微型计算机原理与接口技术何超 第7章中断

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1、微型计算机原理与接口技术主编何超中国水利水电出版社第7章中断系统7.1中断系统基本概念7.2中断的过程7.3中断向量及其操作7.4Intel8259A可编程中断控制7.5PCI中断7.6串行中断本章学习目标本章主要讲解中断系统的基本概念、中断的过程、中断向量的设置和修改、中断主程序的编写方法和8259A可编程中断控制器、PCI中断和串行中断。通过本章的学习，应该掌握以下内容：掌握有关中断的基本概念，包括一个完整中断的各个阶段，及各阶段的操作内容，CPU响应中断的条件。掌握有关中断优先级、中断嵌套、中断屏蔽、中断向量、中断描述符（IDT）等的基本

2、概念。了解中断系统中的中断源分类，中断向量表以及中断服务程序入口地址的形成方法。掌握可编程中断控制器8259A的功能、内部结构、工作方式及初始化命令和操作命令的定义、使用方法。了解多功能接口82801BA芯片的结构和功能。了解PCI中断，PCI中断响应周期、PCI中断的共享的概念。了解串行中断，开始帧、数据帧、停止帧的概念及作用。7.1中断系统基本概念中断技术是微机系统的核心技术之一，它不但提供了DOS（操作系统）、BIOS（基本输入/输出系统）等系统调用，为程序员提供了方便，同时也为实时检测与控制提供了有效的手段。因此，中断技术是微型计算机硬

3、件接口及应用系统设计开发人员必须熟练掌握的关键技术。返回7.1.1中断的概念所谓中断，是指当计算机正在执行正常的程序时，计算机系统中的某个部分突然出现某些异常情况或特殊请求，CPU这时就中止（暂停）它正在执行的程序，而转去执行申请中断的那个设备或事件的中断服务程序，执行完这个服务程序后，再自动返回到断点执行原来中断了的正常程序。这个过程或这种功能就叫做中断。中断返回CPU响应中断中断请求主程序中断服务程序IRET↓↓7.1.2中断的作用和分类1．中断系统的作用：（1）分时处理，强化功能，提高效率；（2）故障处理；（3）实时处理2.中断的分

4、类外部中断:(1)外部硬件中断（也常称为可屏蔽中断INTR）(2)不可屏蔽中断（NMI）。(3)广义的包括系统初始化INIT(4)更广义的包括系统管理中断。内部中断:(1)由程序预先安排的中断指令（INTn）引起的中断。(2)程序性中断：3.中断源和中断类型引起中断的事件称为中断源。中断源有外部中断源和内部中断源。常见的外部中断源有：一般的外部设备，如外存、键盘、鼠标、扫描仪及打印机等；故障请求中断：内存奇偶错中断、电源故障中断、部件故障中断。这样一些同机器硬件错误有关的中断系统称为硬件故障中断。实时时钟：定时器/计数器等。常见的内部中断源有：

5、程序置中断（INTn）程序出错：也称为异常。外部中断:之一：不可屏蔽中断是从CPU的NMI引脚引入外设中断请求信号。NMI用于处理必须立即响应的外部事件或重要的外部事件，比如电源故障和存储器读数据出现奇偶错等。有以下4个特点：1）不可屏蔽中断的请求来自微处理器的NMI引脚，而不是INTR引脚。2）对NMI输入的响应不受IF标志位的影响，不可屏蔽。3）NMI由0跳变到1以后要维持至少4个连续的处理器时钟周期的高电平，否则该中断不能被识别；而且当NMI由1转变到0后，又要维持至少4个连续的处理器时钟周期的低电平，否则新的NMI请求不能被识别。4）N

6、MI中断的类型号固定为2，当前指令执行一结束，就立即转到类型号2指定的入口地址开始执行。CPUNMI1IF0不受IF影响响应中断退出中断中断请求信号NMI中断类型号固定为2外部中断:之二：可屏蔽中断INTR类型号为08~0FH，是BIOS调用的一部分可屏蔽中断（INTR）是指从CPU的INTR引脚引入的外设中断请求信号，受中断允许标志IF的控制。当IF=1时，中断被响应；当IF=0时，中断被禁止（屏蔽）。CPUNMI1IF0INTR内部中断1）由程序预先安排的中断指令（INTn）引起的中断。由程序预先安排的中断指令（INTn，n=10~FFH）

7、引起的中断，又称为软件中断）。INTn是使用非常广泛的软件中断指令，在指令的第2字节给出指令指定的中断类型号。在BIOS以及DOS操作系统中就提供了不少这样的功能调用，如DOS调用（n=20~3FH）和BIOS调用的一部分（n=0FH~1FH，另一部分是08~0FH是外部可屏蔽中断（INTR））。这些软件中断指令在执行时，不需要中断识别总线周期，它们的中断类型是固定的，可以立即启动相应的中断处理程序。内部中断：（2）程序性中断——异常。由于CPU的运算错误而引起的程序算法上的差错，程序在运行过程中有可能出现各种错误。如定点溢出、浮点溢出、非法除

8、数（如零作除数等）、地址越界（指令中的操作数地址或程序计数器PC越出该程序的地址空间）、非法操作码（程序运行过程中出现未定义的操作码或在目态下执行了管