微机原理 中断.ppt

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1、第九章微型计算机中断系统9-1概述9-2中断处理过程9-3中断优先级和中断嵌套9-4可编程中断控制器8259A教材第七章内容9-1概述一、中断概念1、中断思想的提出CPU与外设数据传送时的矛盾：高速CPU与慢速外设;数据传送方式：无条件方式、查询方式缺点：外设有限制或处理器运行时间极大浪费，工作效率低。解决办法：一方面设法提高外设的工作速度；另一方面提出设想:外设主动提出请求，处理器响应处理－－中断思想2、中断的定义CPU正常运行程序时，由于CPU的内部事件或外设请求，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行相应的外设（或内部事件）的

2、服务程序，程序执行完后又返回到原先的程序继续执行，这一过程称为中断。中断流程如下页图所示3、使用中断的好处分时操作提高效率CPU在启动外设后与外设同时工作。当外设的数据准备好向CPU发中断请求，CPU响应处理。CPU可让多个外设同时工作，这将加快数据传送速度、提高CPU的效率。实现实时处理实时控制时，现场各种信息可随时发出中断请求故障自行处理将计算机在运行的过程中常遇到的意外情况，如：电源突跳，存储器出错，运算溢出等设计成中断，计算机可利用中断系统自行处理或告警。4、与中断相关的基本概念中断源中断类型号中断请求中断响应中断服务程序中断返

3、回中断向量中断向量表中断优先级中断嵌套中断屏蔽5、中断系统的基本功能（1）中断响应，中断服务，中断返回，中断屏蔽；（2）中断优先级排队；（3）中断嵌套。注意：这些功能是由软件与硬件共同构成的系统完成的。本章讨论与8086/8088CPU相配合的中断系统二、中断的分类（中断源的分类）8086/8088可以处理256种不同的中断。两类：内部中断和外部中断。中断源示意图如下图：8259A可屏蔽中断请求中断逻辑INTO指令INTn指令除法出错单步(TF=1)非屏蔽中断请求8086/8088CPUNMIINTR内部中断外部中断可屏蔽中断非屏蔽中断

4、1、外部中断（硬件中断）不可屏蔽中断NMI不能用软件屏蔽，CPU必须响应；上升沿触发；中断的类型号为2。可屏蔽中断INTRIF=1，CPU响应中断；IF=0，CPU不响应；高电平触发，高电平维持到CPU响应中断时结束；中断类型号由中断控制器8259A或硬件电路提供。2、内部中断（软件中断）由三种情况引起：由软中断指令INTn引起INTn指令，类型号n(0-255)。由CPU运算错误引起除法错中断：类型号0溢出中断：类型号4，由INTO指令引起的中断；2、内部中断（软件中断）（续）由调试程序debug设置的中断单步中断：类型号1，TF=1

5、时产生（当前指令需执行完）；Debug状态下的T命令执行时产生；断点中断：类型号3，INT3指令引起的中断，属于软件中断Debug状态下由G命令设置，相当于是在程序的某个位置设置了一条INT3。引脚INTR、INTA#、NMI指令INTn、INTO、IRET三、与中断有关的引脚和指令不同类型的中断处理过程略有不同，本节所介绍的内容主要针对可屏蔽中断的处理过程。可屏蔽中断处理过程步骤：中断请求中断响应保护现场转入执行中断服务子程序恢复现场中断返回9-2中断处理过程NY保护现场中断服务恢复现场返回取下一条指令执行指令转中断服务程序响应中断关

6、中断保护断点寻找中断源指令结束有中断请求NY可屏蔽中断处理流程图1、CPU响应可屏蔽中断的条件（1）外设提出中断申请；（2）本中断未被中断控制器屏蔽；（3）本中断优先级最高；（4）CPU允许中断；一、CPU响应可屏蔽中断过程2、CPU响应可屏蔽中断的过程CPU在每条指令的最后一个T周期，检测INTR，若为高电平，且IF=1，则CPU响应中断。响应过程中自动依次完成以下工作：CPU向外设发两个/INTA，外设收到第2个/INTA后，立即往数据线上给CPU送中断类型号。CPU从数据线上读取中断类型号；将flags入栈；保护现行程序运行结果产

7、生的状态和控制标志。CPU响应中断的过程关中断（清IF和TF）为了防止在进入中断处理，但并未执行中断程序这段时间内又响应新的中断。保护断点将当前指令的下一条指令的CS和IP压入堆栈，使中断处理完成后能正确的回到原程序继续执行。转入相应的中断服务子程序；中断返回从堆栈中弹出断点的地址和flags的内容，返回主程序的断点处，继续执行主程序。CPU响应中断的过程确定中断源的方法：查询中断和矢量中断。查询中断：一种软件查询法，中断响应后，启动中断查询程序，依次查询哪个外设申请了中断，检测以后，转到此设备预先设置的中断服务程序处执行。这种中断处理

8、过程称为查询中断。特点：速度慢，且后检测的设备服务机会少。矢量中断：中断响应后，外设中断接口电路将中断类型号送给CPU，CPU根据中断类型号找到对应的中断服务程序的入口地址送入CS或IP,然后转入相应的中断