微机原理与汇编语言程序设计 教学课件 作者 刘永华 等 第9章 中断处理技术及应用.ppt

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1、第9章中断处理技术及应用学习目标本章主要讲解了中断处理技术及应用。通过本章学习，读者应该掌握以下内容：中断的有关概念；中断控制器8259A的外部特性及内部结构；8259A的初始化命令字、操作命令字。8259A的应用1第9章中断处理技术及应用教学内容9.1中断的基本概念9.28086/8088的中断系统9.38259A中断控制器9.48259A的应用举例习题与思考题九29.1中断的基本概念9.1.1中断的定义9.1.2中断的处理过程9.1.3中断源、中断识别及其优先级9.1.4中断向量返回目录39

2、.1.1中断的定义中断是微处理器CPU与外部设备交换信息的一种方式。计算机在执行正常程序的过程中，当出现某些异常事件或某种外部请求或由程序的预先安排时，处理器就暂时中断正在执行的正常程序，而转去执行对异常事件或某种外设请求的处理操作或为预先安排的事件服务的程序中去。当处理完毕后，CPU再返回到被暂时中断的程序，接着往下继续执行，这个过程称为中断。通常，中断是由外部设备通过CPU的中断请求线（如INTR）向CPU提出的。在满足一定条件下，CPU响应中断请求后，暂停原程序的执行，转至为外设服务的中断

3、处理程序。中断处理程序可以按照所要完成的任务编写成与过程类似的子程序。在子程序最后执行一条中断返回指令（如8086/8088的IRET）返回主程序，继续执行被打断的原程序。这种由外部设备请求引起的中断称为外部中断。此外，还有由内部引起的中断，如执行中断指令、除法出错、算术运算溢出等，这些统称为内部中断。返回目录49.1.1中断的定义中断技术对实时微机控制系统来说，是作为CPU实时控制外部设备的一种有效手段。例如，由于实时控制的要求，需要不仅时刻监测过程参数是否正常，而且对生产过程进行有效的控制。

4、这时，使可采用中断技术，CPU周期性进行过程参数监测、运算和控制输出。一旦某过程参数出现异常，便向CPU发出要求报警处理的中断请求信号。CPU响应中断后就可进行紧急处理，从而达到实时处理的目的。中断技术也广泛用来进行应急事件的处理，如电源掉电、硬件故障、传输错、存储错、运算错以及操作面板控制等均需采用中断技术。因此，计算机中断处理功能的强弱，是反映其性能好坏的一个主要指标。返回目录59.1.2中断的处理过程虽然不同的微型计算机的中断系统有所不同，但实现中断时有一个相同的中断过程。中断的处理过程一

5、般有以下几步：中断请求、中断响应、中断处理、中断返回。1．中断请求当外部设备要求CPU为它服务时，发出一个中断请求信号给CPU进行中断申请，CPU在执行完每条指令后都要检测中断请求输入线，看是否有外部发来的中断请求信号，是否响应取决于CPU允许中断还是禁止中断。若允许中断，则用STI开中断指令打开中断触发器IF；若禁止中断，则用CLI关中断指令关闭中断触发器IF。有中断请求但未被允许称为中断屏蔽。这种用软件指令来控制中断的开/关，给程序的设计带来很大方便，使重要的程序段不被外来的中断请求所打断。

6、例如，在实时控制系统的数据采集程序过程中，不希望被外来的中断请求所打扰，可用一条CLI指令来禁止CPU响应。在完成数据采集之后，在程序后面写一条STI指令，允许CPU响应外部的中断请求。返回目录69.1.2中断的处理过程２．中断响应当CPU检测到外部设备有中断请求时，即INTR高电平有效，CPU又处于允许中断状态，则CPU就进入中断响应周期。在中断响应周期中，CPU自动完成如下操作：①连续发出两个中断响应信号完成一个中断响应周期。②关中断。CPU一旦响应中断，便要立即将IF位清零，以避免在中断过

7、程中或进入中断服务程序后受到其它中断源的干扰，只有中断处理程序中出现开中断指令STI时，才允许CPU接收其它设备的中断请求。返回目录79.1.2中断的处理过程③保护处理的现行状态，即保护现场。这包括将断点地址及程序状态字PSW（即FLAGS内容）压入堆栈。所谓断点是指CPU响应中断前指令指针IP及代码段寄存器CS中所保留的下一条指令的地址。程序状态字是现行程序运行结果产生的状态标志和控制标志，在执行中断处理程序前，通过内部硬件自动将断点地址及PSW压入堆栈保存起来，从而保证当中断处理程序执行完后

8、能返回到原程序。返回目录89.1.2中断的处理过程④在中断响应周期的第二个总线周期中，读取中断类型号，找到中断服务程序的入口地址，自动将程序转移到该中断源设备的中断处理程序的首地址，即将中断处理程序所在段的段地址及第一条指令的有效地址分别装入CS及IP，一旦装入完毕，中断服务程序就开始执行。上述过程，即从CPU响应中断请求，到中断现行程序并将程序转移到中断处理地址的过程称为中断响应过程。不同的机器，在中断响应期间所完成的功能基本类似，但实现方法不尽相同。３．中断服务程序所谓中断服务程序，就是为实