Z-80 中断结构

我们知道 Intel 8085 有五个中断引脚（TRAP、RST7.5、RST6.5、RST6.5 和 INTR），但 Zilog Z-80 只有两个中断引脚，即 NMI 和 INT。但与 8085 相比，它具有更优越的中断结构。

INT 中断

它是一个低电平有效的，电平触发的输入中断。它是可屏蔽的，并且可以使用 **DI** 指令将其禁用。当中断引脚被禁用时，如果 IO 设备使能了 INT 引脚，Z-80 将不会被中断。即使在复位后，它也会被禁用。因此，如果我们希望 MPU 被该引脚中断，则程序中必须有 **EI** 指令。

有三种中断模式，在使用 INT 引脚中断后，会发生不同的操作。这些模式是模式 0、模式 1 和模式 2。

中断模式 0 (IM 0)

它是 Z-80 的一条 2 字节指令。操作码为 **ED 46H**。执行此指令后，INT 输入将表现得像 IM 0。这是复位后的默认模式。

此模式类似于 8085 的 INTR。因此，它是非向量中断。MPU 激活 **IORQ** 和 M1 来响应中断。

因此，在 IM 0 中 INT 的流程（假设 NMI 未激活，并且已执行 EI 指令以使能中断系统）如下：

• 它完成当前指令，然后使能 INT，使能 M1，以及
• 从外设接收 RST 或 CALL 指令
• 禁用中断系统
• 将程序计数器值压入堆栈
• 跳转到由外设指示的 ISS（中断服务子程序）。

因此，以下是 8085 和 Z-80 ISS 结构的示例

中断模式 1 (IM 1)

它是 Z-80 的一条 2 字节指令。操作码为 **ED 56H**。执行此指令后，INT 输入将表现得像 IM 1。此模式类似于 8085 MPU 的 RST 7.5、6.5 和 5.5。此模式下的中断是向量中断。

在此模式下，IORQ 和 M1 不处于活动状态。CPU 自动禁用中断系统，因此我们不需要显式使用 **DI** 指令。CPU 将程序计数器 (PC) 值存储到堆栈顶部，并跳转到位置 0038H。

在 Z-80 套件中，如果 0038H 位于监视器程序部分，则必须有一个无条件跳转语句跳转到实际的子程序部分。

中断模式 2 (IM 2)

Z-80 的另一条 2 字节指令是 **ED 5EH**。执行此指令后，INT 输入将表现得像 IM 2。这是一种特殊模式；此模式不存在于 8085 MPU 中。此模式的主要特点是系统中最多可以存在 128 个中断源。在这些源中，每个源都可以向 CPU 发送唯一的 1 字节地址以同时激活 IORQ 和 M1。因此，根据地址，它可以跳转到不同的 128 个服务例程。

因此，我们可以总结 IM 2 中的步骤：

• 完成当前指令执行

• 激活 IORQ 和 M1

• 从外设获取 1 字节地址，并将此地址视为地址指针的最低有效字节，同时将最低有效位设置为 0。I 寄存器的内容被视为最高有效字节。

• 禁用中断系统

• 将程序计数器值保存到堆栈顶部。

• 跳转到地址指针指向的中断服务子程序。

NMI 中断

NMI 代表非屏蔽中断。它是一个负边沿触发的输入中断。它比 INT 具有更高的优先级。此中断是非屏蔽的，也是向量中断。它非常类似于 8085 的 TRAP。当生成此中断时，它会跳转到内存位置 0066H。与 TRAP 一样，NMI 用于高优先级条件，例如电源故障等。从 NMI 服务例程返回后，系统将恢复到之前已启用或已禁用状态。

因此，我们可以总结 NMI 的步骤：

• 完成当前指令执行
• 禁用中断系统
• 将程序计数器值存储到堆栈顶部
• 跳转到位置 0066H

在 Z-80 套件中，如果 0066H 位于监视器程序部分，则必须有一个无条件跳转语句跳转到实际的子程序部分。NMI 服务例程将包含以下步骤：

• 将所有寄存器内容保存到堆栈顶部
• 执行满足中断设备所需的动作
• 从堆栈顶部弹出所有寄存器内容
• 使用 RETN 指令返回主程序。

使用 RETN（从 NMI 中断返回），程序计数器值将从堆栈顶部恢复以返回主程序，并返回到中断启用/禁用状态的旧值。

Arjun Thakur

更新于：2019 年 7 月 30 日

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