第7章 中断及中断控制器.doc

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1、第7章中断及中断控制器本章学习要点●中断技术概述、8086的中断类型●中断优先权及其管理、中断矢量●中断处理过程●可编程中断控制器8259A及其应用7-1本章知识重点7-1-1中断技术的基本概念1．中断的概念所谓“中断”是指CPU在正常执行程序时，由于内部／外部事件或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序，转而去执行请求CPU为其服务的服务程序，待该服务程序执行完毕，又能自动返回到被中断的程序继续执行。2．中断源能引起中断的外部设备或内部原因称为中断源。按照与CPU的位置关系可分为内部中断和外部中断。内部中断是CPU在处理某些特殊事件时所引起或通过内部逻辑电路自己去调用的中断。外部

2、中断是由于外部设备要求数据输入／输出操作时请求CPU为之服务的一种中断。通常中断源有以下几种：(1)一般的输入／输出设备，如键盘、打印机等。(2)实时时钟。(3)故障源。(4)软件中断。3．中断源识别识别中断源通常有两种方法：查询中断和矢量中断。(1)查询中断：就是用软件查询的方法确定中断源。当CPU收到中断请求信号时，通过执行一段查询程序，从多个可能的外设中查询申请中断的外设。(2)矢量中断：又称向量中断。每个中断源预先指定一个矢量标志，要求外设在提出中断请求的同时，提供该中断矢量标志。当CPU响应某个中断源的中断请求时，控制逻辑就将该中断源的矢量标志送入CPU，CPU根据矢量标志自动

3、找到相应的中断服务程序入口地址，转入中断服务。这种中断源识别方法比查询中断要快很多。4．中断技术的优点(1)同步操作：中断方式不仅可以实现CPU和外设之问的并行工作，而且CPU可命令多个外设同时工作，这大大提高rCPU的利用率，也加快了输A．／输出的速度。(2)实现实时处理：利用中断技术可以及时处理随机输入到微型计算机的各种参数和信息，使微型计算机具备实时处理与控制的能力。(3)故障处理：CPU可以就根据故障源发出的中断请求，立即去执行相应的故障处理程序，自行处理故障而不必停机，因此提高了微型计算机工作的可靠性。7-1-2中断系统1．中断系统的功能(1)能实现中断响应、中断服务和中断返回

4、。当某个中断源发出中断请求n,J，CPU可决定是否响应这个中断请求。如果CPU正在执行更紧急、更重要的工作时，可以暂不响应中断。若允许响应这个中断请求，则CPU必须在执行完现行指令后，保护断点和现场，即把断点处的IP和CS值、各寄存器的内容与标志位的状态压入堆栈，然后再转去执行相应的中断服务程序，同时清除中断请求信号。当中断服务程序执行完毕后，再恢复现场和断点，使CPU返回主程序继续执行，至此CPU的一次中断过程结束。其过程如图7．1所示。图7.1中断的过程（2）能实现中断优先权排队在中断系统中，CPU一般要根据各中断请求的轻重缓急分别处理，即给每个中断源确定一个中断优先级别——中断优先

5、权，系统能够自动地对它们进行排队判优，保证首先处理优先级别高的中断请求，待级别高的中断请求处理完毕后，再响应级别较低的中断请求。(3)能实现中断嵌套当CPU响应某一中断请求，并为其服务时，若有优先权更高的中断源发出中断请求，则要求CPU能打断正在执行的中断服务程序，响应更高级别的中断请求。在高级别中断请求处理完后，再返回被打断的中断服务程序继续执行，即实现中断嵌套。CPU允许高优先级中断请求可以打断低优先级中断服务，使CPU对于急需处理的事件立即作出响应。2．中断类型8086采用了矢量型的中断结构，共有256个中断矢量号，又称中断类型号。按照与CPU的相对位置关系分为外部中断和内部中断。

6、内部中断也称软件中断，是由处理器检测到异常情况或执行软件中断指令所引起的一种中断。通常有除法出错中断、INTO溢出中断、INTn中断、断点中断和单步中断等。外部中断也称硬件中断，是由CPU的外部中断请求信号触发的一种中断，分为不可屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR。3．内部中断(1)除法出错中断：在执行除法指令DIV或IDⅣ时，若发现除数为0或商超过了目的寄存器所能表达的范围，则CPU会立即产生一个中断类型码为0的内部中断。(2)INTO溢出中断：若上一条指令执行的结果使溢出标志位OF=I，则执行中断指令INTO时，将引起中断类型码为4的内部中断。(3)INTn指令：8086CPU执行一

7、条INTn中断指令，就会发生一次中断，其中n为中断类型码(范围为0～255)。(4)断点中断：8086CPU执行单字节中断指令INT3，就产生一个中断类型码为3的内部中断，它主要用于程序调试。(5)单步中断：当标志寄存器中的TF标志位为1时，CPU就处于单步工作方式。这时CPU在每条指令执行完后自动产生中断类型码为l的内部中断，作为中断处理过程的一部分，CPU将自动把标志寄存器的内容和断点压入堆栈保存起来，然后将TF和Ⅲ清零。4．内