微型计算机原理与接口技术（第二版）第8章 中断技术及中断控制器.pptxVIP

微型计算机原理与接口技术（第二版）第8章 中断技术及中断控制器8.1 中断技术概述8.2 8086中断系统8.3 8259A中断控制器8.4 8259A在微型计算机系统中的应用习题与思考学习目标8.1 中断技术概述8.1.1 中断技术中的概念8.1.2 中断的基本原理8.1.3 中断技术的特点8.1.1 中断技术中的概念1．中断及中断服务子程序中断：CPU在正常运行程序时响应中断请求，转而去执行中断服务子程序，待完成中断事件处理后返回断点继续执行原程序的过程。中断服务子程序：为完成中断源所期望的功能而编写的程序。　断点：CPU执行原程序被中断时，断点后继指令的地址。　现场：中断时原程序的执行状态。微型计算机应用中断技术后的功能特点： 可实现同步操作。 可进行实时处理。 能及时处理各种故障。8.1.1 中断技术中的概念2．中断源中断源：引起CPU中断的外部事件或内部原因 。中断类型号：每个中断源对应一个称为中断类型号的编码。CPU根据中断类型号找到相应的中断服务子程序并调用执行。中断源分类：外部中断：又称硬件中断，是由外部硬件引起的中断。内部中断：也称软件中断，由主机内部产生或者由程序预先安排产生的中断。能够引起CPU中断的中断源： 数据I/O设备请求中断 故障报警强迫中断 实时时钟定时请求中断 程序调试设置软件中断8.1.2 中断的基本原理在中断过程中，涉及到的问题：1、中断请求2、中断屏蔽3、中断优先级及中断判优 4、中断嵌套5、中断响应8.1.2 中断的基本原理1．中断请求　对于硬件中断，因为中断源请求CPU为其服务的时刻对于CPU而言大多是随机的，且通过硬件线路向CPU发出中断请求信号实现的，所以CPU在执行完每条指令后，自动检测中断请求输入线，以确定是否有外部发来的中断请求信号。　对于软件中断，因为是在CPU运行程序过程中，由于指令执行时发生错误，或者执行到预先编制好的中断指令时产生的，所以无需硬件中断请求，CPU会自动调用相应的中断服务子程序，完成相应的处理功能。8.1.2 中断的基本原理2．中断屏蔽　在微型计算机系统中，大部分中断源是可屏蔽的，称为可屏蔽中断；但有个别的中断请求，如电源故障、内存校验出错等，无论在什么情况下都要求不受限制地立即被CPU响应，不能被屏蔽，这种中断称为非屏蔽中断。　对于可屏蔽中断，可人为地控制是否对其屏蔽。在CPU内部有一个中断允许标志位IF，当IF=1时允许CPU响应所有中断，=0时将屏蔽掉所有可屏蔽中断源的请求。另外，在计算机硬件系统中有一个中断屏蔽寄存器，其中每一位对应一个可屏蔽中断源，某位为1（或0）时，表明屏蔽（或允许）该位对应的中断源的中断请求。　对于非屏蔽中断，CPU应该立即响应，不受IF的影响。8.1.2 中断的基本原理3．中断优先级及中断判优　中断先行级：系统根据任务的轻重缓急为每个中断源指定一个被CPU优先响应的顺序，即中断优先级。当多个中断源同时申请中断时，CPU先响应中断优先级高的，处理完后再响应低优先级的中断请求。　　中断判优的方法：有软件查询法和硬件排队法。　　在微型计算机系统中普遍使用可编程的中断控制器：INT中断服务寄存器优先级裁决器IR0中断请求寄存器…中断屏蔽寄存器IRn8.1.2 中断的基本原理4．中断嵌套　在处理某一中断的过程中，又有比当前中断优先级更高的中断请求，CPU挂起原中断服务子程序的执行，转去执行新的中断处理，处理完毕后自动返回到挂起的原中断服务子程序继续执行。此时若有低级或同级的中断请求均不响应。中断嵌套示意图：优先级低的中断服务子程序优先级高的中断服务子程序主程序中断请求中断请求返回返回8.1.2 中断的基本原理5．中断响应过程　如果CPU响应某一中断请求，就会调用相应的中断服务子程序进行中断处理。具体过程包括以下几个步骤：（1）识别中断源（2）关中断、保护现场、保护断点（3）开中断（4）中断服务（5）关中断（6）恢复断点、恢复现场、开中断，中断返回 8.1.3 中断技术的特点1．中断技术中硬件与软件的分工与配合　硬件负责检测、接收、传送中断源的中断请求信号，管理中断屏蔽、中断判优、断点保护与恢复，形成中断服务子程序的入口地址。　软件最主要的工作就是进行控制或数据交换。2．中断方式与查询方式的区 工作过程中起主动作用的角色不同。 工作过程中CPU与外设工作的并/串行方式不同。3．执行中断服务子程序与调用子程序的比较 进入子程序的时机不同。 保护断点的手段不同。 入口地址的形成方法不同。 返回指令不同。8.2 8086中断系统8.2.1 中断类型8.2.2 中断向量表8.2.3 中断管理8.2.1 中断类型除法出错中断（INT 0）单步中断（INT 1）断点中断（INT 3）溢出中断（INT