第8章 中断技术(清晰版)

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1、中断技术中断是计算机中一个重要且实用的技术。采用中断技术主要为解决两个问题:1.在输入输出过程中,解决快速的CPU与慢速的外设之间速度不匹配的问题，实现CPU与外设备并行工作,提高CPU的利用率。2.确保CPU在运行过程中具有实时响应和处理随机事件的能力。教学要求理解：1）中断、中断源、中断向量、中断过程；2）8086中断系统结构、中断类型码、中断过程；3）8259A的功能、编程及使用方法；掌握：1）8086中断方式及中断入口地址形成方式；2）8086中断处理过程；3）8259A的初始化方法；第8章中断8.1概述8.28086中断系统8.3可编程中断控制器82

2、59A8.1概述8.1.1中断的基本概念8.1.2中断处理过程8.1.3中断优先级与中断嵌套CPU在正常执行程序的过程中，由于某些事件(外部或内部)发生，引起CPU暂时中止当前程序的执行，而转去执行一段特殊程序（称中断服务子程序），以处理该事件。该事件处理完后，再返回原被中断的程序继续执行。一.中断CPU执行程序事件发生中断服务子程序中断响应中断返回继续执行K:DK:︿处理事件﹀8.1.1中断的基本概念断点正在看书电话铃响接电话继续看书执行程序事件发生事件处理继续执行程序生活场景中的中断计算机中的中断对比8.1.1中断的基本概念一、中断中断源：能够向CPU发出

3、中断请求的设备或事件。一般的输入/输出设备，如显示器、打印机、键盘等。数据通道中断源，如磁盘直接与内存交换数据所要求的中断。实时时钟计算机内部故障引起的中断，如电源掉电、运算结果溢出、存储出错等。在程序调试过程中由程序员所设置的中断。如单步中断、软中断指令INTn等。8.1.1中断的基本概念二、中断源8.1.2中断处理过程中断请求响应中断断点保护识别中断源中断服务现场恢复中断返回（断点恢复）中断过程由硬件和软件共同实现的。现场保护1、中断请求中断源希望CPU对它服务时，就产生一个中断请求信号，送至CPU的中断请求输入端（INTR、NMI），通知CPU，形成对C

4、PU的中断请求。8086CPUINTRINTAI/O接口键盘中断请求信号示例键盘中断产生的中断请求NMI中断请求信号应被有效地记录（设置中断请求触发器）；一旦CPU对中断源的请求提供了服务（响应中断），中断请求信号应及时撤销。CPU在每条指令执行的最后一个时钟周期检测有无中断请求，若CPU接受中断请求，就会中止当前程序的执行，转向中断服务程序执行。2、响应中断对键盘等外设的中断请求，在满足一定响应条件（三个条件，P246）下，CPU才可响应其中断请求。——响应中断CPU响应中断的三个条件：中断请求触发器置“1”中断屏蔽触发器处于“非屏蔽”状态CPU内部是中断开

5、放的（中断允许触发器IF为“1”）IF清0，禁止接受其他的中断请求3、关中断4、保护断点断点地址标志寄存器内容硬件自动进行压入堆栈为使中断服务结束后，CPU能返回被中断程序的断点处继续执行，需对被中断程序的断点进行保护。IPLIPHCSLCSHFLAGLFLAGHSP断点地址标志寄存器内容CPU执行程序事件发生中断处理子程序中断响应中断返回继续执行K:DK:︿处理事件﹀断点堆栈5、识别中断源CPU确定是哪一个中断源提出中断请求，找到相应中断服务程序的入口。识别中断源的方法：软件查询法向量中断法（8086中断系统采用）对多个中断源进行编码（如8086中断源编码0

6、－255），以此编码作为中断源识别的标志。6、保护现场现场信息（被中断程序有关寄存器内容）压入堆栈在中断服务程序编程实现（使用PUSH指令）PUSHAXPUSHBXPUSHCXIPLIPHCSLCSHFLAGLFLAGHSPAXBXCX断点地址标志寄存器内容现场信息7、中断服务——执行中断服务程序（中断处理的核心）中断源不同，中断服务的内容也不同。例如，键盘中断服务程序：CPU从键盘接口取得输入的数据（即按下键所对应字符的ASCII码）8.1.3中断优先级与中断嵌套一、中断优先级二、中断嵌套一、中断优先级多个中断源同时产生中断请求，而CPU每次只能响应一个中断

7、源的请求，那么CPU究竟应先响应哪一个中断请求呢？——根据各中断源工作性质的轻、重、缓、急，安排一个响应各类中断的先后次序（优先级排队）。CPU先响应优先级高的中断请求，而后再响应优先级低的中断请求。目的：保证CPU有序地为各中断源服务。确定中断优先级的方法软件查询：如顺序查询硬件排队：如菊花链电路、中断优先级控制器PIC（如8259A）例如8086系统各外设产生的中断请求由8259A进行优先级排队。一、中断优先级二、中断嵌套主程序n中断A服务程序m中断源A请求中断源B请求中断B服务程序IRET中断返回m＋1IRET中断返回n+1断点断点当CPU响应优先级较低

8、的中断服务程序时，允许响应比它优先级高