微机原理与接口技术中断系统.ppt

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1、第六章中断系统第一节基本概念一、中断1、中断的定义当CPU正常运行时，由于随机事件（内部或外部）引起CPU暂时中止正在运行的程序，转去执行请求中断的外设（或内部事件）的中断服务程序，中断服务程序结束后再返回被中止的程序，这一过程称为中断。2、中断源和中断请求能够向CPU发出中断请求的中断来源称为中断源。I/O设备（CRT、打印机等）、数据设备（磁盘、磁带等）、实时时钟、故障信号、软件中断等都是中断源。中断源能发出中断请求信号到CPU，所以中断源中一般要求有中断请求触发器，请求信号有边沿请求和电平请求两种。3、中断系统的目的维持

2、系统正常工作，提高系统效率；实时处理；为故障处理作准备。4、中断分类中断分外部中断和内部中断两大类；其中外部中断分为两类：⑴可屏蔽中断INTR，由标志寄存器中的IF位控制；⑵不可屏蔽中断NMI，不受IF位控制。5、中断系统功能⑴中断处理：发现中断请求、响应中断请求、执行中断服务程序、中断返回。⑵中断控制：中断优先权排队、中断嵌套当系统中有多个中断时，有可能出现两个或两个以上的中断源同时提出中断请求，这时要求CPU根据中断优先权由高到低依次处理。中断嵌套如图6.1所示。假定有两个中断源A和B，A的级别高于B，当CPU正在处理B中

3、断时，允许A能中断B的中断处理，转去执行A的中断服务程序，在高级中断A处理完后，返回到原来打断处，继续处理B的中断服务程序。图中为两级中断，还可以进行多级中断。图6.1中断嵌套示意图二、中断处理过程1、中断检测中断源向CPU发中断请求是随机的，大多数CPU在现行指令周期结束时检测有无中断请求。8086CPU在每条指令的最后一个机器周期的最后一个时钟周期检测中断请求信号输入线INTR。2、CPU响应中断的条件CPU检测到INTR上有中断请求，要响应它需满足以下条件：⑴CPU开放中断，即CPU内部设置的中断允许触发器IF=1，此触

4、发器可用开中断指令（STI)置1，用关中断指令(CLI)清0。实际上就是标志寄存器中的IF位=1，表示开放可屏蔽中断。参见图6.2。⑵CPU在现行指令结束后响应中断图6.2CPU内设置中断允许触发器IFF3、中断请求与中断屏蔽触发器图6.3是具有中断请求与中断屏蔽的接口电路。每一个中断源都有一个中断请求触发器和一个中断屏蔽触发器。只有当该中断源不屏蔽时，它的中断请求信号才能发给CPU。图6.3具有中断请求与中断屏蔽的接口电路3、CPU响应中断及处理过程满足上述条件后，CPU响应中断，转入中断周期，完成以下操作，其时序如图6.4

5、所示。⑴关中断：CPU响应中断时，发出中断响应信号INTA，同时内部自动地关中断（IF=0），以禁止接受其他的中断请求，以免破坏当前中断服务的现场。⑵保留断点：把断点处的指令指针IP值和CS值压入堆栈，以便中断处理完成后正确地返回主程序断点。⑶识别中断源：识别中断源一般有查询和向量中断（类型号）两种方法。⑷保护现场：把断点处的有关寄存器内容压入堆栈。⑸中断服务：执行中断服务程序图6.4中断时序流程图图6.5中断响应服务及返回流程图⑹恢复现场：将压入堆栈的有关寄存器的内容弹出。⑺开中断：在中断服务的最后要开中断，以便CPU能响应

6、新的中断请求。如果实现中断嵌套，可以在中断服务程序中，在适当时候重新开放中断，以便允许响应较高级的中断。⑻中断返回：将堆栈内的断点值弹出。上述过程如图6.5所示。三、中断优先级和中断嵌套1、中断优先级：中断优先级一般采用软件查询或硬件中断优先级编码电路。2、中断嵌套：当CPU执行优先级较低的中断服务时，而允许响应比它优先级高的中断请求，而将正在处理的中断暂时挂起，这就是中断嵌套。第二节8086/8088的中断系统一、中断分类8086/8088的中断系统如图6.6所示。1、外部中断8086/8088CPU有两条引脚提供外部中断源

7、请求中断：一条是高电平有效的可屏蔽中断INTR；另一条是正跳变有效的非屏蔽中断NMI。外部中断又称硬件中断。⑴可屏蔽中断：可屏蔽中断是由用户定义的外部硬件中断，受中断标志位IF的控制。⑵非屏蔽中断：不受中断标志位IF的控制。图6.68086/8088的中断系统TF=1硬件中断软件中断2、内部中断内部中断又称软件中断，主要来自CPU内部的软件中断。图6.6中，上部是外部的硬件中断；下部是内部的软件中断。二、中断向量表1、中断向量的定义所谓中断向量实际上就是中断服务程序的入口地址。每个中断类型号对应一个中断向量。中断向量占4个字节

8、存储单元，其中前两个字节放中断向量的偏移地址（IP)，且低字节在前，高字节在后；后两个字节放中断向量的段地址（CS），也是低字节在前，高字节在后。2、中断向量表存放中断向量的存储区称为中断向量表。通常在存储器的低地址区。3、8086/8088的中断向量表8086/8088有2