Микропроцессорные системы (стр. 4 из 6)
При чтении Scan-кода из порта ввода РА ППИ он не изменяется и любая другая программа может также его прочитать. Обработчик прерывания сообщает адаптеру связи с клавиатурой о завершении чтения скан-кода кратковременной установкой бита 7 порта вывода РВ IIПИ. По этому сигналу сбрасывается содержимое регистра адаптера связи и снимается сигнал запроса на прерывание IRQ1. Обработчик прерывания завершает свою работу выдачей сообщения контроллеру прерывания о завершении обработки. Для этого обработчик выдает код 20Н в порт 20Н (совпадение адреса порта и кода случайное).
Прерывание 9h является аппаратно-зависимым, поэтому его обработчик для 83-клавиатуры отличается от обработчика для расширенной 101-клавишной клавиатуры.
3.1 Таблица векторов прерываний
Для того чтобы связать адрес обработчика прерывания с номером прерывания, используется таблица векторов прерываний, занимающая первый килобайт оперативной памяти - адреса от 0000:0000 до 0000:03FF. Таблица состоит из 256 элементов - FAR-адресов обработчиков прерываний. Эти элементы называются векторами прерываний. В первом слове элемента таблицы записано смещение, а во втором - адрес сегмента обработчика прерывания.
Таблица 3.2 – Векторы прерываний
| Номер | Описание |
| 0 | Ошибка деления. Вызывается автоматически после выполнения команд DIV или IDIV, если в результате деления происходит переполнение (например при делении на 0). DOS обычно при обработке этого прерывание выводит сообщение об ошибке и останавливает выполнение программы. Для процессора 8086 при этом адрес возврата указывает на следующую после команды деления команду, а в процессоре 80286- на первый байт команды вызвавшей прерывание. |
| 1 | Прерывание пошагового режима. Вырабатывается после выполнения каждой машиной команды. Если в слове флагов установлен бит пофлаговой трассирови TF. Используется для отладки программ. Это прерывание не вырабатывается после выполнения команды MOV в сегментные регистры или после загрузки сегментных регистров командой POP. |
| 2 | Аппаратное немаскируемое прерывание. Это прерывание может использоваться по разному в разных машинах. Обычно вырабатывается при ошибке четности оперативной памяти или запросе прерывпания сопроцессора. |
| 3 | Прерывание для трассировки. Это прерывание генерируется при выполнении однобайтовой машиной с кодом CCh и обычно используется отладчиками для установки точки прерывания. |
| 4 | Переполнение. Генерируется машинной командой INTO, если установлен флаг OF. Если флаг установлен, то команда INTO выполняется как NOP Это прерывание используется для обработки ошибок арифметических операций. |
| 5 | Печать копии экрана. Генерируется при нажатии на клавиатуре PrtScr. Обычно используется для печати образа экрана. Для процессора 80286 генерируется при выполнении машинной команды BOUND, если проверяемое значение вышло за приделы заданного диапазона. |
| 8 | IRQ0 прерывание интервального таймера возникает 18,2 раза в сек |
| 9 | IRQ1 Прерывание от клавиатуры. Генерируется при нажатии и при отжатии клавиши. |
| A | IRQ2 используется при каскадировании аппаратных прерываний в машинах класса АТ. |
| B | IRQ3 Прерывание асинхронного порта COM2 |
| C | IRQ4 Прерывание асинхронного порта COM1 |
| D | IRQ5 Прерывание от контроллера жесткого диска от XT |
| E | IRQ6 Прерывание генерируется контроллером флопи диска после завершения операции. |
| F | IRQ7 прерывание принтера. Генерируется принтером когда он готов к выполнению очередной операции. Многие адаптеры принтера не используют это прерывание. |
| 70 | IRQ8 прерывание от часов реального времени. |
| 71 | IRQ9 прерывание от контроллера EGA |
| 75 | IRQ13 прерывание от математического сопроцессора |
| 76 | IRQ14 прерывание от контроллера жесткого диска |
Прерыванию с номером 0 соответствует адрес 0000:0000. прерыванию с номером 1 - 0000:0004 и т.д. Поэтому прерыванию от клавиатуры 09h соответствует адрес 0000:0024. т.е.в ячейке с адресом 0000:0024 хранится смещение обработчика прерывания, а в ячейке с адресом 00:00026 хранится адрес сегмента этого обработчика прерывания.
Инициализация таблицы происходит частично BIOS после тестирования аппаратуры и перед началом загрузки операционной системой, частично при загрузке DOS. DOSможет переключить на себя некоторые прерывания BIOS.
Ниже приведены назначения некоторых векторов прерываний:
3.2 Маскирование прерываний
Часто при выполнении критических участков программ, для того чтобы гарантировать определенную последовательность команд целиком приходится запрещать прерывания. Это можно сделать командой CLI. Ее нужно поместить в начало критической последовательности команд, а в конце расположить команду STI, разрешающую процессору воспринимать прерывания. Команда CLI
Запрещает только маскируемые прерывания, немаскируемые всегда обрабатываются процессором.
Если вы используете запрет прерываний с помощью команды CLI, следите за тем, чтобы прерывания не отключались на длительный период времени, т.к это может привести к нежелательным последствиям. Например будут отставать часы.
3.3 Изменение таблицы векторов прерываний
Вашей программе может потребоваться организовать обработку некоторых прерываний. Для этого программа должна переназначить вектор на свой обработчик. Это можно сделать, изменив содержимое соответствующего элемента таблицы векторов прерывания.
Очень важно не забыть перед завершением работы восстановить содержимое измененных векторов в таблице прерываний, т.к. после завершения работы программы память, которая была ей распределена, считается свободной и может быть использована для загрузки другой программы. Если вы забыли восстановить вектор и пришло прерывание, то система может разрушиться – вектор теперь указывает на область, которая может содержать что угодно.
Поэтому последовательность действий для нерезидентных программ, желающих обрабатывать прерывания, должна быть такой:
- прочитать содержимое элемента таблицы векторов прерываний для вектора с нужным вам номером
- запомнить это содержимое (адрес старого обработчика прерывания) в области данных программы;
- установить новый адрес в таблице векторов прерываний так, чтобы он соответствовал началу Вашей программы обработки прерывания;
- перед завершением работы программы прочитать из области данных адрес старого обработчика прерывания и записать его в таблицу векторов прерываний.
Кроме того, операция изменения вектора прерывания должна быть непрерывной в том смысле, что во время изменения не должно произойти прерывание с номером, для которого производится замена программы обработки. Поэтому перед заменой адреса в таблице векторов прерываний необходимо запретить все прерывания, а после замены разрешить.
3.4 Задание
Напишите программу, которая перехватывает 09h и выполняет следующие функции:
= читает Scan-код нажатой клавиши;
= анализирует введенный Scan-код:
-если введенный Scan-код - это клавиши К1, то включает звук с частотой F1 кГц и переходит к системному обработчику 09h.
-если введенный Scan-код - это клавиши К2, то выключает звук с частотой F1 кГц и переходит к системному обработчику 09h.
-если любой другой Scan-код, то вызывает системный обработчик прерывания 09h.
= выходит из программы по нажатию заданной клавиши
Рисунок 3.2 – Блок - схема основной программы