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中断与中断系统 中断是CPU处理随机事件和外部请求的主要手段，也是CPU与计算机其它部件交换信息的重要方式。 PC微机系统工作于实模式和保护模式，中断机制有很大区别。本章主要介绍基于实模式下的中断原理。 本章主要内容： 1、中断的基本概念、PC系列微机的中断系统和中断机制 2、PC机的中断控制器芯片8259A 中断的基本概念 中断的引入：匹配高速CPU与低速外设之间的差异。 所谓中断：是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件(或程序中的预先安排的事件)引起CPU中止当前正在运行的程序，转而执行为这一事件服务的程序，执行完毕，再返回被暂时中止的程序断点处继续执行，这一过程就称为中断。 中断的含义：①是指当CPU正在执行程序时，外设(或其它中断源)向CPU发出中断请求； ② CPU暂停当前程序的执行、转而处理随机事件(执行相应的中断服务程序)； ③当中断服务程序运行结束后，返回被中断的原程序继续执行的过程。 从宏观上看，CPU和外部设备是“同时”工作的。 中断过程可分为中断请求、中断判优、中断响应、中断服务和中断返回等步骤。 中断源 中断源：能够向CPU发出中断请求信号的I/O设备或引起中断的事件或原因。 微机常见的中断源 1.外部I/O设备请求中断：是指系统中外设所发生的中断。 2.实时时钟请求中断：实时中断用于实时系统中，在工业控制中经常使用。 3.硬件故障源请求中断：同机器硬件错误有关的中断系统称谓硬件故障中断。 4.程序性中断：与用户程序错误有关的中断，统称为程序性中断。 5. 软件/指令中断:用户主动调用 INT n。(非随机) 中断系统 系统为了实现中断而采取的硬件和软件措施，称为中断系统。 中断系统的基本功能 ①为了加强中断系统的灵活性，对于硬设备的中断请求，应当具有屏蔽和开放的性能，使得程序员能够灵活控制。 ②能实现“中断判优”，即中断源排队，当有多个中断源提出请求时，能够优先响应高级别的中断。 ③能够实现中断嵌套，即较高级别的中断源能够中断较低级别的中断服务程序。 ④系统响应中断后，能够自动转入中断处理。中断处理结束，能自动返回。（向量中断） 80x86的中断指令 1.开中断指令STI 置中断允许标志 IF=1，使CPU处于开中断状态，允许响应来自INTR引脚的中断请求。 2.关中断指令CLI 清中断允许标志IF=0，使CPU处于关中断状态，禁止响应INTR引脚中断。 3.软件中断指令 INT n 4.中断返回指令IRET 中断类型号 在PC微机系统中，最多允许256种中断源。 系统为每种中断分配一个编号，范围为00H～0FFH，对应十进制数为0～255，称为中断号、中断类型号或者中断类型码(n)。 中断类型号在中断处理过程中起很重要的作用，在采用向量中断方式的中断系统中，CPU需要通过它才可以找到中断服务程序的入口地址，实现程序的转移。 CPU对系统中不同类型的中断源，获取中断类型号的方法是不同的。 中断向量 中断服务程序的入口地址(第一条指令的地址)就是中断向量。 实模式下，每个中断向量占用4个存储单元。中断向量的组成： ①服务程序所在代码段的段基址(2个字节); ②服务程序入口指令地址的有效地址(2字节中断服务程序的入口地址)。 4个单元中的低地址字存放入口地址的偏移地址，高地址字存放中断服务程序所在段的段地址。 应该了解，中断类型号是固定不变的，一经系统分配指定之后，就不再变化。 而中断类型号所对应的中断向量不是固定不变的，是可以改变的，即一个中断类型号所对应的中断服务程序不是唯一不变的，可以不同。 也就是说，中断向量是可以修改的，这为用户使用系统中断资源带来很大方便。当然，对有些系统的专用中断，不允许用户随意修改。 对应于每种中断应当存在一个相应的中断服务程序，一个中断服务程序有一个确定的入口地址，这个地址即中断向量。也即，对应于每种中断，都有一个中断向量。 一一对应： 中断源←→ 中断号(中断类型码) ←→ 中断服务程序←→ 中断向量。 中断向量表 PC微机中，每种中断对应一个相应的中断向量，占用4个字节的存储空间。256种中断的中断向量总共占用1024 ( 1KB＝4×256＝1024个字节)个字节。 在实模式下，CPU规定：按中断类型号从小到大的顺序，中断向量集中存放在RAM中从物理地址编号0开始的最低端的1K单元中(物理地址为00000H—003FFH ，共1024个存储单元) ，这个存放中断向量的1K存储单元构成的存储区域称为中断向量表。 显然，中断类型码与中断向量指针(中断向量所在存储单元的地址)的关系为：中断类型码(n)×4=中断向量最低字节的指针。 即：n型中断向量存放在内存地址为： 4*n ~ 4*n+3的四个字节的存储单元中。 例：中断向量 如图所示：中断类型码n