《中断技术》PPT课件

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1、浙江工业大学计算机学院1内容回顾DMA传输基本概念DMA的传送过程、传送方式和操作类型。DMA控制器8237A8237A的内部结构和外部引脚。8237A的内部寄存器（10种）及其地址分配。8237A的编程步骤和工作时序。PC中的DMA应用DMA系统的组成。单片DMA系统和双片DMA系统。DMA系统的应用实例。23第五章中断技术8259A的应用举例48086/8088微机中断系统28259A可编程中断控制器3PC机中的中断应用5中断技术概述1中断方式下，CPU无需完全服务于某个外设，效率高。当出现某些异常或某外设有请求时，CPU暂停正在执行的程序，转去执行某一特定的程序，执行完后再返回

2、原来的程序处继续执行。5.1中断技术概述4中断指CPU正在执行某程序的过程中，由于出现了某些异常或外设提出了某种请求，CPU暂停当前程序，转去处理异常或外设请求的程序，执行完后再返回原来被终止的程序处继续执行。该过程称为中断。主程序未发生中断时，CPU正在执行的程序称为主程序。5(1)中断的常用术语中断服务程序ISR处理中断事件的程序，又称中断子程序。不同的中断对应不同的ISR。断点中断时，主程序中被终止指令的下一条指令的地址。CPU转去执行ISR时，断点被压入栈中进行保护；ISR执行完毕后，CPU通过出栈操作从栈顶获得中断断点，确保能返回到主程序处继续执行。6中断源引起中断的事件或

3、设备。内部中断：在CPU的内部产生。例：CPU执行程序时遇到的特殊情况，如：除法错。外部中断：在CPU的外部产生。例：外设提出的中断，如电源故障。中断类型号微机系统中有多个中断源。为便于区分，为每个中断源分配一个编号，即中断类型号。7中断接口当中断源向CPU发中断请求时，需由一个电路来进行管理，如：接收中断请求、屏蔽/打开中断请求、中断优先级排队、中断嵌套和中断结束等。实现中断管理的逻辑电路称为中断接口。本章使用8259A可编程中断控制器对系统的中断进行管理。8中断识别指CPU确定哪一个中断源发出中断请求的过程。目的：最终形成该中断源所对应的中断服务程序的入口地址，实现程序的转移。中

4、断识别的2种方法：查询法：采用软件或硬件查询技术来确定发出中断请求的中断源。硬件法：由可编程中断控制器来提供中断类型号。9中断向量和中断向量表中断向量：指中断服务程序的入口地址。每个ISR都有一个确定的入口地址。入口地址=段基址CS：偏移地址IP，共4个字节。中断向量表：将系统中所有的中断向量集中起来，按中断类型号从小到大的顺序存放在内存某区域。该存储区域称为中断向量表。PC机中共有256个中断（0~255），每个中断向量占4个字节，共占1KB的存储区域。用0000~03FFH的内存单元存储中断向量表。1011从中断源请求中断到完成ISR后返回主程序的过程，称为中断过程。包含4个阶段

5、。中断源请求中断外设发出中断请求时，中断接口电路需设置中断请求触发器，保持外设的中断请求信号，直到CPU响应该中断后才清除它。中断接口电路应设置中断屏蔽寄存器，CPU可通过对其进行设置，使得某些中断源的中断请求不能提交到CPU。12(2)中断过程中断判优由于同一时刻可能会有多个中断源同时请求中断服务，因此接口电路需对这些中断源进行优先级判别和优先级排队。这个过程称为中断判优。CPU按照优先级的高低顺序来响应中断。13中断响应收到中断请求后，若CPU满足响应条件，则进入中断响应周期。CPU响应中断的条件：CPU当前指令执行结束。没有更高级的中断请求在执行。CPU处于开中断状态(IF=1

6、)。可用指令改变IF的状态：STI开中断；CLI关中断。1415中断响应及处理过程示意图中断响应周期需完成的操作(CPU硬件自动完成)清IF和TF单步陷阱标志，以免在响应过程中被新的中断源中断，破坏了当前中断处理的现场。将标志寄存器FLGAS和中断断点(CS:IP)压栈保存。查找中断向量表，获得ISR的入口地址，转去执行ISR。中断服务CPU转入ISR后，需做以下几件事情：保护现场：ISR将要用到的寄存器压栈，以免其数据破坏。开中断：以便在执行ISR时，能响应更高级的中断请求。中断处理：处理中断请求所要求的操作。关中断：保证在恢复现场时不被新的中断打断。恢复现场：在ISR结束前，执行

7、出栈操作，恢复各寄存器的内容，以便主程序正确执行。开中断：保证返回主程序后仍能响应中断。中断返回：ISR的最后一条指令为IRET，它将IP、CS和FLAGS的内容依次弹出，以便恢复到主程序的断点处。16中断管理包括中断源识别、优先级排队和中断嵌套。中断源识别PC机内有多个中断源，CPU收到中断请求后，需识别是哪一个中断源发出了中断请求信号，以便执行相应的中断服务程序。中断源识别的两种方法：软件查询：CPU逐个查询各中断源的状态，从而确定是哪个设备发出了中断