微型计算机原理与接口技术 杨立 第7章 中断控制技术

《微型计算机原理与接口技术 杨立 第7章 中断控制技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、本章主要教学内容中断的概念及中断处理过程8086的中断结构和中断类型8086的中断矢量、中断优先权及中断管理可编程中断控制器8259A的结构、工作方式及编程应用第7章中断控制技术7.1中断技术概述7.1.1中断的概念当计算机的CPU正在执行程序时，由于内、外部事件或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序，转去执行该事件的特定程序（也称为中断处理程序或中断服务程序），待中断服务程序执行完毕，能够自动返回到被中断的程序继续执行原来的程序，这个过程称为中断。在各种微型计算机系统中，常利用中断机构来处理CPU与外部设备

2、之间的数据传送，以最少的响应时间和内部操作来实现外设的服务请求。此外，中断也是处理来自内部异常故障的重要手段。1.中断技术的特点现代微型计算机采用中断技术后具备以下的主要特点：（1）可实现同步操作（2）可进行实时处理行处理（3）能及时处理各种故障2.中断源的种类能引起中断的外部设备或内部原因称为中断源。对于不同的计算机系统中断源的设置有所不同，通常按照CPU与中断源的位置关系可分为内部中断和外部中断。内部中断是CPU在处理某些特殊事件时所引起或通过内部逻辑电路自己去调用的中断。外部中断是由于外部设备要求数据输入/输出

3、操作时请求CPU为之服务的一种中断。通常，中断源可以有以下几种：（1）外部设备请求中断（2）故障强迫中断（3）实时时钟请求中断（4）数据通道中断（5）软件中断3.中断系统的功能为实现中断而设置的各种中断控制逻辑以及管理相应中断的指令有机组合后称为中断系统。中断系统为了实现规定的中断控制，一般应具有以下功能：（1）中断处理功能（2）中断优先权排队功能（3）中断嵌套功能图7-2所示为3层中断嵌套结构，该系统中3个中断源的优先权安排为：中断3为最高，其次为中断2，中断1为最低。图7-2中断嵌套示意图7.1.2微机系统中的中

4、断处理过程微机系统的中断处理从开始到结束包括以下几个主要步骤：（1）识别中断源（2）保护现场（3）开中断（4）中断服务（5）中断返回7.1.3中断优先级的排队及判别系统中多个中断源的中断请求信号都是送到CPU同一引脚上申请中断服务，这就要求CPU能识别出是哪些中断源在申请中断，同时比较它们的优先权，从而决定先响应哪一个中断源的中断请求。另外，CPU正在处理中断时，也可能要响应更高级的中断请求，并屏蔽同级或较低级的中断请求，这些都需要分清各中断源的优先权。中断源的优先级判别一般可采用软件优先级排队和硬件优先级排队两种方

5、法。1.软件优先级排队软件优先级排队是指各个中断源的优先权由软件安排。图7-4所示电路是一种配合软件优先级排队使用的电路，图中各中断源的优先权不是由硬件电路安排，而是由软件安排。图中若干个外设的中断请求信号相“或”后，送至CPU的中断接收引脚（如INTR）。这样，只要任一外设有中断请求，CPU便可响应中断。在中断服务子程序前可安排一段优先级的查询程序，即CPU读取外设中断请求状态端口，然后根据预先确定的优先级级别逐位检测各外设的状态，若有中断请求就转到相应的处理程序入口。图7-4软件优先级排队电路2.硬件优先级排队硬

6、件优先级排队是指利用专门的硬件电路或中断控制器对系统中各中断源的优先权进行安排。链式优先权排队电路是一种简单的中断优先权硬件排队电路，又称为菊花环式优先权排队电路，它是利用外设连接在排队电路的物理位置来决定其中断优先权的，排在最前面的优先权最高，排在最后面的优先权最低，电路如图7-6所示。图7-6链式优先权排队电路3.中断优先权的判别在多个中断源同时请求中断时，CPU必须首先确定为哪一个中断源服务。采用软件查询中断方式时，中断优先权由查询顺序决定，最先查询的中断源具有最高的优先权。该方法的优点是电路比较简单，缺点是当

7、中断源个数较多时，由逐位检测查询到转入相应的中断服务程序所耗费的时间较长，中断响应速度较慢，服务效率低。7.28086的中断系统Intel8086微型计算机的中断系统简单而且灵活，最多可处理256种不同的中断类型，每个中断源都有相应的中断类型码（0~255）供CPU识别。中断可以由外部设备启动，也可以由软件中断指令启动，在某些情况下还可由CPU自身启动。8086采用了矢量型的中断结构，这种中断结构响应速度快。7.2.1中断的类型一般情况下，中断源可以来自CPU外部，也可以来自CPU内部，按引起中断事件所处的地点可分为

8、外部中断和内部中断两种，如图7-7所示。图7-78086系统中断的分类1.硬件中断硬件中断由外部硬件产生，8086CPU有两条外部中断请求信号线：NMI和INTR，分别接收非屏蔽中断和可屏蔽中断请求信号。2.软件中断软件中断是CPU根据某条指令或者对标志寄存器的某个标志位的设置而产生的，由于它与外部电路无关，故也称为内部中断。在8086系统中，