微机接口技术 第3章 微机系统的中断系统

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1、第3章微机系统的中断系统3.1中断系统概述3.2微机系统的中断类型及机构3.3微机系统的中断过程3.4中断优先级管理器8259APIC3.58259A在PC/AT及80386微机系统中的应用本章学习目标l中断与异常的概念及中断的用途l中断类型及中断向量l中断过程l8259A中断原理l中断在微机系统中的应用返回本章首页3.1中断系统概述3.1.1计算机采用中断控制技术的主要用途3.1.2中断过程与中断技术返回本章首页3.1.1计算机采用中断控制技术的主要用途计算机采用中断控制技术主要用在以下三个方面：（1）

2、故障处理（2）分时操作（3）实时处理返回本节3.1.2中断过程与中断技术一个完整的中断过程由中断请求、中断判优及屏蔽、中断响应、中断处理及中断返回五个部分组成。微机系统中使用的中断技术有单线中断、多级中断、矢量中断三种。图3.1为微处理器的3种中断技术示意图。一个完整的中断过程，如图3.2所示。图3.1微处理器的3种中断技术示意图图3.2一个完整的向量中断过程返回本节3.2微机系统的中断类型及机构3.2.1中断源3.2.2中断类型3.2.3异常3.2.4中断的优先权及其管理3.2.5中断向量表返回本章首页

3、3.2.1中断源图3.3微机系统中的各种中断源返回本节3.2.2中断类型1．外部中断（1）可屏蔽中断INTR、（2）非可屏蔽中断NMI2．内部中断（1）除数零中断、（2）单步执行中断、（3）溢出中断、（4）指令中断3．软件中断返回本节3.2.3异常异常是在指令执行期间检测到的不正常的或非法的状态，使指令不能成功执行。异常分为：故障、陷阱和中止（或失败）。故障是引起该故障的程序可被恢复执行的异常。陷阱是在指令执行期间被检测到的，并在引起异常的指令执行之后向系统报告的一种异常。中止（失败）是微处理器面临严重错

4、误时产生的异常。表3.1为异常一览表返回本节3.2.4中断的优先权及其管1．优先权概念根据中断源提出中断申请的轻重缓急为每个中断源确定CPU对它们响应的优先权。CPU在分配优先权时，一般是按照提出中断的外设的速度和它们在微机系统中所处的地位来进行分配的。在8086/8088微机系统中，中断源的优先权由高到低的顺序依次为：除零数、INTn、INTo、NMI、INTR、单步执行中断。2．中断权的优先管理（1）用硬件实现中断优先权的管理最常用的方法是采用、所示的排队链优先权的控制方法。如图3.4、3.5所示。（

5、2）用软件实现中断优先权的管理最常用的方法是软件查询方法，它要借助一些简单的接口电路来实现，如图3.6所示。图3.4排队链优先权的控制方法图3.5矢量中断优先权的控制系统图3.6软件查询方法流程图用软件查询的程序如下：INTERPROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDX；现场保护INAL,100H；查询SALAL,1；寄存器逻辑左移1JCSERVA；为1则执行A服务程序SALAX,1；寄存器逻辑左移1JCSERVB；为1则执行B服务程序……………..SALAL,1；寄存器逻辑左移1JCSER

6、VH；为1则执行H服务程序SERVH；H服务程序……………..SERVA；A服务程序……………..SERVB；B服务程序……………..CLI；关中断POPDX；恢复现场POPCXPOPBXPOPAXSTI；开中断IRET；中断返回原断点INTERENDP返回本节3.2.5中断向量表中断向量表由三部分组成，如图3.7所示。地址如表3.2所示。（1）中断类型号0~4为专用中断指针，占用0000H~0013H的20个字节，并且用户不能对其修改。（2）中断类型号5~13为保留中断指针，占用0013H~007FH的

7、108个字节，这是Intel公司保留的中断指针，用户不应使用。（3）中断类型号32~255为用户使用的中断指针，占用0080H~03FFH的896个字节，它可由用户指定。图3.7中断向量指针表表3.2中断向量地址一览表返回本节表3.2中断向量地址一览表续表3.3微机系统的中断过程3.3.1中断请求3.3.2中断响应3.3.3现场保护3.3.4执行中断服务程序3.3.5恢复现场3.3.6中断返回返回本章首页微型计算机系统的中断过程大致分为：中断请求：由需要提供中断服务程序的设备提出；中断响应：CPU给设备发

8、出一个中断应答信号；现场保护：保护执行中断服务程序前的各种信息；执行中断服务程序：完成特定的操作；退出中断服务程序：恢复现场。微机中断过程如图3.8所示。图3.8中断过程3.3.1中断请求此过程由欲提出中断的外部设备或内部系统提出。当外部设备需要完成某种特定的操作或者处理器系统内部出错时，需要CPU进行处理，外部设备可以向CPU提出中断申请，请求CPU进行处理。返回本节3.3.2中断响应CPU给设备发出一个中断应答信号；当外设