第六章 中断技术 微机原理

1第六章中断控制技术理解中断的基本概念中断、中断源的含义，中断的类型实现中断的意义，中断系统的功能CPU响应中断的条件了解8086CPU的中断机构可编程中断控制器8259A2•1中断的概念CPU在正常执行程序的过程中，由于某些事件(外部或内部)发生，引起CPU暂时中止当前程序的执行，而转去执行一段特殊程序（称中断服务子程序），以处理该事件。该事件处理完后，再返回原被中断的程序继续执行。CPU执行程序事件发生中断服务子程序继续执行K:DK:︿处理事件﹀342为什么要用中断•在输入输出过程中,解决快速的CPU与慢速的外设之间速度不匹配的问题，实现CPU与外设备并行工作,提高CPU的利用率。实现中断的好处实现同步操作：有了中断，CPU和外设可以同时工作。实现实时处理：在需要时，各个现场可以随时发出中断请求，要求CPU作出及时处理。实现故障处理：在计算机运行时，突然的故障可以通过中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。53中断源引起中断的原因或能发出中断申请的来源称为中断源。一般的输入/输出设备（如键盘、打印机）数据通道中断源（磁盘、磁带等）实时时钟故障源（如电源掉电）为调试程序而设置的中断源（断点和单步执行）648086的中断分类硬件中断：由外设的请求所引起的可屏蔽中断(INTR)：CPU是否响应取决于标志位IF的状态IF=1，CPU处在开中断状态，可以响应；IF=0，CPU处在关中断状态，不响应。STI可以开中断，CLI关中断。非屏蔽中断(NMI)：CPU在当前指令执行完，就可以响应。软件中断：由指令的执行所引起的DIV（IDIV）指令、INT指令、INTO指令、单步执行（标志位TF=1）等。8086中断优先权次序：软件中断、NMI、INTR、单步执行最低。7软件中断（内部）硬件中断（外部）INTn指令中断逻辑断点中断溢出中断单步中断除数为0中断非屏蔽中断请求中断控制器8259A可屏蔽中断请求NMIINTRINTOOF=1TF=10143294中断优先权与中断嵌套能实现中断优先权排队通常，在系统中有多个中断源，会出现两个或更多个中断源同时提出中断请求的情况，这样就必须要设计者事先根据轻重缓急，给每个中断源确定一个中断级别------优先权排队。当多个中断源同时发出中断申请时，CPU能找到优先级别最高的中断源，响应它的中断请求；在优先级别最高的中断源处理完之后，再响应级别较低的中断源。软件中断、NMI、INTR、单步执行最低。能实现中断嵌套当CPU在进行中断处理时，能同时处理其他的中断源的请求。请求的中断源级别比当前的级别高时，中断嵌套。请求的中断源级别与当前的级别相同或低时，暂不响应，等当前的中断处理完后，再响应。105中断类型和中断向量8086微处理器有处理256种中断的能力。每个中断分配给一个中断类型码，在0～255之间，用N（一字节代码）表示，也称为256种类型中断。中断向量与中断向量表中断向量：每种中断处理程序的入口地址称为中断向量。每个中断向量占4字节，前两个字节为IP，后两个为CS。中断向量表：8086将内存最低地址的1K字节单元作为中断向量表（地址00000H~003FFH），存放256种中断处理程序的入口地址。中断向量表的分配如下图所示：03FFH03FCHTypeFFCSIP:0083HCSType40IP0080H007FHCSType3FIP007CH:CSType5IP0014H0013HCSType4IPCSType3IPIPIPIPCSCSCS0010H000FH000CH000FH0008H0007H0004H0003H0000HType2Type1Type0系统保留用户可用8086专用5个溢出中断断点中断非屏蔽中断单步中断除数为01213注意：8086对不同的中断源的响应和处理的过程，主要区别在于获取相应类型码的方式不相同。在取得中断类型码后的处理过程是一样的。INTR中断，在第2个中断响应周期的T4状态前沿，采样数据线获得中断类型码。NMI的中断，内部自动产生中断类型码为2。软件中断，中断类型码也是自动生成的。14156中断响应与中断返回8086TNTR中断响应过程1)取中断类型码放入暂存器2)将标志寄存器内容压入堆栈3)清除IF和TF的值4)保护断点5)提取中断类型码，在中断向量表中找出相应的中断向量将其装入IP和CS，转向中断服务程序。中断返回1)恢复现场2)恢复标志寄存器内容3)断点地址出栈，程序返回161718pushax；保护现场……pushbxsti；开中断……；中断处理cli；关中断popbx；恢复现场……popaxsti；开中断reti；中断返回19