微机原理与接口课件9-中断系统-1

有关中断的基本概念

8259A可编程中断控制器

8086中断系统

8086CPU中断响应流程本章内容

掌握中断技术的基本概念

了解8086中断系统及其对各种类型中断的响应流程

了解8259A中涉及到的有关概念

掌握8259A的编程应用学习目的中断系统的基本概念一、什么叫中断？中断申请主程序中断服务程序返回中断示意图所谓中断，是指这样一个过程：当CPU正在执行程序过程中，由于某一突然事件的发生，暂时中止正在执行的程序，转去处理突然发生的事件（执行中断服务程序），处理完毕，再返回原来被中止的程序继续运行。“中断”的例子(与子程序区别)：例1：门铃响时，放下手中正在做的事情，跑去开门，招待客人；客人走后，接着做原来的事情。例2：教师讲课过程中，同学遇有疑问、不理解之处，随时向老师提问。问题：请同学们列举类似“中断”的例子。二、应用中断技术的优点NYREADY？输入状态信息输入数据查询方式的数据输入中断方式的数据输入外设请求中断INTR有效主程序中断服务程序输入数据外设准备数据二、应用中断技术的优点1.实现CPU与外设的并行工作，提高了CPU的效率。2.实现实时处理。3.实现故障处理。三、中断源引起中断的原因，或产生中断请求的来源。通常有以下几种：1.一般的I/O设备，如键盘、打印机等。2.实时时钟。3.故障源。4.为了调试程序而设置的中断。

(例如设置断点，单步运行等)

四、中断系统的功能计算机系统中，用于实现中断功能的硬件和软件的集合，称为中断系统。中断系统应解决如下问题(或具有功能)：1.中断请求信号的产生(中断源如何申请中断？)CPU如何响应？(如何知道有中断请求？

是否有求必应？响应后的处理过程？)3.中断优先权问题4.中断的具体服务5.中断服务完毕，如何返回原程序？五、实现中断优先权的方法

判断和确定中断源的中断优先权，可以采用软件和硬件两种方法。当系统中有多个中断源存在时，若有几个中断源同时提出申请，CPU先响应谁？当CPU正响应某一中断过程中，又有另外的中断源提出中断请求，CPU是否响应(中断嵌套)？为此提出了中断优先权的概念。1.用软件确定中断优先权软件查询流程图优先权管理电路三态缓冲器译码锁存器INTRD7~D0A15~A0中

断

源A中

断

源B中

断

源C……

…

IO

M

在

中

断

服

务

中读

入

请

求

状

态A申

请

？B申

请

？中

断

返

回为中断源A服务的程序段YC申

请

？为中断源B服务的程序段为中断源C服务的程序段…

…

YY

采用软件查询方式的特点：

询问的次序，即为优先权的次序。

硬件简单。

由查询转至相应的服务程序的时间长，尤其在中断源较多的情况。2.硬件方式（1）若CPU未处理任何中断，则“优先权失效”信号为高，当任一中断源请求中断时，通过门2发出INTR信号。12

8-3优先权编码器优先权寄存器A<B比较器A2A1A0B2

B1

B0比较失效

中断请求0

中断请求1

中断请求2…………7

D7~D0…INTR…

编码器和比较器的优先权排队电路（2）若CPU正在进行中断处理，当某一中断源请求中断时，能否向CPU发出INTR信号，受比较器的控制。2.硬件方式12

8-3优先权编码器优先权寄存器A<B比较器A2A1A0B2

B1

B0比较失效

中断请求0

中断请求1

中断请求2…………7

D7~D0…INTR…

编码器和比较器的优先权排队电路×××12.硬件方式12

8-3优先权编码器优先权寄存器A<B比较器A2A1A0B2

B1

B0比较失效

中断请求0

中断请求1

中断请求2…………7

D7~D0…INTR…

编码器和比较器的优先权排队电路思考题：与软件查询方式比较，采用硬件方式有何特点？六、8086CPU响应外部中断的过程CPU在每一个指令周期的最后一个总线周期的最后一个T状态采样INTR或NMI信号线。

下面以INTR

为例，说明8086CPU响应中断的过程。执行一条指令最后一个总线周期的最后一个T状态？有INTR？中断开放？(FR中的IF=1?)关中断(置FR中IF=0)断点地址(CS.IP)入栈FR入栈识别中断源，转入相应中断服务程序保护现场中断服务处理恢复现场开中断STI(置FR中IF=1)中断返回IRET取下一条指令NoNoNoYesYesYes七、小结1.实现断点地址的保护与恢复。2.实现现状信息的保护。3.实现中断优先权的排队。4.实现中断的嵌套。中断服务2

(高优先级)主程序中断服务1中断过程由计算机的中断系统，配合用户设计的中断服务程序来实现。中断应具备以下功能：INTn指令

中断逻辑非屏蔽中断请求中断控制系统（8259A）INT3指令INTO指令单步中断除数为0中断…

可屏蔽中断请求NMIINTR硬件中断软件中断8086CPU的中断系统一、中断类型8086能处理256种中断，分为两大类：外部中断和内部中断。其中断分类如右图8086的中断分类1.外部中断(硬件中断)（1）

非屏蔽中断NMI(类型号为2)

有效，不受FR中IF的影响，常用于处理系统的重大故障。（2）

可屏蔽的中断INTR高有效，CPU是否响应，取决于FR中IF的状态。常用于各种外设的中断。2.内部中断(软件中断)通常由三种情况引起：(1)INTn指令中断(n为中断类型号)

(2)处理CPU某些错误的中断

除法错中断(中断类型号为0)

溢出中断(INTO)(中断类型号为4)(3)为调试程序设置的中断a单步中断当FR中TF=1时，每执行一条指令，CPU产生类型为1的单步中断。b断点中断设置断点实际上是把指令“INT3”插入到程序中，CPU每执行到断点处的“INT3”指令，便产生类型为3的中断。二、中断优先级8086系统中，中断优先级的次序为：高低内部中断(除法错、INTO、INTn)NMIINTR单步中断三、中断向量表CPU响应中断后，如何得到中断服务程序的入口地址

(中断向量)，转入到中断服务程序？8086CPU通过建立中断向量表的方法解决。中断向量(中断服务程序入口地址)在表中的地址=中断类型号

×4中断向量表溢出中断0000:0014H0000:0013H0000:0010H0000:000FH0000:000CH0000:000BH0000:0008H0000:0007H0000:0004H0000:0003H

0000:0000H

类型5类型255供用户定义的中断

（共224个）0000:007FH00