扩充TRS—80(Ⅰ)中断功能的一种简单方法.docx

扩充TRS—80(Ⅰ)中断功能的一种简单方法
TRS-80是1977年由TandyCorporation所推出的一台小型家用电脑。其编程语言是BASIC，因此用户可以自行编写程序进行各种操作。TRS-80的处理器采用了ZilogZ80，同时也拥有了中断机制。但是，这样的中断功能并不完善，因此本文将介绍一种简单的方法来扩充TRS-80的中断功能。
一、TRS-80中断功能的现状
TRS-80中的中断功能主要由两个信号完成：INTR和NMI。INTR（InterruptRequest）信号是由器件发起的中断请求信号，可以在执行完当前指令后被CPU中断。NMI（Non-maskableInterrupt）信号是一个紧急中断请求信号，在INTR信号无法满足中断需求时被使用。由于NMI信号拥有更高的优先级，因此在发生NMI中断时就会立即响应。
这样的中断功能在当时的TRS-80中具有一定的优越性，但是不足以满足所有中断需求。具体来说，其不足之处包括：
1.中断信号数量有限。
TRS-80只能通过INTR和NMI两个信号来触发中断。而对于一些需要进行多路中断控制的设备，如磁盘控制器、音频控制器等，这两个信号远远不够用。
2.中断响应时间不稳定。
在处理中断时，CPU需要对当前指令进行保存，并跳转到中断服务程序。如果中断的响应时间过长，就会导致当前指令及其后面的指令被强制中断，从而影响计算机的运行效率。
3.中断服务程序的编写难度较大。
由于需要手动管理中断服务程序的保存和还原，编写中断服务程序需要一定的经验和技巧，并且容易出现错误。
因此，需要对TRS-80的中断功能进行扩充，以满足更多的中断需求。
二、扩充TRS-80中断功能的方法
为了解决上述问题，本文提出一种简单的扩充TRS-80中断功能的方法：通过一个中断控制芯片来实现多路中断控制，并使用一块RAM来存储中断服务程序。这种方法可以简化中断服务程序的编写，提高中断响应效率，同时支持更多的中断设备。
1.中断控制芯片
中断控制芯片是一种专门用来控制中断的器件。它可以接受多个中断信号，并决定哪一个信号最先得到处理。当中断请求被接受后，中断控制芯片会发出一个新的中断信号，通知CPU进入中断服务程序，同时还会向其他设备发送处理结束信号。
由于中断控制芯片的存在，可以实现对多个中断设备的直接控制，并且可以灵活地调整各个设备的中断优先级。这样就解决了中断信号数量有限、中断响应时间不稳定等问题。
2.中断服务程序存储
由于中断服务程序需要在中断请求时立即执行，因此存储中断服务程序的速度必须足够快。为此，可以使用一块高速RAM来存储中断服务程序。在中断请求到来时，CPU可以直接跳转到RAM中存储的中断服务程序，完成中断处理后再跳回原来的程序。
相比于手动管理中断服务程序，这种方法可以更加方便，同时也提高了中断响应速度。
三、实现步骤
实现扩充TRS-80中断功能的步骤如下：
1.添加中断控制芯片
选取一款合适的中断控制芯片，如Intel的8259A。将其与TRS-80的CPU通过总线连接，并根据需要对中断线进行扩展。
2.添加RAM
选取一块高速RAM，并与中断控制芯片和CPU进行连接。其中，中断控制芯片可以通过指令对RAM进行读写，而CPU则可以直接跳转到RAM中执行指令。
3.编写中断服务程序
将需要处理的中断设备与中断控制芯片进行连接，同时为每个设备设置中断优先级。然后编写中断服务程序，并将其存储到RAM中。
4.测试
测试整个系统的中断响应效率和可靠性。
四、结论
通过添加中断控制芯片和RAM，可以在TRS-80中扩充中断功能，实现对多个中断设备的直接控制，并提高中断响应速度和效率。这种方法虽然需要进行硬件改造和编写中断服务程序，但是可以提高TRS-80中断功能的可用性和可靠性。
同时，这种方法并不仅限于TRS-80，也可以应用于其他计算机系统中，以满足更加复杂和多样化的中断需求。