Z-80 中斷結構

我們知道 Intel 8085 有五個中斷引腳（TRAP、RST7.5、RST6.5、RST6.5 和 INTR），但 Zilog Z-80 只有兩個中斷引腳，即 NMI 和 INT。但與 8085 相比，它具有更優越的中斷結構。

INT 中斷

它是一個低電平有效的，電平觸發的輸入中斷。它是可遮蔽的，並且可以使用 **DI** 指令將其停用。當中斷引腳被停用時，如果 IO 裝置使能了 INT 引腳，Z-80 將不會被中斷。即使在復位後，它也會被停用。因此，如果我們希望 MPU 被該引腳中斷，則程式中必須有 **EI** 指令。

有三種中斷模式，在使用 INT 引腳中斷後，會發生不同的操作。這些模式是模式 0、模式 1 和模式 2。

中斷模式 0 (IM 0)

它是 Z-80 的一條 2 位元組指令。操作碼為 **ED 46H**。執行此指令後，INT 輸入將表現得像 IM 0。這是復位後的預設模式。

此模式類似於 8085 的 INTR。因此，它是非向量中斷。MPU 啟用 **IORQ** 和 M1 來響應中斷。

因此，在 IM 0 中 INT 的流程（假設 NMI 未啟用，並且已執行 EI 指令以使能中斷系統）如下：

• 它完成當前指令，然後使能 INT，使能 M1，以及
• 從外設接收 RST 或 CALL 指令
• 停用中斷系統
• 將程式計數器值壓入堆疊
• 跳轉到由外設指示的 ISS（中斷服務子程式）。

因此，以下是 8085 和 Z-80 ISS 結構的示例

中斷模式 1 (IM 1)

它是 Z-80 的一條 2 位元組指令。操作碼為 **ED 56H**。執行此指令後，INT 輸入將表現得像 IM 1。此模式類似於 8085 MPU 的 RST 7.5、6.5 和 5.5。此模式下的中斷是向量中斷。

在此模式下，IORQ 和 M1 不處於活動狀態。CPU 自動停用中斷系統，因此我們不需要顯式使用 **DI** 指令。CPU 將程式計數器 (PC) 值儲存到堆疊頂部，並跳轉到位置 0038H。

在 Z-80 套件中，如果 0038H 位於監視器程式部分，則必須有一個無條件跳轉語句跳轉到實際的子程式部分。

中斷模式 2 (IM 2)

Z-80 的另一條 2 位元組指令是 **ED 5EH**。執行此指令後，INT 輸入將表現得像 IM 2。這是一種特殊模式；此模式不存在於 8085 MPU 中。此模式的主要特點是系統中最多可以存在 128 箇中斷源。在這些源中，每個源都可以向 CPU 傳送唯一的 1 位元組地址以同時啟用 IORQ 和 M1。因此，根據地址，它可以跳轉到不同的 128 個服務例程。

因此，我們可以總結 IM 2 中的步驟：

• 完成當前指令執行

• 啟用 IORQ 和 M1

• 從外設獲取 1 位元組地址，並將此地址視為地址指標的最低有效位元組，同時將最低有效位設定為 0。I 暫存器的內容被視為最高有效位元組。

• 停用中斷系統

• 將程式計數器值儲存到堆疊頂部。

• 跳轉到地址指標指向的中斷服務子程式。

NMI 中斷

NMI 代表非遮蔽中斷。它是一個負邊沿觸發的輸入中斷。它比 INT 具有更高的優先順序。此中斷是非遮蔽的，也是向量中斷。它非常類似於 8085 的 TRAP。當生成此中斷時，它會跳轉到記憶體位置 0066H。與 TRAP 一樣，NMI 用於高優先順序條件，例如電源故障等。從 NMI 服務例程返回後，系統將恢復到之前已啟用或已停用狀態。

因此，我們可以總結 NMI 的步驟：

• 完成當前指令執行
• 停用中斷系統
• 將程式計數器值儲存到堆疊頂部
• 跳轉到位置 0066H

在 Z-80 套件中，如果 0066H 位於監視器程式部分，則必須有一個無條件跳轉語句跳轉到實際的子程式部分。NMI 服務例程將包含以下步驟：

• 將所有暫存器內容儲存到堆疊頂部
• 執行滿足中斷裝置所需的動作
• 從堆疊頂部彈出所有暫存器內容
• 使用 RETN 指令返回主程式。

使用 RETN（從 NMI 中斷返回），程式計數器值將從堆疊頂部恢復以返回主程式，並返回到中斷啟用/停用狀態的舊值。

Arjun Thakur

更新於：2019 年 7 月 30 日

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