微機(jī)原理中斷概念

1中斷的定義及必要性2中斷源3中斷處理過(guò)程48086中斷系統(tǒng)中斷的根本概念

1整理課件定義：所謂中斷是指中央處理器CPU正在處理某件事的時(shí)候，外部發(fā)生了某一事件，請(qǐng)求CPU迅速處理，CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)入處理所發(fā)生的事件，處理完后，再回到原來(lái)被中斷的地方，繼續(xù)原來(lái)的工作。這樣的過(guò)程稱為中斷。1中斷的定義及必要性

2整理課件必要性及應(yīng)用中斷功能便于實(shí)現(xiàn)1．分時(shí)操作2．實(shí)時(shí)處理3．故障處理4.主機(jī)與外設(shè)之間的速度匹配CPU和外設(shè)同時(shí)工作；CPU可以通過(guò)分時(shí)操作啟動(dòng)多個(gè)外設(shè)同時(shí)工作，統(tǒng)一管理。大大提高了CPU的利用率，也提高了輸入、輸出的速度。當(dāng)計(jì)算機(jī)用于實(shí)時(shí)控制時(shí)，中斷是一個(gè)十分重要的功能。現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)參數(shù)、信息，需要的話可在任何時(shí)候發(fā)出中斷申請(qǐng)，要求CPU處理；CPU就可以馬上響應(yīng)〔假設(shè)中斷是開(kāi)放的話〕加以處理。這樣的及時(shí)處理在查詢的工作方式是做不到的。

計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)事先預(yù)料不到的情況，或出現(xiàn)一些故障：如電源突跳，存儲(chǔ)出錯(cuò)，運(yùn)算溢出等等。計(jì)算機(jī)就可以利用中斷系統(tǒng)自行處理，而不必停機(jī)或報(bào)告工作人員。3整理課件

外設(shè)中斷請(qǐng)求

實(shí)時(shí)時(shí)鐘中斷請(qǐng)求

控制對(duì)象中斷源

故障引起的中斷

人為設(shè)置的中斷

人為設(shè)置的中斷，不是隨機(jī)的，故稱為自愿中斷。強(qiáng)迫中斷引起的中斷都是隨機(jī)。2中斷源

4整理課件

中斷處理過(guò)程包括中斷請(qǐng)求、中斷排隊(duì)、中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回等全過(guò)程。

中斷技術(shù)對(duì)中斷全過(guò)程的分析、研究及實(shí)現(xiàn)的方法3中斷處理過(guò)程

5整理課件

多中斷源同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU根據(jù)中斷的優(yōu)先級(jí)判斷優(yōu)先執(zhí)行的中斷請(qǐng)求。

中斷嵌套CPU正在執(zhí)行主程序CPU正在執(zhí)行低級(jí)中斷效勞程序CPU正在執(zhí)行高級(jí)中斷效勞程序CPU正在執(zhí)行低級(jí)中斷效勞程序掛起的中斷中斷排隊(duì)6整理課件中斷響應(yīng)條件：IF=1,執(zhí)行完一條指令保護(hù)斷點(diǎn)將下一條指令的CS和IP及目前標(biāo)志存放器FR的內(nèi)容壓入堆棧尋找中斷效勞程序入口地址7整理課件中斷處理保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)中斷效勞程序中用到的存放器和狀態(tài)標(biāo)志的內(nèi)容中斷效勞程序相應(yīng)的中斷源效勞，完成一定的I/O操作恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)完成中斷效勞后，將保存在堆棧中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)恢復(fù)開(kāi)中斷和中斷返回IRET(中斷返回指令〕pushAXpushBX……

popBXpopAX……8整理課件中斷效勞程序用戶編程設(shè)計(jì)9整理課件子程序與中斷服務(wù)程序的區(qū)別對(duì)強(qiáng)迫中斷的效勞程序具有隨機(jī)性要考慮可能在程序的什么指令處發(fā)生，要保護(hù)什么內(nèi)容，才能保證返回?cái)帱c(diǎn)后正常工作。對(duì)人為設(shè)置的軟件中斷與子程序調(diào)用的區(qū)別返回指令不同子程序返回用RET中斷效勞程序返回用IRET處理內(nèi)容不同，中斷一般處理I/O操作。10整理課件48086中斷系統(tǒng)8086微處理器有處理256種中斷的能力。每個(gè)中斷分配給一個(gè)中斷類型碼，在0～255之間，用一字節(jié)表示，也稱為256種類型中斷。256種類型中斷分為硬件中斷和軟件中斷。硬件中斷：外部硬件電路產(chǎn)生的中斷。軟件中斷：8086操作過(guò)程中發(fā)生異常事件或執(zhí)行中斷指令I(lǐng)NTn。11整理課件指令/CPU啟動(dòng)的軟件中斷〔內(nèi)部〕硬件中斷〔外部〕INTn指令中斷邏輯斷點(diǎn)中斷溢出中斷單步中斷除數(shù)為0中斷〔3〕〔4〕〔1〕〔0〕非屏蔽中斷請(qǐng)求〔2〕中斷控制器8259A可屏蔽中斷請(qǐng)求NMIINTR8086中斷分類圖INTOINT3OF=1TF=112整理課件1.可屏蔽中斷（MaskableInterrupt）

2.非屏蔽中斷（NonMaskableInterrupt）

3.軟件中斷（SoftwareInterrupt）

INTNMI中斷的分類

13整理課件中斷類型中斷請(qǐng)求信號(hào)

可屏蔽中斷INTR中斷請(qǐng)求輸入線上輸入非屏蔽中斷NMI中斷請(qǐng)求輸入線上輸入軟件中斷用中斷指令使CPU響應(yīng)中斷中斷類型CPU響應(yīng)中斷的方式可屏蔽中斷開(kāi)中斷指令(IF=1)響應(yīng)關(guān)中斷指令(IF=0)屏蔽INTR上來(lái)的中斷請(qǐng)求非屏蔽中斷CPU必須予以響應(yīng)，不能由軟件指令屏蔽軟件中斷CPU只要執(zhí)行該指令，即完成相應(yīng)的中斷功能14整理課件8086中斷向量中斷向量與中斷向量表中斷向量：每種中斷處理程序的首地址稱為中斷向量。中斷向量表：8086將內(nèi)存最低地址的1K單元作為中斷向量表，存放256種中斷處理程序的入口地址，每個(gè)地址占4字節(jié)。中斷向量表的分配如以下圖所示：15整理課件03FFH03FCHType225CSIP:0083HCSType32IP0080H007FHCSType31IP007CH:CSType5IP0014H0013HCSType4IPCSType3IPIPIPIPCSCSCS0010H000FH000CH000FH0008H0007H0004H0003H0000HType8Type1Type0:224保留27個(gè)用戶定義個(gè)8086

專用

5

個(gè)溢出中斷斷點(diǎn)中斷非屏蔽中斷單步中斷除數(shù)為08086/8088中斷向量表占內(nèi)存0000H段中斷類型碼中斷向量指針中斷向量16整理課件8086中斷類型碼8086將中斷類型碼乘4，得到中斷向量表的入口地址，例如：類型碼=0CH，中斷向量表指針=0030H8086從0030H開(kāi)始讀取4字節(jié)中斷處理程序的入口地址，前兩字節(jié)裝入IP，后兩字節(jié)裝入CS，8086執(zhí)行中斷處理程序。17整理課件中斷向量的裝入中斷向量的裝入方法：用MOV指令假設(shè)中斷類型號(hào)為60H，中斷效勞程序的偏移地址是1234H,段地址5678HMOV AX,00HMOV ES,AX;0段MOV BX,60H*4;(=180H)中斷向量指針MOV AX,1234；中斷效勞程序偏移地址MOV ES:[BX],AX;裝入偏移地址MOV AX,5678H;中斷效勞程序段地址MOV ES:[BX+2],AX；裝入段地址18整理課件8086中斷時(shí)序8086對(duì)外部硬件中斷請(qǐng)求INTR的響應(yīng)：當(dāng)INTR有一高電平，即有可屏蔽中斷請(qǐng)求。假設(shè)此時(shí)IF=1且當(dāng)前指令執(zhí)行完，進(jìn)入中斷響應(yīng)周期，處理過(guò)程如下：INTA*在兩個(gè)總線周期中分別發(fā)出有效信號(hào)，在第二個(gè)周期中8086讀到中斷類型碼，然后乘以4,得到中斷向量。下一條指令地址CS和IP入棧，標(biāo)志存放器入棧，去除IF和TF標(biāo)志位。19整理課件T1第一個(gè)中斷響應(yīng)總線周期第二個(gè)中斷響應(yīng)總線周期T2T3T4T1T2T3T4CLKALEINTA*AD7~AD0TYPE8086中斷響應(yīng)時(shí)序20整理課件總結(jié)：中斷操作的5個(gè)步驟：(1)取中斷類型號(hào)(2)計(jì)算中斷向量指針(3)取中斷向量，偏移地址送IP，段地址送CS(4)轉(zhuǎn)入中斷處理程序(5)返回到斷點(diǎn)例：設(shè)中斷INT4AH〔中斷類型號(hào)〕

4AH4=128H〔中斷向量指針〕4AH4+2=12AH(128H)IP〔中斷向量：中斷處理程序入口地址〕(12AH)CS21整理課件中斷向量的修改：使用系統(tǒng)的中斷資源利用DOS功能調(diào)用21H中的35H和25H號(hào)功能修改中斷向量

1.獲取原中斷向量：AH=35HAL=中斷類型號(hào)INT21H返回時(shí)送ES:BX=舊中斷向量段地址：偏移地址2.設(shè)置新中斷向量：AH=25HAL=中斷類型號(hào)DS:DX=新中斷向量段地址：偏移地址INT21H3.恢復(fù)原中斷向量AH=25HAL=中斷類型號(hào)DS:DX=舊中斷向量段地址：偏移地址INT21H22整理課件

1.獲取原中斷向量：

MOVAL,N ;N為指定中斷號(hào)

MOVAH,35HINT21H;取原中斷向量到ES:BXPUSHESPUSHBX;保存原中斷向量，入棧

……

例 用DOS功能調(diào)用修改中斷向量，假設(shè)原中斷效勞程序的中斷號(hào)為n，新中斷效勞程序入口地址的段基址為SEIN，偏移量為OFIN。中斷向量修改的程序段為：23整理課件

2.設(shè)置新中斷向量：

PUSHDSMOVAX,SEINMOVDS,AX;新中斷向量段地址放DSMOVDX,OFI