微机原理及应用第6章——中断系统

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1、第六章中断系统第一节中断的基本概念一、中断及中断源中断是一个过程，是指CPU正常运行时，由于某种随机发生的外部事件而使它暂停执行当前程序，转而执行另外一段程序，完成后再返回暂停处继续执行原来的程序。引起程序中断的事件称为中断源；中断响应时的程序暂停点称为断点；响应中断后执行的一段程序称为中断服务程序。中断方式下，CPU和外设并行工作，提高了系统设备的利用率。对于外设的中断申请，CPU往往能够快速响应，这样CPU能够得心应手地管理多个外设。中断是计算机技术的重要组成部分。(1)同步操作有了中断功能就可以使CPU和外设同时工作。(2)实

2、现实时处理当计算机用于实时控制时,中断是一个十分重要的功能。(3)故障处理计算机在运行过程中，往往会出现预料不到的情况，如出现电源突跳、存储出错、运算溢出等故障。计算机利用中断系统可以自行处理，如保存运算中间结果，待故障排除后继续工作。二、中断处理过程虽然不同的微型计算机的中断系统有所不同，但中断的实现都包括中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个阶段。1.中断申请CPU每执行完一条指令都会采样中断请求输入线。2.中断响应现场保护3.中断服务程序CPU响应中断后，使IF＝0。4.中断返回IRET主程序断点中断服务程序继续执行主程序

3、三、中断系统及其功能(1)能响应中断、处理中断与返回(2)能实现优先权排队多个中断源，且有可能出现两个或两个以上中断源同时提出中断请求。这时，要求CPU能根据事先确定的优先权顺序依次处理中断申请。(3)能实现中断嵌套功能低级中断服务主程序断点主程序高级中断服务第二节8086/8088中断系统一、8086/8088中断源8086/8088采用中断向量结构,每个中断源提供一个特定中断类型号n供CPU识别，一共可以处理256种中断。这些中断可以来自外部(由硬件产生)，也可来自内部，还可由软件(INTn指令)产生。8086/8088CPU中

4、断控制逻辑除法错中断软中断INTn溢出中断单步中断NMI非屏蔽中断可屏蔽中断INTR&&&OFTFIF标志位1.外部中断外部中断申请通过INTR和NMI两条引脚输入8086/8088CPU，前者为可屏蔽中断输入，高电平有效，后者是不可屏蔽中断输入，上升沿有效。(1)可屏蔽中断INTR(InterruptRequest)若IF＝0，此时CPU处于关中断状态，不会响应INTR引脚上的中断申请信号；若IF＝1，则CPU处于开中断状态，将响应INTR引脚上的中断申请信号。要求申请中断的接口电路送出一个字节的中断类型号n,通过数据总线传送给C

5、PU。CPU根据中断类型号n寻找相应的中断服务程序入口地址在中断向量表中的位置。(2)非屏蔽中断输入NMI(Non-MaskableInterrupt)不受IF的影响，类型号固定为2。2.内部中断内部中断指由CPU内部事务产生的中断申请,有以下几种类型：(1)类型0——除法出错中断(2)类型1——单步中断TF＝1时，自动产生单步中断。(3)类型3——断点中断(4)类型4——溢出中断(5)软件中断INTn3.8086/8088中断源的特点①除单步中断外，所有内部中断都不能被屏蔽。②内部中断类型号已由系统或指令定义好,CPU响应这类中断

6、时不发出信号。③8086/8088CPU中断源优先级由高到低的顺序为:除法错、软中断INTn、溢出中断、非屏蔽中断、可屏蔽中断、单步中断。二、8086/8088CPU中断处理过程当前指令执行完内部中断?NMI=1?INTR=1?TF=1?执行下一条指令从指令或内部获取中断类型号内置中断类型号2IF=1?从外部总线读取中断类型号内置中断类型号1IF=1?NNNNYYYYYYNNF入栈令TEMP=TF令IF=0,TF=0保护断点查中断向量表进入中断服务程序NMI=1?TEMP=1?先执行NMI中断服务先执行单步中断服务YNYN执行中断服

7、务程序保护断点F出栈三、8086/8088CPU中断向量表8086/8088CPU内存的00000H～003FFH空间内存放着256个中断向量，也就是中断服务程序的入口地址(包括段基址和偏移量)。形成所谓的中断向量表，有时也称为中断入口地址表。每个中断向量由四个字节组成，占据四个连续的内存单元，其中前两个字节存放偏移地址，后两个字节存放段基址。中断类型号n(HEX)中断功能表中地址(HEX)0除法错0000:00001单步中断0000:00042NMI0000:00083断点中断0000:000C4溢出中断0000:00105打印屏

8、幕0000:00146保留0000:00187保留0000:001C8硬件定时(经8259A引入之外中断,下同)0000:00209键盘0000:0024A保留之硬件中断0000:0028B异步通信COM20000:002CC异步通信