第5章 输入输出接口与中断.ppt

第5章 输入输出接口与中断 主要内容 5.1 输入/输出接口概述 5.2 程序查询传送方式 5.3 中断基本概念 5.4 80x86微型计算机的中断系统 5.5 中断控制器8259A 学习目标 了解：I/O端口及其编址方式、输入/输出接口的一般结构。 理解：输入/输出接口的基本概念、程序查询传送方式、80x86微型计算机的中断系统。 应用：掌握本章所介绍的中断请求及中断处理过程、8259A的组成和接口信号、8259A的初始化编程和中断服务程序的设计方法等，并能够在实践中灵活运用。 5.1 输入/输出接口概述　　输入/输出(Input/Output，简称I/O)是指微型计算机与外界之间的信息交换，即通信。微机的输入/输出接口(Input/Output Interface，简称I/O接口)就是使微处理器和外部设备连接起来，并使二者之间能正确进行信息交换而专门设计的逻辑电路。 5.1.1 CPU与外部设备之间传送信息的种类 CPU与外部设备之间传送的信息有: 数据信息、状态信息和控制信息三类。 5.1.2 I/O端口及其编址方式1．I/O端口及端口地址 一个接口电路中包含有一组寄存器。CPU和外设进行数据传送时，不同的信息进入不同的寄存器。 通常把I/O接口电路中能被CPU直接访问的寄存器或某些特定器件称为I/O端口(PORT)。 一个接口中可以含有一个或几个I/O端口，根据端口中存放的信息类型不同，可分为如下三种：数据端口、状态端口、控制端口。 2．端口地址的编址方式 端口地址的编址方式是指系统如何来为每个端口安排端口地址，也称为I/O端口的寻址方式。在微型计算机系统中，通常有两种编址方式，一种是把I/O端口与存储单元统一编址；另一种是将I/O端口与存储单元分开独立编址。  5.1.3 CPU与外设传送数据的控制方式 微机与外设间的数据传送，实际上是CPU与I/O接口间的数据传送，传送方式主要有五种：无条件传送方式、程序查询传送方式、中断传送方式、直接存储器存取方式和I/O处理机方式。 5.2 程序查询传送方式 5.2.1 程序查询传送方式概述采用程序查询传送方式进行输入、输出的流程，如图5-3所示。  什么叫中断？ 中断的执行过程？ 什么叫中断源？ 中断的分类？ 中断的优先级？ 5.3 中断基本概念 5.3.1 中断及中断源 计算机在正常执行程序的过程中，由于某事件的发生使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，处理结束后又返回原程序继续执行，这样的一个过程就是中断。中断过程如图5-4所示。 5.3.2 中断处理过程 中断处理一般需要经历下述七个过程。 （1）中断请求 （2）中断响应 （3）保护现场 （4）中断源识别 （5）转入中断服务程序 （6）恢复现场 （7）中断返回 5.3.3 中断优先级与中断嵌套 1．中断优先级 中断优先级也称为中断优先权。中断系统中存在着多个中断源，同一时刻可能会有两个或更多中断源提出中断请求，因此需要给所有中断源安排不同的优先级别。判断各个中断源的优先级，可采用软件查询或硬件中断优先级排队电路两种方法。 2．中断嵌套 中断嵌套，即高优先级的中断请求可以中断低优先级的中断服务程序。CPU响应了某一个中断源提出的中断请求后，转而执行该中断源的中断服务程序。此时优先级更高的中断源提出中断请求，CPU能够中断正在执行的中断服务程序而去对优先级更高的中断源进行服务。 5.4 80x86微型计算机的中断系统 5.4.1 中断的分类 80x86 CPU可处理256种不同类型的中断，每种中断被分配了一个中断类型号，也称中断向量码。中断类型号的范围是0～255。CPU可根据中断类型号在中断向量表中找到中断服务程序的入口地址。根据CPU与中断源的位置关系，80x86系列微机的中断可分为内部中断和外部中断两大类。 图5-9 8086/8088中断系统 5.4.2 中断指令 8086/8088系统中涉及中断的指令有三条。 1．INT 中断指令 格式：INT n 2．INTO 溢出中断 格式：INTO 3．IRET 中断返回指令 格式：IRET 5.4.3 中断类型号及中断向量表 在80x86的中断系统中，每个中断源都有相应的中断服务程序，对每个中断都规定有一个中断类型号，也称中断类型码或中断向量码，共256个(0～255)。当一个中断源提出中断请求后，为了能够根据中断类型号转入相应的中断服务程序，80x86系统中特意安排了中断向量表。中断向量表是中断类型号与相应中断源的中断服务程序入口地址之间的连接表。中断系统根据中断类型号查询中断向量表，找到中断服务程序入口地址，从而完成