贵州大学微机原理PPT及复习PPT7典型可编程接口芯片及应用

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1、第7章典型可编程接口芯片及应用热能与动力工程7.1中断系统及可编程中断控制器8259中断是微机系统中非常重要的一种技术，是对微处理器功能的有效扩展。利用外部中断，微机系统可以实时响应外部设备的数据传送请求，能够及时处理外部随机出现的意外或是紧急事件。利用内部中断，微处理器为用户提供了发现、调试并解决程序执行异常情况的有效途径。因此，中断是用以提高计算机工作效率的一种重要技术。如何建立准确的中断概念和灵活掌握中断技术是学好本门课程的关键问题之一。热能与动力工程一、什么是中断？7.1.1中断的基本概念热能与动力工程中断是由

2、一不可知的事件引起的，CPU响应中断后，将暂时停止正在运行的程序流程，而转去执行预定的处理，当这些不可预知的事件的程序，执行完毕，再返回被中断的程序的一个过程。因此，所谓中断，是指CPU在正常执行程序的过程中，由于内部/外部事件或由程序的预先安排，引起CPU暂时中断当前程序的运行而转去执行为内部/外部事件或预先安排的事件服务的子程序，待中断服务子程序执行完毕后，CPU再返回到暂停处（断点）继续执行原来的程序，这一过程称为中断。或者说，中断就是CPU在执行当前程序的过程中因意外事件插入了另一段程序的运行。利用中断可以大大

3、提高CPU的工作效率。实现中断功能的控制逻辑称为中断机构或中断系统。热能与动力工程中断服务程序1中断服务程序2非预料事件1非预料事件2CPU执行流程热能与动力工程中断的用途CPU的中断功能的实现带来了以下好处：1、同步处理2、实现了实时处理3、多道程序或多重任务的运行4、突发事件处理热能与动力工程有关中断的基本概念（续）二、中断源能够引起中断的原因，或能够发出中断请求信号的外设。可屏蔽中断(INTR)不可屏蔽中断(NMI)外部中断（硬中断）内部中断（软中断）（因执行指令而引起）热能与动力工程1000:150H、、、、、

4、、、、、、MOVAH,01INT21HCMPAL,0DH、、、、、、、、、、PUSHAX、、、、IRET用指令调用中断程序软件中断热能与动力工程断点：通常指被中断的主程序中，下一条待运行的指令的地址。它是中断返回时的指令指针之值。由于是指CPU执行的现行程序被中断时的下一条指令的地址,又称断点地址。现场：指中断发生前程序的运行状态，即标志寄存器（程序状态字）。为了保证中断返回后能继续正确地执行原来的程序，中断系统必须能在中断发生时自动保存现场，并在中断返回时自动恢复现场。（是指CPU转去执行中断服务程序前的运行状态，包

5、括CPU内部各寄存器、断点地址等。）三、中断的断点和现场热能与动力工程1000:150H、、、、、、、、、、MOVAX,0ADDAX,DXMOV[DI],AX、、、、、、、、、、PUSHAX、、、、IRETCPU在执行此指令时，某中断源发申请中断;CPU在执行完该指令后，转去执行中断子程地址1000:150H为断点断点概念热能与动力工程系统中的多个中断源可能同时提出中断请求，此时需要按中断事件的轻重缓急为每个中断源指定一个处理的优先级别，即中断优先级。当多个中断源同时提出中断请求时，中断系统按照优先级对中断源进行排队，

6、总是优先处理优先权高的中断。四、中断优先级热能与动力工程当前CPU正在进行某一优先权级别的中断源的处理；有更高级别的中断源发出请求，且新中断源满足响应条件；CPU中止当前的中断服务程序，保护断点和现场，转而响应高级中断这种多级中断的处理方式即为“嵌套”。某些中断系统对中断嵌套的层数有一定限制。五、中断嵌套热能与动力工程高级中断源能中断低级的中断处理当CPU正在处理某个中断时，如果外部又有一个优先级别比本优先级别更高的中断请求，则可以实现中断嵌套。中断嵌套当CPU正在进行某一级别中断源的中断处理时，若有更高级别的新中断源

7、发出请求，且新中断源满足响应条件，则CPU应中止当前的中断服务程序，保护此程序的断点和现场，转而响应高级中断。这种多级（重）中断的处理方式称为“嵌套”。热能与动力工程CPU正常执行中断服务程序1非预料事件1中断服务程序2非预料事件2中断嵌套示意图热能与动力工程中断嵌套必须具备的几个条件1）第一级中断（已处于响应状态的原中断）的服务程序中，应在保护现场执行完毕后加上开放总中断（IF位置1）的指令；2）新到来的中断应具有比原中断高的优先级，同级或低级均不能嵌套；3）为保护各级中断服务程序的数据不被破坏，所有服务程序中均应有

8、保护现场、恢复现场的指令；4）每个中断服务程序末尾必须有IRET指令以示结束，从而返回被中断的程序地址处热能与动力工程某些情况下CPU可能不对已发出的中断请求作出响应或处理，称为该中断请求被“屏蔽”。中断屏蔽可能在两种情况下发生：中断系统设置了中断屏蔽标志（或中断允许标志），以屏蔽某些中断源的请求；当系统在处理优先级别较高的中断请