8.输入输出和中断程序设计.pptVIP

8.1 输入输出程序设计 完成CPU与外设端口之间数据传送的程序称为输入输 出程序。 通常有3种端口，数据口、状态口以及控制口，分别 对应接口中的数据寄存器、状态寄存器以及控制寄存器。 每个端口有一个端口地址，CPU使用该地址访问接口中的 相应寄存器，执行输入输出的指令为IN指令和OUT指令。 输入输出（数据交换）的方式分为两大类：程序控 制输入输出方式和直接存储器存取方式（DMA方式）。 由于该部分内容是《微机原理和接口技术》的主要 内容之一，本节只进行简单介绍。 数据交换方式 1.无条件传送方式 1.无条件传送方式 CPU可以在任何时刻向端口写入数据和从端口读入数 据，也就是说，CPU假设外设接口电路总是处于准备好的 状态。采用无条件传送方式，只适用于简单外设（或定 时关系以知的外设），如输出设备为数码显示电路，或 输入设备为一组提供某种数据的开关，在这种情况下， CPU执行输出或输入操作不需要任何先决条件。 无条件传送方式局限性比较大，对大部分外设不适 用，因而采用较少。 2.查询方式 CPU在执行输入输出操作时，先查询外设的状态口， 当状态口表示外设已准备好时，CPU执行输入输出操作； 当状态口反映外设未准备好时，CPU继续查询状态口，直 到外设准备好，再执行输入输出操作。 3.中断传送方式 中断传送方式基于计算机的中断控制系统。当外设 准备好传送数据时，向CPU发出中断请求，如有关条件满 足，则CPU响应中断请求，执行相应中断服务程序，完成 数据的输入或输出，然后继续执行原来的程序。 中断传送方式相对查询方式，可提高CPU的利用率。 以上三种传送方式虽然各不相同，但有一点是相同 的，即通过CPU执行输入输出程序实现数据的传送，因而 数据传输率低，要得到高数据传输速率，应采用直接存 储器存取方式，即DMA方式，用DMA控制器控制数据的传 输过程。 计算机中，各种接口卡、主板等芯片上都有一组可以由CPU读写的寄存器，这些芯片上的寄存器称之为端口。 CPU可以直接读写以下3个地方的数据 CPU内部的寄存器 内存单元 端口 例题：（对错混合） 1.IN AL，205H (×) 7.MOV AX，55AAH 2.IN AX，20H MOV DX，3FCH 3.IN AL，25H OUT [DX]，AX 4.IN AH，0FFH (×) 8.MOV AH，86 5.MOV DX，2050H OUT 25H，AH (×) OUT DX，AL 9.IN AL，25H 6.MOV DX，2050H MOV BL，AL IN BX，DX (×) IN AL，36H (OUT DX,BX ) (×) MOV BH,AL…… 8.2.6 中断指令 外中断(又称硬件中断)是由外设发出中断信号引起的，没有中断指令。 1. 软中断指令INT 指令格式：INT n 指令功能：转到相应中断处理程序执行，n为中断类型编号。 在转移过程中，系统首先保护断点，将CS、IP和FR内容（PSW）压栈后从中断向量表相应单元取出中断向量，送入CS和IP，完成转移。 2. 中断返回指令IRET 指令格式：IRET 指令功能：从中断服务程序返回主程序，主要是恢复中断前的CS、IP和FR的内容 8.3 中断处理程序设计 利用软中断指令INT，可以进入系统的各个中断处理程序中去。因此，用户程序可以通过INT指令使用系统程序提供的中断功能，同时可以利用中断向量表中保留的中断类型号，编写自己需要的中断处理程序，对此本节将做详细介绍。 8.3.1 中断处理程序结构 CPU响应中断后，自动根据中断类型取中断向量，并转入中断处理程序。具体的工作由中断处理程序完成，外中断和软中断程序设计不尽相同。 1. 外中断处理程序 外设中断是随机发生的，在中断处理程序设计时必须考虑这一点。外中断处理程序的主要步骤如下： (1) 保护现场。保护通用寄存器内容和除CS之外段寄存器的内容，保护方法一般是压栈。 (2) 尽快完成中断处理，以免影响其他外设中断请求。 (3) 恢复现场。