微機原理與接口技術(shù) 第6章 輸入輸出技術(shù)

微機原理與接口技術(shù)任課教師：喬奎賢E-mail： cren616@126.com第6章輸入輸出與接口技術(shù)——CPU與外設(shè)的工作速度不一致，如何使兩者高效、可靠地進行數(shù)據(jù)傳送，是本章討論的問題第6章輸入輸出與接口技術(shù)6.1 概述6.2 I/O接口6.3 中斷與中斷系統(tǒng)6.4 中斷控制器8259A6.5 DMA控制器8237A6.1 概述輸入和輸出設(shè)備——外部設(shè)備、I/O設(shè)備在微機系統(tǒng)中，被計算機處理的信息，如程序、原始數(shù)據(jù)和各種現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)需通過輸入設(shè)備送入計算機處理，而計算機處理的結(jié)果又需通過輸出設(shè)備顯示或打印。常用I/O設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、磁盤、顯示器、打印機、繪圖儀等I/O設(shè)備的類型：機械式、電動式、電子式、光電式等I/O設(shè)備的信息：數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量等接口：將來自外部設(shè)備的各種信號變換之后傳送給CPU，而CPU將信息處理結(jié)果變換之后傳送給外部設(shè)備46.1 概述鍵盤、鼠標(biāo)——PS/2、USB掃描儀——EPP（增強并口）、USB顯示器——15針D接口，也叫VGA接口5第6章輸入輸出與接口技術(shù)6.1 概述6.2 I/O接口6.3 中斷與中斷系統(tǒng)6.4 中斷控制器8259A6.5 DMA控制器8237A6.2 I/O接口為什么需要I/O接口（電路）？微機的外部設(shè)備多種多樣工作原理、驅(qū)動方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差別很大I/O設(shè)備的功能多種多樣I/O設(shè)備工作速度不同I/O設(shè)備處理的信號不同(模擬/數(shù)字信號、并行/串行)I/O設(shè)備所需的控制信號不同76.2 I/O接口I/O接口：將來自外設(shè)的各種信號變換之后傳送給CPU，而CPU將信息處理結(jié)果變換之后傳送給外部設(shè)備。I/O接口是CPU與外設(shè)之間傳送信息的連接部件，通過系統(tǒng)總線與CPU相連。I/O接口位于系統(tǒng)與外設(shè)間、用來協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳送和控制任務(wù)的邏輯電路。PC機系統(tǒng)板的可編程接口芯片、I/O總線槽的電路板（適配器）都是接口電路。I/O接口的特點：通用性可編程性86.2 I/O接口I/O接口的分類：通用接口：供多種外設(shè)使用的標(biāo)準(zhǔn)接口，使微機正常工作通用接口通常制造成集成電路芯片，稱為接口芯片最初的IBM-PC使用了6塊接口芯片：8284、8288、8255、8259、8237、8253后來的微機將這些芯片集成為大規(guī)模集成電路芯片，稱為芯片組如：82430TX芯片組，由兩片芯片組成：北橋：82439TX南橋：82371AB專用接口：96.2 I/O接口I/O接口的分類：通用接口：專用接口：為某種用途或某類外設(shè)而專門設(shè)計的接口電路，目的在于擴充微機系統(tǒng)的功能專用接口通常制成接口卡，插在主板總線插槽上使用通用接口和專用接口的界限并不嚴(yán)格106.2 I/O接口I/O接口的功能：I/O接口在它連接的CPU與I/O設(shè)備之間起信息轉(zhuǎn)換作用，應(yīng)具備如下功能：接口內(nèi)有特定的硬件電路供CPU直接存取，稱為I/O端口接口應(yīng)有地址譯碼功能接口可傳送除基本信息（數(shù)據(jù)信息）外的各種信息116.2 I/O接口6.2.1CPU與I/O設(shè)備間的信息種類CPUI/O接口外圍設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)控制數(shù)據(jù)狀態(tài)控制I/O接口：與系統(tǒng)總線相連：實現(xiàn)與CPU的啟動、選中接口等控制信號的配合，提供傳輸數(shù)據(jù)信息的I/O端口。與I/O設(shè)備相連：隨接口類型的不同而異，其電路結(jié)構(gòu)與設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的要求以及數(shù)據(jù)格式緊密相關(guān)。126.2 I/O接口6.2.1CPU與I/O設(shè)備間的信息種類接口傳遞的不同信息用不同的I/O端口區(qū)分(數(shù)據(jù),狀態(tài)和控制信息)數(shù)據(jù)信息：CPU和外設(shè)之間交換的基本信息數(shù)字量：通常以8/16位的二進制數(shù)及ASCII碼的形式傳輸開關(guān)量：用0/1表示信息，如開關(guān)的通/斷模擬量：模擬的電壓、電流或非電量狀態(tài)信息：反映當(dāng)前外設(shè)所處工作狀態(tài),外設(shè)通過接口往CPU傳送如：輸出設(shè)備是否空閑，輸入設(shè)備是否數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好等控制信息：CPU通過接口發(fā)送控制信息給外設(shè)如：外設(shè)的啟動信號和停止信號就是常見的控制信息。實際上，控制信息常隨外設(shè)的具體工作原理不同而含義不同136.2 I/O接口I/O接口的典型結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)寄存器控制寄存器數(shù)據(jù)緩沖器CS微處理器DBABCB數(shù)據(jù)控制狀態(tài)I/O接口譯碼讀寫控制邏輯I/O設(shè)備××寄存器——××端口146.2 I/O接口6.2.2I/O端口及編址方式端口：I/O接口中能被CPU訪問的寄存器端口地址：簡稱端口，為了使CPU能對端口進行操作而分配的地址I/O接口的內(nèi)部端口（從應(yīng)用角度）：數(shù)據(jù)寄存器——數(shù)據(jù)端口：保存CPU與外設(shè)之間傳送的數(shù)據(jù)狀態(tài)寄存器——狀態(tài)端口：保存外設(shè)或接口電路的狀態(tài)控制寄存器——控制端口：保存CPU給外設(shè)或接口電路的命令CPU同外設(shè)之間的信息傳遞，實質(zhì)上是對端口進行讀/寫操作156.2 I/O接口6.2.2I/O端口及編址方式I/O接口的的外部特性：主要體現(xiàn)在引腳上，分成兩側(cè)信號面向CPU一側(cè)的信號：用于與CPU連接主要是數(shù)據(jù)、地址和控制信號面向外設(shè)一側(cè)的信號：用于與外設(shè)連接提供的信號五花八門功能定義、時序及有效電平等差異較大166.2 I/O接口6.2.2I/O端口及編址方式

許多接口電路具有多種功能和工作方式，可以通過編程的方法選定其中一種。接口需要進行物理連接，還需要編寫接口軟件。接口軟件有兩類：初始化程序段——設(shè)定芯片工作方式等數(shù)據(jù)交換程序段——管理、控制、驅(qū)動外設(shè)，負(fù)責(zé)外設(shè)和系統(tǒng)間信息交換176.2 I/O接口端口編址方式：端口與存儲器統(tǒng)一編址：（存儲器映像編址）

將I/O接口中的每個寄存器看作存儲器的一個存儲器的一個存儲單元，納入統(tǒng)一的存儲器地址空間，為每個端口分配一個存儲器地址，CPU可以以訪問存儲器的方式訪問端口。內(nèi)存部分I/O部分存儲器空間00000HFFFFFH優(yōu)點：不需專用IO指令，使程序設(shè)計靈活；I/O端口的地址空間可大可小，可使外設(shè)數(shù)量幾乎不受限制缺點：影響內(nèi)存容量；訪問I/O端口的執(zhí)行時間增加186.2 I/O接口端口編址方式：端口獨立編址：（專用的I/O端口編址）

I/O端口不占用存儲器的地址空間，端口地址是獨立的，CPU使用專門的I/O指令訪問I/O端口。內(nèi)存空間I/O空間FFFFFHFFFFH0優(yōu)點：I/O端口的地址短，譯碼電路簡單；M同I/O端口的操作指令不同，程序清晰；M和I/O端口控制結(jié)構(gòu)相互獨立,可分別設(shè)計缺點：需專用I/O指令；程序設(shè)計靈活性差80x86采用I/O端口獨立編址196.2 I/O接口8088的I/O端口地址

8088只能通過輸入輸出指令與外設(shè)進行數(shù)據(jù)交換；呈現(xiàn)給程序員的外設(shè)是端口（Port），即I/O地址8088用于尋址外設(shè)端口的地址線為16條，端口最多為216＝65536（64K）個，端口號為0000H~FFFFH地址線上的地址信號用IO/M*來區(qū)分每個端口用于傳送一個字節(jié)的外設(shè)數(shù)據(jù)IBMPC只使用了1024個I/O地址(0～3FFH)206.2 I/O接口6.2.38086/8088的I/O指令I(lǐng)N輸入指令：指令格式：

IN AL, PORT ;從端口讀取字節(jié)信息

IN AX, PORT ;從端口讀取字信息指令功能：AL←（PORT）字節(jié)數(shù)據(jù)；AX←（PORT）字?jǐn)?shù)據(jù)說明：端口地址可以是8位立即數(shù)(直接尋址)，范圍：0~255(0~FFH)端口地址可存入DX寄存器(間接尋址)，范圍：0~65535(0~FFFFH)I/O指令不影響標(biāo)志位例如： IN AX, 86H

IN AL, DX輸入端口數(shù)據(jù)線地址譯碼(RD,IO/M)IOR216.2 I/O接口OUT輸出指令：指令格式： OUT PORT,AL

;向端口輸出字節(jié)信息

OUT PORT,AX

;向端口輸出字信息指令功能：（PORT）←AL字節(jié)數(shù)據(jù)；（PORT）←AX字?jǐn)?shù)據(jù)說明：端口地址和累加器的規(guī)定與輸入指令I(lǐng)N相同例如： OUT 84H, AX OUT DX, AL輸出端口數(shù)據(jù)線地址譯碼(WR,IO/M)IOW226.2 I/O接口6.2.38086/8088的I/O指令【例】向300H端口輸出一個字節(jié)唯一的方法：間接尋址MOV

AL

,

n

;n是字節(jié)數(shù)據(jù)MOV

DX

,

300HOUT

DX

,

AL236.2 I/O接口6.2.4主機與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸方式CPU與外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送：即CPU與接口之間的數(shù)據(jù)傳送I/O數(shù)據(jù)傳送的方式：程序控制方式：直接傳送方式：（CPU與外設(shè)同步工作）外部控制過程各種動作時間是固定的，而且是已知的查詢傳送方式：（CPU與外設(shè)不同步工作）：傳送前查詢外設(shè)狀態(tài)，準(zhǔn)備好才傳送，否則CPU等待中斷控制方式：外設(shè)與CPU處于并行工作DMA（直接存儲器存?。﹤魉头绞剑河捎布崿F(xiàn)存儲器與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)246.2 I/O接口程序控制方式：I/O操作在程序控制下進行，用IN和OUT指令直接訪問I/O端口直接傳送方式：——CPU與外設(shè)同步工作外部控制過程各種動作時間是固定的，而且是已知的。實現(xiàn)方法：⑴CPU不查詢外設(shè)工作狀態(tài)；⑵與外設(shè)速度的匹配通過在軟件上延時完成；⑶程序中直接用I/O指令，完成數(shù)據(jù)傳送。特點：⑴這種傳送有前提：外設(shè)必須隨時就緒；⑵適合于簡單設(shè)備，如開關(guān)、發(fā)光二極管、LED數(shù)碼管、繼電器、按鍵或按紐等設(shè)備；⑶無條件傳送的接口和操作均十分簡單。256.2 I/O接口程序控制方式：直接傳送方式：接口電路——硬件保證:只在CPU執(zhí)行從相應(yīng)端口輸入數(shù)據(jù)時,

三態(tài)門處于工作狀態(tài)，使輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)送上總線側(cè)；而CPU執(zhí)行其它指令時,

三態(tài)門均處于高阻狀態(tài),使輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)線與總線側(cè)斷開AB輸入設(shè)備三態(tài)緩沖器地址譯碼器DB（D7~D0）IOR(RD,IO/M)輸入266.2 I/O接口程序控制方式：直接傳送方式：輸出AB輸出設(shè)備鎖存器地址譯碼器DB（D7~D0）IOW(WR,IO/M)276.2 I/O接口查詢傳送方式：CPU與外設(shè)不同步工作傳送前先查詢外設(shè)狀態(tài)，準(zhǔn)備好才傳送，否則CPU處于等待狀態(tài)實現(xiàn)方法：在與外設(shè)進行傳送數(shù)據(jù)前，CPU先查詢外設(shè)狀態(tài)，當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好后，才執(zhí)行I/O指令，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。準(zhǔn)備好——就緒(Ready)輸入：“就緒”說明輸入接口已準(zhǔn)備好送往CPU的數(shù)據(jù),正等著CPU來讀取。該狀態(tài)也可用接口中數(shù)據(jù)緩沖器已“滿”來描述。輸出：“就緒”說明輸出接口已做好準(zhǔn)備,等待接收CPU要輸出的數(shù)據(jù)該狀態(tài)也可用接口數(shù)據(jù)緩沖器已“空”、或者用接口（外設(shè)）“閑”或不“忙(Busy)”來描述。286.2 I/O接口查詢傳送方式：CPU與外設(shè)不同步工作查詢傳送的兩個環(huán)節(jié)⑴查詢環(huán)節(jié)尋址狀態(tài)口讀取狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位若不就緒就繼續(xù)查詢，直至就緒⑵傳送環(huán)節(jié)尋址數(shù)據(jù)口若是輸入，通過輸入指令從數(shù)據(jù)端口讀入數(shù)據(jù)若是輸出，通過輸出指令向數(shù)據(jù)端口輸出數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)就緒？數(shù)據(jù)交換YN296.2 I/O接口查詢傳送方式：——CPU與外設(shè)不同步工作當(dāng)CPU需要對多個設(shè)備進行操作時，則CPU按一定順序依次查詢。所謂的優(yōu)先級問題，先查詢的外設(shè)將優(yōu)先進行數(shù)據(jù)交換。CPU通過不斷查詢外設(shè)狀態(tài)，實現(xiàn)與外設(shè)的速度匹配，CPU通過不斷查詢外設(shè)狀態(tài)，實現(xiàn)與外設(shè)的速度匹配。缺點：不能對設(shè)備進行實時處理查詢過程大大降低CPU的效率外設(shè)接口始終處于被動狀態(tài)306.2 I/O接口中斷控制方式：外設(shè)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，CPU執(zhí)行程序，此時，CPU與外設(shè)并行工作。外設(shè)準(zhǔn)備就緒，向CPU發(fā)中斷申請，CPU暫停程序執(zhí)行，響應(yīng)中斷，進行數(shù)據(jù)傳輸。此時，CPU與外設(shè)是串行工作。中斷服務(wù)程序中斷請求中斷請求外設(shè)中斷服務(wù)程序CPU的運行中斷方式下CPU執(zhí)行程序流程：當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好，向CPU發(fā)出中斷請求信號CPU在滿足響應(yīng)中斷的條件下，發(fā)出中斷響應(yīng)信號CPU暫停當(dāng)前程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序,完成與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送CPU從中斷服務(wù)程序返回，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序316.2 I/O接口直接存儲器存?。―MA）傳送方式：外設(shè)可通過DMA控制器DMAC向CPU發(fā)出DMA請求CPU響應(yīng)DMA請求，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)镈MA工作方式，且將總線控制權(quán)交給DMAC由DMA控制器發(fā)送存儲器地址，且決定傳送數(shù)據(jù)塊的長度執(zhí)行DMA傳送DMA操作結(jié)束，且將總線控制權(quán)交還CPUDMA適用于大批量快速傳送傳送數(shù)據(jù)內(nèi)存地址的修改、記數(shù)等均由DMAC控制器硬件完成CPU放棄對總線的控制權(quán)，其現(xiàn)場不受影響，無需進行保護和恢復(fù)326.2 I/O接口(1)DMA方式與其它方式比較DMA控制器內(nèi)存/外設(shè)外設(shè)/內(nèi)存無需CPU指令外設(shè)/內(nèi)存CPUMOV[XX],ALOUTDX,ALINAL,DXMOVAL,[XX]內(nèi)存/外設(shè)336.2 I/O接口(2)DMA傳輸?shù)奶攸c外設(shè)內(nèi)存外設(shè)直接與存儲器進行數(shù)據(jù)交換，CPU不再擔(dān)當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪檎呖偩€由DMA控制器（DMAC）進行控制（CPU要放棄總線控制權(quán)），內(nèi)存/外設(shè)的地址和讀寫控制信號均由DMAC提供優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸由DMA硬件來控制，數(shù)據(jù)直接在內(nèi)存和外設(shè)之間交換，可以達到很高的傳輸速率（可達幾MB/秒）346.2 I/O接口(3)DMA傳輸?shù)墓ぷ鬟^程由外設(shè)向DMAC發(fā)出DMA請求通過HOLD信號線發(fā)出DMA請求通過HLDA信號線發(fā)出DMA響應(yīng)發(fā)出DMA應(yīng)答信號通過HOLD信號線撤消DMA請求使HLDA信號無效與內(nèi)存?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)(DMA控制器控制)外設(shè)DMA控制器CPU356.2 I/O接口(3)DMA傳輸?shù)墓ぷ鬟^程由DMA控制器向CPU發(fā)出總線請求CPU發(fā)回響應(yīng)信號，并同時讓出總線管理權(quán)給DMA控制器在DMA控制器控制下，數(shù)據(jù)在I/O接口與存儲器之間直接傳送傳送完畢，DMA控制器向CPU發(fā)回結(jié)束中斷請求，則CPU收回總線管理權(quán)366.2 I/O接口I/O數(shù)據(jù)傳送的方式比較：程序控制方式：特點：傳送數(shù)據(jù)可靠性高，計算機使用效率低應(yīng)用：常用在任務(wù)比較單一的系統(tǒng)中中斷控制方式：特點：傳送數(shù)據(jù)可靠性高，效率也高應(yīng)用：常用于外設(shè)工作速率比CPU慢很多而數(shù)據(jù)量不大的系統(tǒng)直接存儲器存?。―MA）傳送方式：特點：可靠性和效率都很高，但硬件電路復(fù)雜，開銷也大應(yīng)用：常用于傳送速率快、數(shù)據(jù)量很大的系統(tǒng)中37第6章輸入輸出與接口技術(shù)6.1 概述6.2 I/O接口6.3 中斷與中斷系統(tǒng)6.4 中斷控制器8259A6.5 DMA控制器8237A6.3中斷與中斷系統(tǒng)為何計算機中要引入中斷？提高數(shù)據(jù)傳輸率避免CPU不斷檢測外設(shè)狀態(tài)，提高CPU的利用率實現(xiàn)對特殊事件的實時響應(yīng)。如多任務(wù)操作系統(tǒng)中：缺頁中斷設(shè)備中斷各類異常396.3中斷與中斷系統(tǒng)什么是中斷?事件發(fā)生事件處理繼續(xù)執(zhí)行程序?qū)嶋H場景執(zhí)行程序計算機中斷請求及響應(yīng)中斷處理中斷返回正在看書電話鈴響接電話繼續(xù)看書406.3中斷與中斷系統(tǒng)中斷：指CPU在正常執(zhí)行程序的過程中，由于內(nèi)部/外部事件或由程序的預(yù)先安排，引起CPU暫時中斷當(dāng)前程序的運行而轉(zhuǎn)去執(zhí)行為內(nèi)部/外部事件或預(yù)先安排的事件服務(wù)的子程序，待中斷服務(wù)子程序執(zhí)行完畢后，CPU再返回到暫停處（斷點）繼續(xù)執(zhí)行原來的程序中斷具有隨機性：CPU預(yù)先不知道外設(shè)何時產(chǎn)生中斷中斷的產(chǎn)生：－由外設(shè)硬件產(chǎn)生－由程序軟件產(chǎn)生斷點CPU響應(yīng)中斷中斷返回中斷請求現(xiàn)行程序中斷服務(wù)程序416.3中斷與中斷系統(tǒng)中斷的處理過程：1.中斷請求：當(dāng)外設(shè)要求CPU為其服務(wù)時，外設(shè)接口（中斷源）發(fā)出中斷請求信號，送到CPU的INTR或NMI引腳CPU每執(zhí)行完一條指令都要檢測中斷請求輸入線CPU是否響應(yīng)取決于CPU的中斷允許控制位IF——對于可屏蔽中斷中斷屏蔽：有中斷請求但未被允許對于可屏蔽中斷是否響應(yīng)——中斷觸發(fā)器IF/中斷允許控制位IFIF=1：允許中斷 通過SLI開中斷指令打開IFIF=0：允許中斷 通過CLI關(guān)中斷指令關(guān)閉IF426.3中斷與中斷系統(tǒng)對于可屏蔽中斷是否響應(yīng)——中斷觸發(fā)器IF/中斷允許控制位IFIF＝0：可屏蔽中斷不會被響應(yīng)關(guān)中斷、禁止中斷、中斷屏蔽系統(tǒng)復(fù)位，使IF＝0任何一個中斷被響應(yīng)，使IF＝0執(zhí)行指令CLI，使IF＝0IF＝1：可屏蔽中斷會被響應(yīng)開中斷、允許中斷、中斷開放執(zhí)行指令STI，使IF＝1執(zhí)行中斷返回指令I(lǐng)RET恢復(fù)原IF狀態(tài)436.3中斷與中斷系統(tǒng)2.中斷響應(yīng)：

當(dāng)CPU檢測到外設(shè)有中斷請求時，即INTR高電平有效，而CPU又處于允許中斷狀態(tài)時（IF=1），則CPU進入中斷響應(yīng)周期。在中斷響應(yīng)周期，CPU將自動完成如下操作：⑴連續(xù)發(fā)出兩個中斷響應(yīng)信號INTA完成一個中斷響應(yīng)周期。⑵關(guān)中斷（IF清零），避免在中斷過程中受到其他中斷源的干擾⑶保護處理的現(xiàn)行狀態(tài)，即保護現(xiàn)場將斷點地址（IP、CS）及程序狀態(tài)字（PSW）進棧保存446.3中斷與中斷系統(tǒng)2.中斷響應(yīng)：⑷在中斷響應(yīng)的第二個總線周期，讀取中斷類型號，獲得中斷服務(wù)程序的入口地址，自動將程序轉(zhuǎn)到此中斷源設(shè)備的中斷處理程序的首地址，即將中斷服務(wù)程序的段地址和偏移地址分別裝入CS和IP。⑸從響應(yīng)中斷請求到中斷現(xiàn)行程序且將程序轉(zhuǎn)移到中斷處理地址的過程稱為中斷響應(yīng)過程。456.3中斷與中斷系統(tǒng)3.中斷處理：由中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)中斷服務(wù)程序：為實現(xiàn)中斷源所期望達到的功能而編寫的程序中斷服務(wù)程序的組成：保護現(xiàn)場：將有關(guān)寄存器的內(nèi)容壓入堆棧中斷服務(wù)：完成為相應(yīng)的中斷服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場：將原壓棧的寄存器內(nèi)容彈回CPU相應(yīng)的寄存器中斷返回：4.中斷返回：執(zhí)行中斷返回指令I(lǐng)RETIRET指令：將使CPU把堆棧內(nèi)保存的斷點信息彈出到IP、CS和FLAG中，保證被中斷的程序從斷點處能夠繼續(xù)往下執(zhí)行466.3中斷與中斷系統(tǒng)中斷服務(wù)程序：編寫中斷服務(wù)程序與編寫子程序類似利用過程定義偽指令PROC/ENDP第1條指令通常為開中斷STI（允許嵌套）最后用中斷返回指令I(lǐng)RET通常采用寄存器傳遞參數(shù)主程序需要調(diào)用中斷服務(wù)程序調(diào)用前，需要設(shè)置中斷向量利用INTn指令調(diào)用中斷服務(wù)程序476.3中斷與中斷系統(tǒng)中斷服務(wù)程序：①保護現(xiàn)場②開中斷——為實現(xiàn)中斷嵌套，必須設(shè)置開中斷③中斷處理——這是中斷服務(wù)程序的核心④關(guān)中斷——為保證下一步恢復(fù)現(xiàn)場的操作不被打斷⑤恢復(fù)現(xiàn)場⑥開中斷——使系統(tǒng)可以響應(yīng)中斷⑦中斷返回486.3中斷與中斷系統(tǒng)中斷源的類型：中斷源：引起中斷的原因或發(fā)出中斷請求的來源8086/8088的256種中斷分為：外部中斷：由外部硬件中斷源引起的中斷可屏蔽中斷：由INTR信號線請求的中斷，受IF標(biāo)志位的影響和控制通常通過8259A中斷控制器進行優(yōu)先級控制后向CPU發(fā)送INTR非屏蔽中斷：由NMI信號線請求的中斷，不受IF標(biāo)志位禁止的中斷通常用于處理應(yīng)急事件，如電源掉電內(nèi)部中斷：所有內(nèi)部中斷都是非屏蔽的內(nèi)部硬件中斷：系統(tǒng)運行程序時,內(nèi)部硬件出錯或某些特殊事件發(fā)生軟中斷：CPU執(zhí)行軟件中斷指令I(lǐng)NTn引起的中斷496.3中斷與中斷系統(tǒng)中斷源的類型： ◆外部中斷：可屏蔽中斷、非屏蔽中斷

◆內(nèi)部中斷：內(nèi)部硬件中斷、軟中斷單步中斷除法錯誤中斷指令中斷INTn斷點中斷INT3溢出中斷INTO中斷邏輯不可屏蔽中斷請求中斷控制系統(tǒng)8259ANMIINTR8086CPU內(nèi)部中斷外部中斷

可屏蔽中斷請求506.3中斷與中斷系統(tǒng)◆外部中斷：外部中斷是由于8088外部提出中斷請求引起的利用外部中斷，微機系統(tǒng)可以實時響應(yīng)外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送請求，及時處理外部意外或緊急事件外部中斷的原因是處理器外部隨機產(chǎn)生的（Interrupt）內(nèi)部中斷的原因是處理器執(zhí)行程序出現(xiàn)異常，所以經(jīng)常被稱為異常（Exception）非屏蔽中斷——中斷類型碼n＝2可屏蔽中斷——中斷類型碼n由申請中斷的中斷源提供516.3中斷與中斷系統(tǒng)⑴非屏蔽中斷NMI通過非屏蔽中斷請求信號NMI向微處理器提出的中斷請求，微處理器無法禁止，將在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束予以響應(yīng)，這個中斷被稱為非屏蔽中斷8088的非屏蔽中斷的向量號為2非屏蔽中斷主要用于處理系統(tǒng)的意外或故障。例如：電源掉電前的數(shù)據(jù)保護存儲器讀寫錯誤的處理526.3中斷與中斷系統(tǒng)⑵可屏蔽中斷INTR外部通過可屏蔽中斷請求信號INTR向微處理器提出的中斷，微處理器在允許可屏蔽中斷的條件下，在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束予以響應(yīng)INTA*，同時輸出可屏蔽中斷響應(yīng)信號，這個中斷就是可屏蔽中斷IF＝1，允許中斷；IF＝0，禁止中斷8088通常需要配合中斷控制器8259A共同處理可屏蔽中斷可屏蔽中斷主要用于主機與外設(shè)交換數(shù)據(jù)536.3中斷與中斷系統(tǒng)◆內(nèi)部中斷：8088內(nèi)部執(zhí)行程序出現(xiàn)異常引起利用內(nèi)部中斷，微處理器為用戶提供了發(fā)現(xiàn)、調(diào)試并解決程序執(zhí)行時異常情況的有效途徑例如，ROM-BIOS和DOS系統(tǒng)利用內(nèi)部中斷為程序員提供了各種功能調(diào)用內(nèi)部中斷的中斷向量號已定。546.3中斷與中斷系統(tǒng)⑴除法錯中斷：執(zhí)行除法指令時，若除數(shù)為0或商超過了寄存器所能表達的范圍，則CPU自動產(chǎn)生一個向量號為0的內(nèi)部中斷，稱為除法錯中斷0號中斷沒有對應(yīng)的中斷指令例如：MOV BL, 0IDIV BL

;除數(shù)BL＝0，產(chǎn)生除法錯中斷MOVAX, 200HMOVBL, 1DIVBL

;商＝200H，不能用AL表達

;產(chǎn)生除法錯中斷556.3中斷與中斷系統(tǒng)(2)單步中斷：由CPU對狀態(tài)標(biāo)志寄存器中的陷阱標(biāo)志TF的測試而產(chǎn)生的1號中斷若TF=1，則在每條指令執(zhí)行結(jié)束后產(chǎn)生1號內(nèi)部中斷，稱為單步中斷。類似0號（除法錯）中斷：不是由外部硬件或者軟件指令產(chǎn)生，是由CPU對標(biāo)志位TF的測試而產(chǎn)生的。例如：DEBUG.EXE調(diào)試程序的單步命令T就利用單步中斷實現(xiàn)對程序的單步調(diào)試。566.3中斷與中斷系統(tǒng)(3)斷點中斷：CPU執(zhí)行INT指令而產(chǎn)生的3號中斷。是8086提供給用戶使用的一種調(diào)試程序手段。對較長程序，通過設(shè)置斷點（插入INT指令），使程序運行一段后進入斷點中斷，檢查程序是否達到要求。例如：DEBUG.EXE調(diào)試程序的運行命令G設(shè)置的斷點，就是利用INT3指令實現(xiàn)的。576.3中斷與中斷系統(tǒng)(4)溢出中斷：由于CPU本身不能判別當(dāng)前處理的數(shù)據(jù)是否帶符號，因此，它提供了INTO指令給用戶。在帶符號運算后安排一條INTO指令，當(dāng)運算后OF＝1，則產(chǎn)生4號內(nèi)部中斷（溢出中斷），進入溢出中斷服務(wù)程序進行處理。MOV AX, 2000HADD AX,

7000H

;2000H+7000H=9000H，溢出：OF=1INTO

;因為OF＝1，所以產(chǎn)生溢出中斷586.3中斷與中斷系統(tǒng)(5)軟件中斷：在執(zhí)行中斷調(diào)用指令I(lǐng)NTn時產(chǎn)生的一個向量號為n（0~255）的內(nèi)部中斷，n為一個字節(jié)的中斷類型碼，稱為指令中斷。用INTn指令來產(chǎn)生中斷，運行用戶自行設(shè)計的一些中斷服務(wù)程序，這與段間調(diào)用子程序相似。如：系統(tǒng)功能調(diào)用INT21H596.3中斷與中斷系統(tǒng)中斷向量表：中斷向量表：也稱中斷指針表，用來按中斷類型號順序存放256種中斷源對應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址表內(nèi)容：所有中斷服務(wù)程序的入口地址，即256個中斷向量表長度：一個中斷向量4個字節(jié)，256個中斷向量共256×4＝1024字節(jié)，即占用1K存儲空間表位置：物理地址00000H（0～3FFH）開始，依次安排各個中斷向量，向量號也從0開始存放次序：按中斷類型碼從小到大依次存放。每個中斷向量占用的4個單元中，小地址存放偏移地址，大地址存放段地址向量號為N的中斷向量的物理地址＝N×4606.3中斷與中斷系統(tǒng)8088的中斷向量表：003FFH向量號255的CS值用戶中斷(向量號FFH)003FCH向量號255的IP值……（中斷向量）向量號2的CS值非屏蔽中斷(向量號2)00008H向量號2的IP值向量號1的CS值單步中斷(向量號1)00004H向量號1的IP值向量號0的CS值除法錯中斷(向量號0)00000H向量號0的IP值中斷向量地址616.3中斷與中斷系統(tǒng)中斷的優(yōu)先級：軟件中斷除法錯中斷指令中斷溢出中斷非屏蔽中斷NMI可屏蔽中斷INTR單步中斷高低626.3中斷與中斷系統(tǒng)例題1：如果在00080H～00083H這