độ hoạt động PIC-8259A
 OCW điều khiển 8259A hoạt động ở các chế độ khác
nhau
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 17
Xác lập chế độ làm việc
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 18
ICW1
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 19
ICW2
 Xác định số hiệu ngắt
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 20
ICW2 với 8088/8086
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 21
ICW3
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 22
ICW4
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 23
Ví dụ
 8259 kết nối với 8088, hoạt động ở chế độ độc lập, yêu
cầu ngắt kích hoạt bằng mức, có đệm dữ liệu, sử dụng
chế độ ưu tiên bình thường. Xác định từ khởi tạo cho
8259? 
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 24
Từ điều khiển hoạt động OCW
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 25
OCW2
 Xác định cách PIC xử lý yêu cầu ngắt
 Chế độ ưu tiên cố định: 
• IR0>>IR7
 Đổi mức ưu tiên tự động: 
• Quay vòng
 Ưu tiên đích danh
• Gán mức độ ưu tiên cho từng yêu cầu ngắt
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 26
Quay vòng ưu tiên
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 27
OCW2
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 28
OCW3
 Chọn các thanh ghi để đọc
 Thăm dò trạng thái yêu cầu ngắt
 Thao tác với thanh ghi mặt nạ
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 29
Thăm dò & IRR&ISR
 0 = Yêu cầu ngắt IRi không được phục vụ
 1 = Yêu cầu ngắt IRi đang được phục vụ
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1: có
ngắt
X x X x Số hiệu yêu cầu ngắt
IS7 IS6 IS5 IS4 IS3 IS2 IS1 IS0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
 0 = Có yêu cầu ngắt
 1 = Không có yêu cầu ngắt
IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 30
Ví dụ
 Cho phép ngắt tại các đầu vào IR012
 Đặt 8259 hoạt động ở chế độ ưu tiên quay vòng tự động
 Đặt yêu cầu ngắt IR 1 có độ ưu tiên cao nhất
 Đặt yêu cầu ngắt IR 2 có độ ưu tiên cao nhất
 Thực hiện kiểm tra yêu cầu ngắt bằng phần mềm (Đặt
mặt nạ ngắt, Sử dụng lệnh Poll thăm dò, đọc thanh ghi
yêu cầu ngắt)?
BÀI GIẢNG MÔN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Hoàng Duy
BỘ MÔN: KHMT-Khoa CNTT1
Trang 31
Trình tự sự kiện (8088)
 Các tín hiệu yêu cầu ngắt do thiết bị vào/ra gửi tới PIC 
làm cho các bít tương ứng trong IRR được bật lên
 PIC xem xét các yêu cầu ngắt và báo hiệu cho CPU khi
cần (INTR)
 CPU xác nhận ngắt bằng cách đưa ra INTA
 Khi nhận được INTA, PIC xóa bít tương ứng trong IRR 
và bít ưu tiên cao nhất của ISR được bật
 CPU đưa ra INTA thứ 2, PIC đưa ra 1 byte dữ liệu về số
hiệu ngắt
 Kết thúc chu kỳ ngắt. Nếu dùng AEOI thì bit ISR bị xóa
vào cuối xung INTA thứ 2. Nếu không, bít ISR giữ
nguyên cho đến khi có câu lệnh EOI