第8章 中断技术ppt

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1、8.1概述8.2中断处理过程8.3中断优先级和中断嵌套8.4可编程中断控制器Intel8259A第8章中断技术查询方式使CPU的效率降低。多个外设进行I/O操作时，当实时性要求较高，CPU有可能因来不及响应而造成数据丢失。引入中断技术8.1概述一、中断的基本概念所谓中断，是指计算机在正常执行程序的过程中，由于某非预料事件的发生使CPU暂时停止当前程序的执行，而转去执行相关事件的处理程序，结束后又返回原程序继续执行，这样的一个过程就是中断。中断提高了CPU的工作效率，能实现：分时操作（CPU与外设并行工作）实时处理故障

2、处理什么是中断?非预料事件是指事件发生的时间无法预知，即中断源何时产生中断不确定，是随机的。但事件的性质及处理方法则是已知的，确定的，即中断服务程序是事先编写好的,只是何时执行未知。中断源产生中断的随机性，使中断服务程序的执行也具有随机性，即何时执行中断服务程序不是在程序中安排好的。中断的到来是随机的中断源引起中断的因素很多，将发出中断申请的外设或内部原因,称为中断源。8086中断源：①内部中断：执行INTn指令时产生中断。②外部中断：如外设(I/O)设备向CPU提出中断申请，使INTR＝1。中断服务程序CPU执行流

3、程中断服务程序1中断服务程序2非预料事件2非预料事件1处理中断源事务，完成其所要求功能的程序，称中断服务程序（中断子程）。断点和中断现场断点: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。中断现场:是指CPU转去执行中断服务程序前的运行状态，包括CPU内部各寄存器、断点地址等。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1

4、000:150H为断点断点概念:中断源的功能：在需要时，向CPU发出中断申请INTR＝1，直至CPU响应中断INTA＝0后撤销中断申请。Intel8088/8086的二种硬件中断申请：可屏蔽中断申请和非屏蔽中断申请1、可屏蔽中断申请INTR用户可以使用编程手段(STI、CLI指令)，使CPU处于“开中断”或“关中断”状态。CPU只有在”开中断”状态下才能响应外设通过INTR可屏蔽中断线提出的中断申请。2、非屏蔽中断申请NMI用户无法使用编程手段控制。只要NMI＝1，CPU在当前指令运行结束后，马上响应NMI非屏蔽中断

5、申请。中断申请1、中断响应和返回中断响应：中断屏蔽、断点和标志保护(CS、IP、PSW)、转向中断服务程序。中断返回：断点和标志恢复(PSW、IP、CS)、转向主程序。2、优先权排队多个中断源同时申请中断时，根据预先安排的各中断源预先级别，首先响应级别高的中断源；待中断服务结束后，再响应级别稍低的中断源。3、中断服务嵌套在低级中断源服务过程中，若有高级中断源申请，CPU中断低级别中断服务程序；响应高级别中断申请，并服务；待高级别中断服务结束后，再继续执行低级别中断服务。中断系统的功能（8086/8088系统）只有一个

6、中断源时中断的情况（指外部硬件可屏蔽中断）。1.CPU响应中断的条件1)外设有中断请求且未屏蔽外设发中断请求信号，且一直保持到CPU响应中断后才被清除；外设接口电路中的中断屏蔽触发器，允许中断源发出的中断请求信号送往CPU，如图8.1所示。最简单的中断情况图8.1最简单的中断情况2)中断是开放的当CPU内部中断允许触发器为“1”时，中断是开放的，CPU能响应中断请求引脚(INTR)送来的中断请求；反之，CPU不响应。这个中断允许触发器的状态可以用STI和CLI指令来改变。如CPU复位时处于中断关闭状态，必须用STI指

7、令来让中断开放。3)中断请求的检测CPU在每条指令执行的最后一个时钟周期，检测其中断请求引脚(INTR)有无中断请求信号。如果有中断请求信号，就把内部的中断锁存器置“1”，在下一个总线周期到来时，进入中断响应状态。2.CPU对中断的响应1)关中断8086CPU在发出中断响应信号的同时内部自动关中断。2)保护断点和现场把当前断点地址压入堆栈，为中断返回作准备。在中断服务程序中将要保存的现场信息（各寄存器的内容）压入堆栈。3)给出中断入口地址，转入相应的中断服务程序8086CPU由中断源给出的中断向量，形成中断服务程序的

8、入口地址，转入中断服务程序。4)恢复现场当CPU完成相应的中断服务后，利用中断服务程序，将原来保存的现场信息从堆栈弹出，恢复CPU内部各寄存器的内容。5)开中断与返回在中断服务程序的最后，为使CPU能再次响应新的中断请求，执行开中断操作，同时安排一条中断返回指令返回断点处（如从堆栈中弹出断点地址到IP、CS），恢复原程序的执行。二、中断分类80