微机原理与接口技术(朱红)第7章 中断.ppt

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1、1第7章中断控制接口2第一节中断概述从第六章的介绍中，我们知道Cpu与外部设备的数据传送方式有3种，分别是程序控制、中断控制方式和直接存储器存取方式（DMA）。这3种方式都有赖于硬件电路的支持。硬件电路一般采用集成接口芯片。中断控制数据传送方式，也需要接口部件。本章详细介绍：中断控制数据传送方式的原理和过程，以及可编程中断控制接口芯片8259A的原理、结构、编程和应用。3中断的概念*什么是中断？所谓中断就是当CPU正常运行程序时，由于随机的事件包括内部事件和外部事件）引起CPU暂时中止正在运行的程序，转去执行请求中断的中断源的中断服务

2、程序，中断服务结束后再返回到主程序的断点位置，继续原来被中断的操作。这一过程被称为中断。*中断源广义地说，能引起CPU产生程序中断的随机事件就是中断源。例如：外设故障、传输错误、定时器时间到等都可以是中断源；某外设需要传送数据向CPU发出中断请求，该外设即是中断源。对主机来说，系统掉电、硬件故障、软件错误、设置断点、单步操作等也是中断源。以指令形式给出的中断是指令中断源INT20。4*中断优先级当系统中多个中断源同时到来时，就需要对中断源排个队，优先级高的中断的服务程序先执行，再执行优先级别低的中断服务程序。中断优先级的排列，可以是软

3、件查询方式，也可以利用硬件电路实现。软件查询的方式的硬件电路简单，但需要用程序来控制优先级的顺序，适用于小型微机系统。硬件电路实现优先级排列，不必利用程序控制，后面讲到的中断控制接口芯片8259A就是集成了硬件排队电路。5*中断嵌套在满足中断响应的条件下，高优先级的中断打断当前低优先级的中断服务程序的执行。同样，这个中断服务程序的执行过程中，也会被更高优先级的中断请求打断……，直到最后一个未被打断的高优先级的中断服务程序，Cpu执行完该程序后，返回上一个被打断的中断服务程序的断点处，继续执行这个中断服务程序，执行完后再返回它的上一个被

4、打断的中断服务程序的断点处……，直到返回到主程序的断点处，继续执行主程序。P196图7.1*中断类型号每个中断源的编号，每个编号对应了各自的中断服务子程序，中断响应时，必须首先获得中断类型号，有了中断类型号，才能找到对应的中断服务程序的位置。6中断的处理全过程*中断过程中断的全过程分为以下五步：中断请求，中断判优，中断响应，中断服务（处理），中断返回。◎中断请求中断源向CPU发出的信号，对于指令中断，该指令就是中断请求信号。对于硬件中断，CPU在每条指令结束时采样。中断请求分为边沿请求和电平请求。请求信号由低到高或有高到低的跳变为边沿

5、触发请求；请求信号为高电平或低电平为电平触发请求。◎中断判优多个中断请求同时到来时，将中断源进行优先级排队，优先级高的先被响应。1、软件判优2、硬件判优7中断的处理全过程◎中断响应中断响应就是在满足中断响应条件时，CPU“中断”现正在进行的处理任务，转向中断请求相对应的处理程序的过程。中断响应过程中系统会自动完成下列动作：*关中断，在进入到中断服务程序的过程中，不会被高级别的中断源打断，如果允许嵌套，则在中断服务程序中，用指令开中断。*标志寄存器压入堆栈*保护断点，将被打断程序的断点处的段地址和偏移地址入栈*保护现场*转到中断请求所对

6、应的处理程序（控制权转移：方法有固定入口地址；矢量中断）8中断的处理全过程◎中断处理（服务）中断处理就是执行中断服务程序，完成中断源提出的处理要求。实际上是软件编程问题。中服程序与子程序的区别：随机事件与意料之中事件；对主程序透明与不透明。中服程序中需要保护现场与恢复现场。对中断处理中用到的寄存器入栈保护。若允许中断嵌套，应该在中服程序中开中断（STI)。9中断的处理全过程◎中断返回中断返回就是CPU控制权由中服程序转移到被中断程序的过程。用IRET指令。CPU在执行IRET指令时，会自动将标志寄存器的值和断点地址的值从堆栈弹出到相应

7、的寄存器。中断响应时会自动关中断，如果此时允许中断嵌套，则在中断服务程序开始处用指令开中断。如果不允许嵌套，开中断指令通常放在中断返回指令IRET的前面。表明只有该中断服务程序执行完毕后，CPU才可以响应其他中断。10中断处理过程（续）开中断信息工程学院信息论教研室11中断处理过程（续）127.3中断识别什么是中断识别CPU管理多个中断源时，在收到中断源发出的中断请求后，需判断是哪一个中断源提出的中断请求，以便对它进行服务（或处理）中断识别的方法查询中断法向量中断法13查询中断法CPU响应中断后，转入执行一特定地址的中断服务程序，该中

8、断服务程序查询状态口，确定发出中断请求的外设，然后进行相应的处理。14查询中断服务程序外设的中断优先级由查询的次序决定向量中断法8086/8088系统支持256个中断，系统中并非都加以利用。但对于每个利用的中断号，都要编