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第七章 中断接口技术 内容提要： 1．中断的基本概念； 2．8086系统的中断源、矢量中断； 3．8259A的功能、结构特点、中断响应过程、编程； 4．8259 A的应用举例； 5．8259A编程实验。 学习目标： 1．掌握8086内部中断的特点； 2．掌握中断的基本概念，掌握对外部中断响应的区别； 3．深刻理解中断类型码、中断矢量和中断向量表的概念，以及如何对中断服务程序寻址； 4．了解8259A的编程结构，理解8259A工作方式、有关命令和初始化编程及其在PC机中应用。 难点：8259A工作方式、命令的理解。 学时：6 7.1. 概述 一．中断的基本概念 中断：是指CPU在正常运行程序时，由于内部或外部事件引起CPU暂时中止执行现行程序，转去执行请求CPU为其服务的那个外设或事件的服务程序，待该服务程序执行完后又返回到被中止的程序这样一个过程。 中断源：能发出中断申请的外设或引起中断的原因。 中断源种类：I/O设备、数据通道、实时时钟、故障源、软件中断。 1. 为什么要用中断？ 中断技术的优点： （1）并行操作：指CPU和多个外设并行操作；分时操作：指CPU可分时执行多个用户程序和多道作业； （2）实现实时处理； （3）故障处理。; （4）基本功能调用：在PC机中，通过软件中断可实现DOS功能调用和基本BIOS调用。 2. 中断类型 硬中断： 也称为外部中断,它可分为两种： ① 一种是由中断电路发生的中断请求信号在CPU的INTR端引起的中断，也称可屏蔽中断。 可屏蔽中断：凡是微处理器内部能够屏蔽（IF=0）的中断。 ② 另一种是CPU的NMI端引起的中断，也称不可屏蔽中断。 不可屏蔽中断：凡是微处理器内部不能够屏蔽（不受IF状态影响）的中断。 （2）软件中断： 也称内部中断，是指程序中使用INT指令引起的中断。 3. 中断系统的功能 中断系统是指实现中断而设置的各种硬件与软件，包括中断控制逻辑及相应管理中断的指令。 中断系统应具有以下功能： （1）实现中断请求的检测、中断响应、中断服务与返回； （2）能实现中断优先级排队； （3）能实现中断嵌套。 二．中断的处理过程 大致可分为：中断请求、中断响应（关中断、保护断点、查找中断源等）、保护现场、开中断、返回五步。 （1）中断请求 CPU外部必须设置一个中断请求触发器锁存中断请求信号，以便CPU在现行指令周期结束时采样，还可设置中断屏蔽触发器。见下图。 （2）中断响应 中断响应的条件： 有中断请求； 外设中断没有被屏蔽； CPU允许中断； 当前指令执行完。 不可屏蔽中断申请：CPU执行完当前指令后就响应； CPU响应中断要自动完成下列几步操作： ? ①??? 发中断响应信号 ，同时内部关中断（IF←0），以禁止其它可屏蔽中断请求； ②??? 把F以及程序断点处的CS、IP内容压栈，以便中断处理完后能正确地返回主程序； ③??? 中断服务程序入口地址段地址→CS ，偏移地址→IP。 （3）中断处理 程序员需在中断服务程序中，做以下事： ①??? 关中断 ； 保护断点 ； 识别中断源：查询中断，向量中断； 保护现场； 执行中断服务程序； 恢复现场； 开中断； 返回。 中断返回指令使得CPU自动地将堆栈中保存的F和程序断点处的CS、IP值弹到F、CS、IP中，使CPU返回主程序断点处继续执行主程序，同时中断返回指令使得IF自动恢复响应中断前的开中断状态。 三．中断优先级 当系统中有多个中断源时，需要考虑优先权问题，即确定CPU首先为哪个中断源服务，以及服务的次序。 优先权：根据中断源要求的轻重缓急，排好中断处理的优先次序，即优先级。 当CPU正在处理中断时，也能响应优先级更高的中断请求，而屏蔽掉同级或较低级的中断请求，即所谓多重中断的问题。 确定中断源的优先权一般采用以下方法： 1．软件查询优先方式： 是最简单的中断优先处理方式，8个外设中断请求组合起来，作为一个端口，赋以设备号，接口电路见P265图7-4。 把各个外设的中断请求信号相“或”后，作为INT信号，这样任何一外设有中断请求都可以向CPU发出INT信号。CPU响应中断后，把中断寄存器的状态作为一个外设信息读入CPU，逐位检测其状态，若检测出某位有中断则转入响应的中断服务程序入口。 优点：不需要有判断优先级的硬件排队电路。 缺点：在中断源较多的情况下，由询问跳到相应的中断服务程序的入口时间长。 2．硬件优先权排队电路： 实现硬件查询的优先级中断链电路接口电路见P266图7-5。 来自CPU的中断响应信号从A设备开始串行地往下传送： 当A设备有“中断请求”时，则“中断响应”信号在门A2