第五章中断系统

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1、第五章中断系统中断的基本概念8086/8088的中断系统可编程中断控制器8259A8259A在微机系统中的应用退出8/14/20211第一节中断的基本概念一CPU与外设之间的数据传送控制方式(即I/O控制方式)，通常有以下三种：程序控制方式中断方式DMA方式(DirectMemoryAccess)程序控制方式：是在CPU的控制下，通过执行程序指令进行的数据传送方式。又分为“无条件传送”和“程序查询传送”两种方式。8/14/20212长江大学地物学院程序控制方式无条件传送方式：是在假定外围设备(Per

2、ipheralDevice)已经准备好的情况下，直接利用输入/输出指令(IN指令，OUT指令)与外围设备传送数据，而不去检测外设的工作状态。优点：控制程序简单缺点：数据传送不可靠程序查询方式(也称“条件传送”方式)主要特点：CPU通过执行程序不断读取并检测外设的状态，只有在外设确实已准备就绪的情况下，才进行数据传送；否则，还要继续不断地查询外设的状态。8/14/20213长江大学地物学院程序控制方式查询式输入、输出程序流程图读取状态信息准备好？输入数据是否读取状态信息忙？输出数据否是8/14/202

3、14长江大学地物学院程序控制方式程序查询传送方式比无条件传送方式要准确可靠，但在此种方式下，CPU要不断查询外设的状态，占用了大量CPU时间，而真正用于数据传送的时间却很少，即CPU的工作效率很低；另外，采用这种方式，也很难满足实时系统对I/O处理的要求。因此，出现了中断控制方式。8/14/20215长江大学地物学院二中断方式中断定义：在程序运行中，出现了某种紧急事件，CPU必须中止现行程序，转去处理此紧急事件(执行中断服务程序)，并在处理完毕后再返回运行程序的过程。中断的全过程及有关概念：一个完整

4、的中断过程包括：中断请求；中断判优；中断响应；中断处理；中断返回.8/14/20216长江大学地物学院二中断方式中断请求是指中断源(引起中断的事件或设备)向CPU发出的请求中断的要求；中断判优当有多个中断源发出中断请求时，需要通过适当的办法(软件的；硬件的；软、硬件结合的)决定究竟先处理哪个中断请求，这就是“中断判优”；中断响应是指CPU中止现行程序转至中断服务程序的过程；中断处理就是指CPU执行中断服务程序；执行完中断服务程序后，返回到原先被中断的程序称为“中断返回”。为了能正确返回到原来程序被中

5、断的地方(也称断点－即主程序中当前指令下面一条指令的地址)，在中断服务程序的最后应专门放置一条中断返回指令。另外，为了使主程序在返回后仍能从断点处继续执行，还需要在中断服务程序的开头－保护现场(通过PUSH指令实现)，在中断服务程序的末尾－恢复现场(通过POP指令实现)。8/14/20217长江大学地物学院三中断响应和处理过程对于不同的中断类型(如可屏蔽中断、不可屏蔽中断；外部中断、内部中断…)，处理器(CPU)进行响应和处理的具体过程并不完全相同；另外，就是对同一种中断类型(如可屏蔽中断)，不同的

6、处理器(如Z80，80X86)进行响应和处理的过程也不尽相同。8/14/20218长江大学地物学院三中断响应和处理过程中断一般由硬件(处理器内部)和软件(由程序设计者编写的中断服务程序)共同完成，即整个中断响应和处理过程是由CPU内部的有关硬件和中断处理软件密切配合完成的。针对一个具体的系统(机型)，中断服务程序设计者应该清楚在中断响应时，“硬件”完成了哪些操作(如FR是否已被压入堆栈)，还需要“软件”(中断服务程序)完成哪些操作。8/14/20219长江大学地物学院四中断优先级和中断嵌套1.中断优

7、先级(Priority)的解决方法系统中多个中断请求可能同时出现，CPU只能按一定的次序(优先级策略)予以响应和处理，这个响应的次序称为中断优先级。一般的方法有：软件查询法(需要少量硬件)菊花链(daisychain)优先级排队电路可编程中断控制器(如8259)8/14/202110长江大学地物学院(1)软件查询法把各个外设的中断请求信号“相或”，产生一个总的INT信号当CPU响应中断后，进入中断处理程序，在中断处理程序的开始部分安排一段带有优先级的查询程序。优点：省硬件缺点：中断响应慢01267I

8、NT磁盘磁带CRT键盘打印“或”端口号＝XXH8/14/202111长江大学地物学院(2)菊花链优先级排队电路*中断请求INT1INT2INT3CPUINTR接口设备3接口设备2接口设备1菊花链逻辑电路中断回答集电极开路门(OC门)INT1+INT2+INT3+5V8/14/202112长江大学地物学院(2)菊花链优先级排队电路INTAINTRINTA中断请求INTR=INT1+INT2+INT3当INTA信号沿菊花链行进时，最靠近CPU并发出INT请求的接口将首先拦