微機(jī)中斷技術(shù)

1、3.1 計(jì)算機(jī)中斷基本概念,3.1.1 中斷的定義,中斷服務(wù)程序,中斷返回,中斷響應(yīng),主程序,中斷優(yōu)點(diǎn)：只有服務(wù)時(shí)才能得到CPU的響應(yīng)，不需要CPU不斷的查詢(xún)。這樣，CPU就可以空出時(shí)間去做其他事情，直到接口需要它服務(wù)時(shí)為止。,2014/06,2.中斷過(guò)程包括,中斷申請(qǐng) 中斷響應(yīng) 中斷處理 中斷返回,3.1.2 中斷源,中斷源,-引起中斷的原因或產(chǎn)生中斷請(qǐng)求的來(lái)源。,1）外部設(shè)備中斷 2）定時(shí)時(shí)鐘中斷 3）故障中斷 4）軟件（人為）設(shè)置中斷,1、中斷源的分類(lèi),2、中斷源發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)的條件,1）中斷請(qǐng)求觸發(fā)器接收中斷源 2）中斷屏蔽觸發(fā)器開(kāi)放,2014/06,3.1.3 中斷的響應(yīng),1）CPU開(kāi)

2、放中斷，否則禁止響應(yīng)中斷。 2）中斷源優(yōu)先級(jí)別最高。 3）當(dāng)前沒(méi)有發(fā)生諸如復(fù)位（RESET）、保持（HOLD）。 4）等到CPU將當(dāng)前指令運(yùn)行結(jié)束后，才能響應(yīng)中斷。 5）若當(dāng)前執(zhí)行的指令是開(kāi)中斷和中斷返回指令時(shí)，則不僅需要執(zhí)行完當(dāng)前指令，還需緊接著再執(zhí)行其它一條指令，CPU才能響應(yīng)中斷請(qǐng)求。,1、中斷響應(yīng)的條件,2、中斷的響應(yīng)過(guò)程,1）關(guān)中斷,2）保存斷點(diǎn),3）形成中斷入口地址,2014/06,對(duì)于中斷的優(yōu)先權(quán)問(wèn)題，主要有三種解決方法：,1、軟件方案,3.1.4 中斷優(yōu)先權(quán),2014/06,通過(guò)硬件電路的設(shè)計(jì)有目的的將某個(gè)中斷設(shè)定為高級(jí)別或低級(jí)別。硬件電路有鏈形電路和編碼電路。,2、硬件方案,

3、1）鏈形電路,中斷優(yōu)先級(jí)自上而下，上面端口的中斷請(qǐng)求可以屏蔽下面的中斷請(qǐng)求。硬件電路自然完成了中斷判優(yōu)。,2014/06,2）編碼電路,74LS148編碼器管腳圖及真值表,74LSl48是一個(gè)8-3優(yōu)先級(jí)編碼器，它是一個(gè)16引腳雙列直插式TTL器件。,2014/06,優(yōu)先控制,失效控制,中斷屏蔽寄存器0開(kāi),中斷請(qǐng)求觸發(fā)器 1有請(qǐng)求,中斷優(yōu)先級(jí)編碼電路,2014/06,3）軟硬件方案,中斷優(yōu)先級(jí)的管理常通過(guò)軟硬件結(jié)合的方案實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)可編程中斷控制器（如8259A）實(shí)現(xiàn)對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)的管理。這種方式既有硬件方案的邏輯簡(jiǎn)單、響應(yīng)中斷快速等優(yōu)點(diǎn)，又可以通過(guò)軟件控制命令字和操作命令字對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)進(jìn)行靈活

4、設(shè)置，因此被廣泛采用。,2014/06,CPU執(zhí)行某中斷服務(wù)程序時(shí)，可以響應(yīng)中斷優(yōu)先級(jí)別更高的中斷請(qǐng)求，這就是中斷嵌套。,根據(jù)事情的輕重緩急，中斷級(jí)別可以由軟件或硬件設(shè)置。,3.1.5 中斷嵌套,2014/06,中斷服務(wù)程序要做保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、開(kāi)中斷、中斷服務(wù)、關(guān)中斷、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、開(kāi)中斷并返回等6件事。,PUSH AX ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) . PUSH BX STI ； 開(kāi)中斷 ；中斷處理 CLI ；關(guān)中斷 POP BX ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) . POP AX ； STI ；開(kāi)中斷 IRET ；中斷返回,3.1.6 中斷處理,2014/06,（1）保護(hù)現(xiàn)場(chǎng),CPU響應(yīng)中斷時(shí)自動(dòng)完成寄存器CS和IP以及標(biāo)志寄存器FR的保

5、護(hù)，但主程序使用的寄存器的保護(hù)則由用戶(hù)根據(jù)使用情況而定。由用戶(hù)保護(hù)寄存器的這段程序稱(chēng)為保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)質(zhì)上是執(zhí)行PUSH指令將需要保護(hù)的寄存器內(nèi)容推入堆棧。,CPU接收并響應(yīng)一個(gè)中斷后自動(dòng)關(guān)閉中斷。但在CPU正在處理當(dāng)前中斷源時(shí)，有可能出現(xiàn)更優(yōu)先的中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)給CPU的情況。此時(shí)，應(yīng)停止對(duì)該中斷的服務(wù)而轉(zhuǎn)入優(yōu)先級(jí)更高的中斷處理，故需要開(kāi)中斷。中斷的嵌套。,（2）開(kāi)中斷,2014/06,（3）中斷服務(wù),中斷服務(wù)程序的核心就是對(duì)某些情況進(jìn)行處理，如傳輸數(shù)據(jù)、處理掉電緊急保護(hù)和各種報(bào)警狀態(tài)等。,由于上述的開(kāi)中斷，因而在此應(yīng)對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)中斷過(guò)程，以便下面的恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的工作順利而不被打斷。,（4）關(guān)中

6、斷,在返回主程序前要將用戶(hù)保護(hù)的寄存器內(nèi)容從堆棧中彈出，以便返回主程序后繼續(xù)正確執(zhí)行主程序?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)用POP指令。,（5）恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng),（6）開(kāi)中斷并返回,在返回主程序前（中斷服務(wù)程序的第二條指令）是開(kāi)中斷指令，最后一條是返回主程序指令I(lǐng)RET。,2014/06,中斷系統(tǒng)的特點(diǎn): 矢量中斷，中斷矢量表。,3.2 中斷系統(tǒng),1、矢量中斷（中斷向量),8086系統(tǒng)共有256個(gè)中斷源，將這些中斷源都編上號(hào)，依次是00HFFH號(hào)，這個(gè)號(hào)就稱(chēng)為中斷類(lèi)型號(hào)。,每個(gè)中斷都對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，這些中斷服務(wù)程序可以存放在存儲(chǔ)器的任何位置。每個(gè)中服程序的入口地址稱(chēng)為一個(gè)中斷向量。 將這些中斷類(lèi)型號(hào)對(duì)應(yīng)的中服入口地址集中起來(lái)列成一個(gè)表，放到存儲(chǔ)器的固定區(qū)域內(nèi)，這個(gè)按順序存放中服入口地址的表就稱(chēng)為中斷向量表。,2014/06,2、中斷矢量表,中斷向量表存放在