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一、外设连接基础（8086 体系）

1. 外设与 CPU 的连接方式

CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与外设交互，核心方式有两种：

• 端口映射（I/O 映射）：外设占用独立的 I/O 地址空间（8086 为 0000H~FFFFH），通过IN/OUT指令访问；
• 内存映射：外设寄存器映射到内存地址，通过内存访问指令（MOV）操作。

8086 中主流采用端口映射，例如：

• 输入指令：IN AL, 端口号（8 位端口）、IN AX, 端口号（16 位端口）；
• 输出指令：OUT 端口号, AL（8 位）、OUT 端口号, AX（16 位）。

2. 外设的编址方式

二、中断机制核心

中断是外设主动向 CPU 发起的 “请求”，让 CPU 暂停当前程序，优先处理外设任务（如键盘输入、串口数据接收）。

1. 中断分类（8086）

2. 中断向量表（IVT）

8086 在内存 00000H~003FFH（共 1KB）建立中断向量表，每个中断占 4 字节（2 字节偏移 + 2 字节段地址），对应中断号 0~255。

中断号 n 的向量地址：n × 4（偏移）、n × 4 + 2（段地址）。

3. 外部中断处理流程

1. 外设向 CPU 发送INTR（可屏蔽中断）或NMI（不可屏蔽中断）信号；
2. CPU 响应INTR需满足：IF=1（开中断）、当前指令执行完毕；
3. CPU 读取中断类型号 n；
4. 保护现场：压栈 FLAGS、CS、IP；
5. 关中断（IF=0），防止嵌套；
6. 从 IVT 读取中断服务程序（ISR）的段地址和偏移（IP）=(N*4)，CS=（n*4+2），跳转到 ISR；
7. ISR 执行：处理外设请求、恢复现场；
8. 开中断（STI），执行IRET（恢复 FLAGS、CS、IP），返回原程序。

8086CPU，PC机键盘的处理过程

8086CPU 对 PC 机键盘的处理是一个从硬件触发到软件解析的分层过程，核心依赖扫描码生成、9 号硬件中断响应、BIOS 中断处理和缓冲区管理四大环节，最终将键盘输入转化为程序可识别的 ASCII 码或控制信号。

一、扫描码的生成与传输

键盘内部的扫描芯片会实时检测按键的按下 / 松开状态，生成扫描码（1 字节）并通过 I/O 端口60H传输给 8086CPU。

• 通码：按键按下时生成，最高位为 0（如按下A键的通码是1EH）。
• 断码：按键松开时生成，最高位为 1（如松开A键的断码是9EH，由通码1EH | 0x80得到）。
• 扫描码通过键盘控制器写入 8086 的60H端口后，键盘会向 CPU 发送9 号可屏蔽中断请求，触发后续处理。

二、9 号硬件中断的响应与处理

8086CPU 通过中断向量表找到 9 号中断的服务程序入口，执行键盘中断处理逻辑，步骤如下：

1. 中断响应条件：CPU 的中断标志位IF=1（开中断），否则忽略中断请求。
2. 保存现场：CPU 自动保存当前CS、IP、FLAGS寄存器值到栈中，保护程序执行上下文。
3. 读取扫描码：中断服务程序从60H端口读取扫描码，区分通码 / 断码。
4. 键盘应答：向61H端口写入控制信号，告知键盘已接收扫描码（先置最高位为 1，再复位为 0）。
5. 扫描码转 ASCII 码：通过 BIOS 内置的扫描码 - ASCII 码映射表（如scantab），将字符键的扫描码转换为 ASCII 码；功能键（如 Shift、Ctrl）则更新键盘状态字（存储在40:17H内存单元）。

三、BIOS 键盘缓冲区的管理

8086 将处理后的键盘数据存入BIOS 键盘缓冲区（位于40:1EH，共 15 个输入项，每项 2 字节）：

• 高位字节存储扫描码，低位字节存储 ASCII 码。
• 缓冲区采用循环队列结构，通过bufpt1（读指针）和bufpt2（写指针）管理读写，满时丢弃新输入，空时等待按键。

四、应用程序读取键盘输入

程序通过BIOS 16H 中断或DOS 21H 中断从缓冲区读取输入，常见方式：

1. BIOS 16H 中断（00H 号功能）：阻塞等待按键，返回时AL=ASCII码，AH=扫描码。

   asm

• mov ah, 00H int 16H ; AL=字符，AH=扫描码

• DOS 21H 中断（07H/08H 号功能）：读取字符但不回显，08H 还会检测 Ctrl+C。
• 直接访问缓冲区：通过操作40:1EH的缓冲区指针，直接读取未处理的键盘数据。