电力电子器件概述

1、1 第第6 6章章 输入输出及中断技术输入输出及中断技术2主要内容主要内容l输入输出系统的基本概念输入输出系统的基本概念li/o接口和端口接口和端口l端口的编址方式端口的编址方式l简单接口芯片及其应用简单接口芯片及其应用l基本输入输出方法基本输入输出方法l中断的基本概念及工作过程中断的基本概念及工作过程l*中断控制器中断控制器825936.6.1 1 输入输出系统输入输出系统了解和掌握：了解和掌握：li/o系统的概念和特点系统的概念和特点l接口的基本功能接口的基本功能l端口的概念端口的概念l端口的编址方式端口的编址方式li/o地址译码地址译码4一、输入输出系统的组成及特点一、输入输出系统的组成

2、及特点l在计算机系统中，通常把处理器和主存储器之外的部分统在计算机系统中，通常把处理器和主存储器之外的部分统称为输入输出系统。称为输入输出系统。l组成：组成：li/o设备，设备， i/o接口，接口， i/o软件软件l特点：特点：l复杂性：复杂性：i/o设备品种繁多、功能各异，具有复杂性设备品种繁多、功能各异，具有复杂性l实时性：实时性：i/o系统对不同设备的请求都能给予及时处理系统对不同设备的请求都能给予及时处理l异步性：外部设备与异步性：外部设备与cpu时序不一致，异步进行工作时序不一致，异步进行工作l与设备无关性：不同外设可选择一种标准接口与与设备无关性：不同外设可选择一种标准接口与cpu

3、 连接连接5二、二、i/o接口和端口接口和端口li/o接口：接口：l将外设连接到系统总线上的一组逻辑电路的总称。将外设连接到系统总线上的一组逻辑电路的总称。l实现外设与主机之间的实现外设与主机之间的信息交换。信息交换。li/o端口：端口：li/o接口内部的寄存器接口内部的寄存器61. i/o接口要解决的问题接口要解决的问题lcpu与外设的速度匹配与外设的速度匹配(buffer)问题问题l信号电平和驱动能力问题信号电平和驱动能力问题(电平转换器、驱动器电平转换器、驱动器) l信号形式的匹配问题信号形式的匹配问题(a/d、d/a) l信息格式问题信息格式问题l时序匹配问题时序匹配问题l总线隔离问题

4、总线隔离问题(三态门三态门)7输入输出设备一般不能直接与输入输出设备一般不能直接与cpu的系统总线相连接，必须的系统总线相连接，必须在在cpu与外设之间设置专门的接口电路来解决上述问题。与外设之间设置专门的接口电路来解决上述问题。cpu接口电路接口电路键盘键盘磁盘磁盘crt82.接口的功能接口的功能li/o地址译码与设备选择地址译码与设备选择 cpu与多个设备交换数据时，通常要有译码电路，使与多个设备交换数据时，通常要有译码电路，使cpu在执在执行行in/out指令时，每次只能选中一个设备交换数据。指令时，每次只能选中一个设备交换数据。cpu74ls138接口芯片接口芯片1接口芯片接口芯片2接

5、口芯片接口芯片n.系统总线系统总线9l 命令、数据和状态的缓冲与暂存命令、数据和状态的缓冲与暂存-解决速度匹配问题解决速度匹配问题 当快速当快速cpu向慢速设备传送数据时，先把数据传到缓冲器或锁向慢速设备传送数据时，先把数据传到缓冲器或锁存器，等存器，等i/o设备做好接收数据准备后，再从缓冲器取走数据。设备做好接收数据准备后，再从缓冲器取走数据。 当慢速当慢速i/o设备把数据传送到设备把数据传送到cpu时，也把数据存入缓冲器或时，也把数据存入缓冲器或锁存器，再向锁存器，再向cpu发联络信号，通知发联络信号，通知cpu取走数据。取走数据。 实际常采用实际常采用dma方式或中断方式，解决速度不匹配

6、。方式或中断方式，解决速度不匹配。10l 信号电平与类型的转换信号电平与类型的转换 cpu采用采用ttl电平（电平（0-5v），而外设需要的电平范围较宽，），而外设需要的电平范围较宽，需作电平转换需作电平转换 外部温度、压力、流量等模拟量经外部温度、压力、流量等模拟量经a/d转换器转换成数字量，转换器转换成数字量，才能由计算机处理，结果送显示器，打印机或存磁盘。才能由计算机处理，结果送显示器，打印机或存磁盘。 由计算机输出的数字量经由计算机输出的数字量经d/a转换器变成模拟量，推动电机转换器变成模拟量，推动电机等执行部件完成相应操作。等执行部件完成相应操作。 11l 信息的输入输出信息的输入输

7、出 通过通过i/o接口，接口，cpu与外设之间可以进行数据交换，与外设之间可以进行数据交换，cpu将数据输出到外设或从外部设备将数据输入将数据输出到外设或从外部设备将数据输入cpul 增加信号的驱动能力增加信号的驱动能力 cpu采用采用ttl电平（电平（0-5v），可提供功率很小，外设需），可提供功率很小，外设需要的驱动功率大，需增加信号的驱动能力要的驱动功率大，需增加信号的驱动能力l 对外设进行监测、控制与管理，中断处理对外设进行监测、控制与管理，中断处理 cpu可以通过可以通过i/o端口监测、控制和管理端口监测、控制和管理i/o设备的工作状设备的工作状态，外设还可以通过态，外设还可以通过i

8、/o接口向接口向cpu发出中断请求发出中断请求123. i/o端口端口数据端口：数据端口：存放外设送往存放外设送往cpu的数据和的数据和cpu要要 输出的数据，起数据缓冲作用。输出的数据，起数据缓冲作用。状态端口：状态端口：用来存储外设的状态，常用的状态用来存储外设的状态，常用的状态 位：准备好，忙碌位，位：准备好，忙碌位， 错误位错误位控制端口：控制端口：用来存放用来存放cpu向接口电路发出的各向接口电路发出的各 种命令和控制字，从而控制端口和种命令和控制字，从而控制端口和 设备进行各种操作。设备进行各种操作。 i/o端端 口口l i/o接口内部的寄存器及其控制电路接口内部的寄存器及其控制电

9、路-i/o端口端口13i/o端口端口cpu数据数据状态状态控制控制外设外设i/o接口接口db14三、三、i/o端口的编址方式端口的编址方式l8086/8088的寻址能力：的寻址能力：l内存：内存：l1mb（使用地址总线的（使用地址总线的a0-a19）l端口：端口：l64kb（使用地址总线的（使用地址总线的a0-a15）l编址方式：编址方式：l与内存单元统一编址与内存单元统一编址l i/o端口独立编址端口独立编址151.端口与内存的统一编址端口与内存的统一编址特点：特点：l将每一个端口看成一个存储单元，将每一个端口看成一个存储单元，与存储器统一编址进行寻址。与存储器统一编址进行寻址。l指令及控制

10、信号统一指令及控制信号统一 可以用访问内存的方法可以用访问内存的方法(指令指令)访访问问i/o端口；端口；i/o端口可与存储器端口可与存储器共用控制信号。共用控制信号。l内存地址资源减少内存地址资源减少 外设占用了一部分内存地址空间外设占用了一部分内存地址空间内存内存地址地址960kbi/o地址地址64kb00000hf0000hfffffh地址空间地址空间162. 端口的独立编址端口的独立编址特点：特点：l内存地址资源充分利用内存地址资源充分利用 i/o端口的地址空间和内存端口的地址空间和内存地址空间完全独立地址空间完全独立li/o端口与内存使用不同的端口与内存使用不同的控制信号控制信号l能

11、够应用于端口的指令较少能够应用于端口的指令较少 指令系统专门设计了用于指令系统专门设计了用于 访问外设的访问外设的i/o指令指令in/out内存内存地址地址i/o地址地址00000hfffffhffffh0000h8086/8088cpu采用采用i/o端口独立编址方式端口独立编址方式173.端口的寻址端口的寻址l8088/8086可寻址的可寻址的i/o端口数：端口数：l64kl寻址寻址i/o端口的信号：端口的信号：lior、iowla15 a0184.8088/8086的的i/o端口编址端口编址l采用采用i/o端口端口独立编址方式独立编址方式(但地址线与存储器共用但地址线与存储器共用)l地址线

12、上的地址信号用地址线上的地址信号用io/m来区分来区分li/o操作只使用操作只使用20根地址线中的根地址线中的16根：根：a15a0l可寻址的可寻址的i/o端口数为端口数为64k(65536)个个li/o地址范围为地址范围为0ffffh19四、四、i/o地址的译码地址的译码目的：目的：l确定端口的地址确定端口的地址参加译码的信号：参加译码的信号：lior，iow，高位地址信号高位地址信号lout指令将使总线的指令将使总线的iow信号有效信号有效lin指令将使总线的指令将使总线的ior信号有效信号有效201.i/o译码的地址信号译码的地址信号l当接口只有当接口只有一个端口一个端口时，时，16位地

13、址线位地址线一般一般应应全部全部 参与译码，译码输出直接选择该端口（接口）；参与译码，译码输出直接选择该端口（接口）；l当接口具有当接口具有多个端口多个端口时，则时，则16位地址线的高位地址线的高 位位参与译码（决定接口的基地址），而低位参与译码（决定接口的基地址），而低位 则用于确定要访问哪一个端口。则用于确定要访问哪一个端口。212.i/o地址译码例地址译码例l某外设接口有某外设接口有4个端口，地址为个端口，地址为2f0h2f3h，由由a11a2译码得到接口的基地址用译码得到接口的基地址用于选择接口，而于选择接口，而a1、a0用来区分接口中的用来区分接口中的4个个端口。试画该接口与系统的连

14、接图。端口。试画该接口与系统的连接图。22i/o地址译码例地址译码例n地址范围：地址范围：n 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0n 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1任意状态任意状态a11片内地址片内地址图中不接入图中不接入23i/o地址译码例地址译码例n译码电路图：译码电路图： 1a1111a1010a8 8a3 3a2 2a9 9a7 7a4 4&cea1 1a0 0接口芯片接口芯片246.2 6.2 简单接口电路简单接口电路掌握：l接口电路的分类及特点；接口电路的分类及特点；l两类简单接口芯片的应用。两类简单接口芯片的应用。25一、接口的基本构成一、接口的

15、基本构成数据线数据线控制线控制线状态线状态线dbcbab数据输入寄存器数据输入寄存器(or 三态门三态门)数据输出寄存器数据输出寄存器(锁存器锁存器)状态寄存器状态寄存器(or 三态门三态门)命令寄存器命令寄存器译码译码电路电路控制控制逻辑逻辑26接口的基本构成接口的基本构成l数据输入数据输入/输出寄存器输出寄存器 l暂存输入暂存输入/输出的数据输出的数据l命令寄存器命令寄存器 l存放存放cpu发出的控制命令发出的控制命令l设定接口功能、工作参数和工作方式。设定接口功能、工作参数和工作方式。l状态寄存器状态寄存器 l保存外设当前状态，以供保存外设当前状态，以供cpu读取。读取。27二、接口的类

16、型及特点二、接口的类型及特点l按传输信息的方向分类：按传输信息的方向分类：l输入接口输入接口l输出接口输出接口l按传输信息的类型分类：按传输信息的类型分类：l数字接口数字接口l模拟接口模拟接口l按传输信息的方式分类：按传输信息的方式分类：l并行接口并行接口l串行接口串行接口28接口特点接口特点l输入接口：输入接口：l要求对数据具有控制能力，只有外部数据准备好，要求对数据具有控制能力，只有外部数据准备好，cpu可以读取时，才将数据送上系统数据总线可以读取时，才将数据送上系统数据总线l常用三态门缓冲器实现常用三态门缓冲器实现l输出接口：输出接口：l要求对数据具有锁存能力，要求对数据具有锁存能力，c

17、pu输出的数据通过总线输出的数据通过总线送入接口锁存，由接口将数据一直保持到被外设取走送入接口锁存，由接口将数据一直保持到被外设取走l常用锁存器实现常用锁存器实现29三、三态门接口三、三态门接口l高电平、低电平、高电平、低电平、高阻态高阻态301.三态门接口三态门接口l三态门的工作波形：三态门的工作波形：a0a15ior译码输出译码输出d0d7数据数据地址有效地址有效312.三态门芯片三态门芯片74ls244l含含8个三态门的集成电路芯片个三态门的集成电路芯片l该芯片本身不具备数据的保持或锁存能力，只该芯片本身不具备数据的保持或锁存能力，只具备数据的通断控制能力具备数据的通断控制能力l在外设具

18、有数据保持能力时用来做输入接口在外设具有数据保持能力时用来做输入接口l74ls244应用例应用例教材教材p238p238图图323.三态门接口应用例三态门接口应用例l利用三态门作为输入接口（接口地址利用三态门作为输入接口（接口地址380h）接接到地址范围为到地址范围为70000h-71fffh的的eeprom芯片的芯片的ready/busy端，当三态门输出高电平端，当三态门输出高电平时，可向时，可向98c64a写入一个字节数据，输出低电写入一个字节数据，输出低电平时则不能写入。画芯片与系统的连接图平时则不能写入。画芯片与系统的连接图33三态门接口应用例三态门接口应用例d0d7a0a12weoe

19、ready/busya0a12memwmemr高位地高位地址信号址信号d0d7d0380hce译码译码ior34四、锁存器接口四、锁存器接口l通常由通常由d触发器构成；触发器构成；l特点：特点：l具有对数据的锁存能力具有对数据的锁存能力l不具备对数据的控制能力（通断控制）不具备对数据的控制能力（通断控制）351.常用锁存器芯片常用锁存器芯片l74ls273 8d触发器，不具备数据的控制能力触发器，不具备数据的控制能力l74ls373 含三态的含三态的8d触发器，具有对数据的控触发器，具有对数据的控 制能力制能力p239图图362.锁存器芯片锁存器芯片74ls374d0d7q0q7.oecp译码

20、器译码器q0q7d0d7.oecp译码器译码器做输出口做输出口:做输入口做输入口:外外设设自外设自外设与与74ls373一样具备数据控制能力一样具备数据控制能力373.i/o接口综合应用例接口综合应用例l根据开关状态在根据开关状态在7段数码管上显示数字或符号段数码管上显示数字或符号l设输出接口的地址为设输出接口的地址为f0hl设输入接口地址为设输入接口地址为f1hl当开关的状态分别为当开关的状态分别为00001111时，在时，在7段数段数码管上对应显示码管上对应显示0f7段数码管图见教材段数码管图见教材p255o1 i1o2 i2o3 i3o4 i4e1 k0k3+5v g g2a g2b c

21、 b a1174ls244d0 q0 | q1d7 q2 q3 q4cp q5 q6 q7 abcdefgdp7406反相器反相器74ls273rx81174ls138d0d7iowiory0y1f0h = 1111 0000f1h = 1111 0001&a6a4a3a2a1a0d0d1d2d3译码器译码器a7a01符号符号形状形状7段码段码.gfedcba符号符号形状形状7段码段码.gfedcba000111111801111111100000110901100111201011011a01110111301001111b01111100401100110c001110015011

22、01101d01011110601111101e01111001700000111f0111000140i/o接口综合应用例接口综合应用例 程序段程序段seg7 db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,67h,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h lea bx, seg7 mov ah, 0 go: inal, 0f1h and al, 0fh mov si, ax mov al, bx+si out 0f0h, al jmp go416.3 6.3 基本输入基本输入/ /输出方法输出方法无条件传送无条件传送查询式传送查询式传送中断方式传送中断方

23、式传送直接存储器存取直接存储器存取(dma)方式方式分类分类程序控制方式：程序控制方式：cpu与外设交换数据与外设交换数据通过程序来控制通过程序来控制42一、无条件传送一、无条件传送l要求外设总是处于准备好状态或某时刻的状态固定要求外设总是处于准备好状态或某时刻的状态固定l优点：优点：l软件及接口硬件简单软件及接口硬件简单l缺点：缺点：l只适用于简单外设，适应范围较窄只适用于简单外设，适应范围较窄 开关，发光二极管等简单外设，在某一时刻的状态总是固开关，发光二极管等简单外设，在某一时刻的状态总是固定的，也就是总是准备好的，输入时总是可以读到开关状态，定的，也就是总是准备好的，输入时总是可以读到

24、开关状态，输出时，发光二极管总是准备好接收数据。输出时，发光二极管总是准备好接收数据。43无条件传送例无条件传送例n读取开关的状态；读取开关的状态；n当开关闭合时，输出编码使发光二极管亮当开关闭合时，输出编码使发光二极管亮dcpqd0d1输出口地输出口地址址38f3h输入口地输入口地址址38f0h+5v145二、查询工作方式二、查询工作方式l仅当条件满足时才能进行数据传送；仅当条件满足时才能进行数据传送；l每满足一次条件只能进行一次数据传送。每满足一次条件只能进行一次数据传送。l适用场合：适用场合：l外设并不总是准备好外设并不总是准备好l对传送速率和效率要求不高对传送速率和效率要求不高l工作条

25、件：工作条件：l外设应提供设备状态信息外设应提供设备状态信息l接口应具备状态端口接口应具备状态端口46查询工作方式查询工作方式l优点：软硬件比较简单优点：软硬件比较简单l缺点：缺点：cpu效率低，数据传送的实时性效率低，数据传送的实时性 差，速度较慢，因为差，速度较慢，因为cpu要不断要不断 的查询外设的状态的查询外设的状态ready?ready?进行进行一次一次数据交换数据交换读入状态端口并测试外设状态读入状态端口并测试外设状态yn传送完？传送完？y结结 束束n开开 始始每满足一次条每满足一次条件只能进行一件只能进行一次数据传送次数据传送超时超时?ready?ready?与外设进与外设进行数

26、据交换行数据交换超时错超时错读入并测试外设状态读入并测试外设状态ynyn传送完？传送完？防止死循环防止死循环复位计时器复位计时器ny结结 束束n49查询工作方式例查询工作方式例外设状态端口地址为外设状态端口地址为03fbh，第，第5位位(bit5)为状态为状态标志（标志（=1忙，忙，=0准备好）准备好）外设数据端口地址为外设数据端口地址为03f8h，写入数据会使状态，写入数据会使状态标志置标志置1 ；外设把数据读走后又把它置；外设把数据读走后又把它置0。试画出其电路图，并将试画出其电路图，并将data下下100b数据输出。数据输出。d5d7-d0a9|a31&a15|a101iowd7

27、-d03f8h外外设设d7d6d5d4d3d2d1d0busycpq7q6q5q4q3q2q1q0状态端口状态端口gg2ag2bcbaa2a1a074ls138y01iory3oe74ls3743fbh lea si,data mov cx,100again : mov dx,03fbhwaitt：in al,dx test al,20h jnz waitt mov dx,03f8h mov al，si out dx，al inc si loop again hlt 读状态读状态 进行一次传送进行一次传送bit5=1?传送完否传送完否? ? 修改地址指针修改地址指针 初始化初始化ynny 结结

28、 束束52三、中断控制方式三、中断控制方式l特点：特点：l外设在需要时向外设在需要时向cpu提出请求，提出请求，cpu再去为它再去为它 服务。服务结束后或在外设不需要时，服务。服务结束后或在外设不需要时，cpu可可 执行自己的程序执行自己的程序l优点：优点：lcpu效率高，实时性好，速度快。效率高，实时性好，速度快。l缺点：缺点：l程序编制相对较为复杂程序编制相对较为复杂l不适用速度较高的外设不适用速度较高的外设53以上三种以上三种i/o方式的共性方式的共性l信息的传送均需通过信息的传送均需通过cpul软件：软件： l外设与内存之间的数据传送是通过外设与内存之间的数据传送是通过cpu执行程序来

29、完执行程序来完成的（程序控制输入输出（成的（程序控制输入输出（pio）方式）；）方式）；l硬件：硬件：li/o接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由cpu发出的。发出的。l 缺点：缺点：l程序的执行速度限定了传送的最大速度程序的执行速度限定了传送的最大速度54四、四、dma控制方式控制方式特点：特点：l外设直接与存储器进行数据交换外设直接与存储器进行数据交换 ，cpu不再担不再担当数据传输的中介者；当数据传输的中介者；l总线由总线由dma控制器（控制器（dmac）进行控制（）进行控制（cpu要放弃总线控制权），内存要放弃总线控制权），内存/外设的地

30、址和读写外设的地址和读写控制信号均由控制信号均由dmac提供。提供。551.dma控制方式控制方式dmac8237a外设外设接口接口cpudrqmemdackholdhldabus控制信号控制信号地址信号地址信号562.dma控制方式的工作过程控制方式的工作过程l外设向外设向dma控制器发出控制器发出“dma传送请求传送请求”信信号号drq；ldma控制器收到请求后，向控制器收到请求后，向cpu发出发出“总线总线请求请求”信号信号hold；lcpu在完成当前总线周期后会立即发出在完成当前总线周期后会立即发出hlda 信号，对信号，对hold信号进行响应；信号进行响应；ldma控制器收到控制器收

31、到hlda信号后，就开始控制总信号后，就开始控制总线，并向外设发出线，并向外设发出dma响应信号响应信号dack57dma控制方式的工作过程控制方式的工作过程n例：从外设向内存传送若干字节数据例：从外设向内存传送若干字节数据ndmac向向i/o接口发出接口发出i/o端口地址及读信号；端口地址及读信号；n向地址总线上发出存储器的地址；向地址总线上发出存储器的地址；n发出存储器写信号；发出存储器写信号；n传送数据并自动修改地址和字节计数器；传送数据并自动修改地址和字节计数器；n判断是否需要重复传送操作。判断是否需要重复传送操作。58dma控制方式的工作过程控制方式的工作过程n当规定的数据传送完后，

32、当规定的数据传送完后，dma控制器就撤销控制器就撤销发往发往cpu的的hold信号。信号。cpu检测到检测到hold失失效后，紧接着撤销效后，紧接着撤销hlda信号，并在下一时钟信号，并在下一时钟周期重新开始控制总线。周期重新开始控制总线。593.dma工作方式工作方式l数据块传送方式：数据块传送方式：ldmac在申请到总线后，将一块数据传送完后才释放在申请到总线后，将一块数据传送完后才释放总线，而不管中间总线，而不管中间drq是否有效。是否有效。l周期窃取方式（每次传送一个字节或一个字）：周期窃取方式（每次传送一个字节或一个字）：l每个每个dma周期只传送一个字节或一个字就立即释放总周期只传

33、送一个字节或一个字就立即释放总线。线。l直接存取方式：直接存取方式：ldma的数据传送请求直接发到主存储器，在得到响应的数据传送请求直接发到主存储器，在得到响应后，整个工作过程在后，整个工作过程在dma控制器中由硬件完成。控制器中由硬件完成。周期窃取的周期窃取的dma方式：方式：nyn允许允许dmadmac请求总线请求总线cpu响应响应, dmac获总线控制权获总线控制权dma传送一个数据传送一个数据块结束？块结束？释放总线至少一个总线周期释放总线至少一个总线周期地址增量，计数器减量地址增量，计数器减量dmac释放总线释放总线y测试测试i/o的的dreq dma请求？请求？614.dma控制方

34、式控制方式优点：优点：l数据传输数据传输由由dma硬件来控制，数据硬件来控制，数据直接在内存直接在内存和外设之间交换，可以达到很高的传输速率。和外设之间交换，可以达到很高的传输速率。626.4 6.4 中断技术中断技术掌握：掌握：l中断的基本概念中断的基本概念l中断处理的一般过程中断处理的一般过程l中断向量表及其初始化中断向量表及其初始化l8088/8086中断系统中断系统63一、中断的基本概念一、中断的基本概念中断：中断：lcpu执行程序时，由于发生了某种随机的事件执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部外部或内部)，引起，引起cpu暂时中断正在运行的暂时中断正在运行的程序，转去执行

35、一段特殊的服务程序程序，转去执行一段特殊的服务程序(称为中称为中断服务程序或中断处理程序断服务程序或中断处理程序)，以处理该随机，以处理该随机事件，待该事件处理完后又返回被中断的程序事件，待该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。继续执行，这一过程称为中断。64中断源中断源l引起引起cpu中断的事件，发出中断请求的来源。中断的事件，发出中断请求的来源。 内部中断内部中断（软件中断）（软件中断） 外部中断外部中断（硬件中断）（硬件中断）异常中断异常中断软件中断软件中断可屏蔽中断可屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断异常事件引起（溢出，异常事件引起（溢出， 除法错）除法错）中断指令引起

36、中断指令引起（int n）intr中断中断nmi中断中断65引入中断的原因引入中断的原因l提高数据传输率；提高数据传输率；l避免了避免了cpu不断检测外设状态的过程，提高了不断检测外设状态的过程，提高了cpu的利用率；的利用率；l实现对特殊事件的实时响应。实现对特殊事件的实时响应。66二、外部中断处理的一般过程二、外部中断处理的一般过程l中断请求中断请求l中断源识别及中断判优中断源识别及中断判优l中断响应中断响应l中断处理（服务）中断处理（服务）l中断返回中断返回67中断请求中断请求lintr中断请求信号应保持到中断被处理为止；中断请求信号应保持到中断被处理为止；lcpu响应中断后，中断请求信

37、号应及时撤销，响应中断后，中断请求信号应及时撤销，以免造成多次响应。以免造成多次响应。nmi：边沿触发，：边沿触发，cpu即时予以响应即时予以响应intr：电平触发，请求信号保持到：电平触发，请求信号保持到cpu予以响应为止予以响应为止68中断源识别中断源识别l软件查询法软件查询法l中断矢量法中断矢量法l由中断源提供中断类型号，由中断源提供中断类型号，cpu根据类型确定根据类型确定中断源。中断源。中断源识别及判优由硬件系统完成中断源识别及判优由硬件系统完成69中断判优中断判优l优先级法则优先级法则l低优先级的中断程序允许被高优先级的中断源低优先级的中断程序允许被高优先级的中断源所中断所中断l排

38、队法则排队法则中断嵌套中断嵌套70中断判优中断判优 软件判优（需要相应电路支持）软件判优（需要相应电路支持） 顺序查询中断请求，先查询的先服务顺序查询中断请求，先查询的先服务 （即先查询的优先级别高，后查询的优先级依次降低）（即先查询的优先级别高，后查询的优先级依次降低）硬件判优硬件判优 中断控制器判优、链式判优、并行判优（中断向量法）中断控制器判优、链式判优、并行判优（中断向量法）菊花链逻辑电路菊花链逻辑电路intainireqintr&=1 1intaoutdb三态门三态门中中断断向向量量码码e外设接口外设接口中断确认中断确认菊花链菊花链逻辑电路逻辑电路72中断响应中断响应l自动关

39、中断自动关中断if=0;l向中断源发出向中断源发出inta中断响应信号；中断响应信号；l保护硬件现场和断点保护硬件现场和断点l将将flags、 cs、ip压入堆栈压入堆栈l获得中断服务程序入口地址获得中断服务程序入口地址由硬件系统自动完成由硬件系统自动完成73中断处理中断处理l执行中断服务子程序执行中断服务子程序l中断服务子程序的特点：中断服务子程序的特点：l为为“远过程远过程”l用用iret指令返回指令返回74中断服务子程序完成的工作中断服务子程序完成的工作l保护软件现场（参数）保护软件现场（参数）l开中断（开中断（sti）l中断处理中断处理l关中断（关中断（cli）l恢复现场恢复现场l中断

40、返回中断返回75中断返回中断返回l执行执行iret指令，使指令，使ip、cs和和flags从堆栈弹从堆栈弹出出76三、三、8088/8086中断系统中断系统内部中断内部中断外部中断外部中断异常中断异常中断软件中断软件中断非屏蔽中断非屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断256个中个中断源断源除法错中断除法错中断溢出中断溢出中断单步中断单步中断 nmiintr中断逻辑中断逻辑软件中断指令软件中断指令溢出中断溢出中断除法错除法错单步中断单步中断非屏蔽中断请求非屏蔽中断请求中断控中断控制器制器8259apic8086/8088cpu8086/8088cpu内部逻辑内部逻辑断点中断断点中断可可屏屏蔽蔽中中断断请请求求n430128086/8088中断源类型：中断源类型：78中断向量表中断向量表00000h003ffh1kb79中断向量表中断向量表l存放各类中断的中断服务程序的入口地址；存放各类中断的中断服务程序的入口地址；l每个入口占用每个入口占用4