微機原理與接口技術(shù)(樓順天)-第8章1.ppt

1、第8章 中斷系統(tǒng)中斷與可編程控制器8259A,掌握中斷、中斷源及中斷源的種類、中斷向量、中斷類型號以及中斷類型號與中斷向量表地址的對應關系、中斷響應和返回操作過程（特別是外部可屏蔽中斷）、中斷嵌套、中斷向量的建立以及中斷服務程序設計等方面的概念；掌握8259A的引腳功能、8259A內(nèi)部的IMR、IRR和ISR的功能、8259A單片/多片級聯(lián)的初始化及中斷結(jié)束方式等。掌握中斷方式進行輸入/輸出的軟硬件設計。,本章要點,第8章 中斷系統(tǒng)與可編程中斷控制器8259A 1.中斷的基本概念 2. 8086的中斷系統(tǒng) 3.可編程中斷控制器8259A及其應用,本教案內(nèi)容,一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念,中斷是指C

2、PU暫停正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理中斷事件的中斷服務程序，待執(zhí)行完中斷服務程序再返回到原被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。,8.1中斷的基本概念,中斷,一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念,中斷源及分類,內(nèi)部中斷源：中斷源位于微處理器內(nèi)部， 如程序異常、陷阱中斷、軟件中斷等 外部中斷源：中斷源在微處理器的外部，如外部故障、外部事件、I/O事件等,通常稱引起中斷的事件為中斷源。,8.1中斷的基本概念,一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念,中斷類型號,為了能使CPU識別中斷源，從而能正確地轉(zhuǎn)向該中斷源對應的中斷服務程序入口，通常用若干位二進制編碼來給中斷源編號，該編號稱為中斷類型號。,8.1中斷的基本概念,一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念

3、,中斷斷點,由于中斷的發(fā)生，某個程序被暫停執(zhí)行。該程序中即將執(zhí)行，但由于中斷而沒有被執(zhí)行的那條指令（即中斷發(fā)生時CPU正在執(zhí)行指令的下一條指令）的地址稱為中斷斷點，簡稱斷點。,8.1中斷的基本概念,一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念,中斷服務程序,中斷服務程序：處理中斷事件的程序段。如除法錯中斷服務程序、輸入輸出中斷服務程序等。 中斷服務程序與一般的子程序?qū)Ρ龋鹤映绦虻恼{(diào)用是由程序設定，因此是確定的而中斷服務程序由某個事件引發(fā)，它的發(fā)生往往是隨機的、不確定的。,8.1中斷的基本概念,一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念,中斷系統(tǒng),為實現(xiàn)計算機的中斷功能而配置的相關硬件、軟件的集合稱為中斷系統(tǒng)。,8.1中斷的基本概念

4、,二、中斷工作方式的特點,并行處理能力,實時處理能力,故障處理能力,多道程序或多重任務的運行,8.1中斷的基本概念,三、中斷管理,對中斷全過程的控制,中斷源發(fā)出中斷請求時，微處理器能決定是否響應這一中斷。若允許響應這個中斷請求，微處理器能在保護斷點后，將控制轉(zhuǎn)移到相應的中斷服務程序去，中斷處理完后，微處理器又能返回到斷點處繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。,8.1中斷的基本概念,三、中斷管理,中斷源的識別,在多個中斷源共存的系統(tǒng)中，當有中斷發(fā)生時，CPU需要識別是那個中斷源發(fā)出的請求,軟件方法：軟件查詢中斷源的狀態(tài)來識別 硬件方法：需硬件提供中斷類型號來識別,8.1中斷的基本概念,三、中斷管理,中斷的優(yōu)先

5、權(quán),對于系統(tǒng)中的所有中斷源，必須根據(jù)中斷的性質(zhì)及處理的輕重緩急對中斷源進行排隊，并給予優(yōu)先權(quán)。所謂優(yōu)先權(quán)，是指有多個中斷源同時提出中斷請求時，微處理器響應中斷的優(yōu)先次序。,8.1中斷的基本概念,三、中斷管理,中斷嵌套,8.1中斷的基本概念,四、中斷過程,對于不同類型的中斷源，微處理器的響應及處理過程不完全一樣，大致過程為：,中斷源請求中斷,中斷響應,中斷服務,8.1中斷的基本概念,四、中斷過程,中斷源請求中斷,外部中斷源：由外部硬件產(chǎn)生可屏蔽或不可屏蔽中斷的請求信號。 內(nèi)部中斷源：在程序運行過程中發(fā)生了指令異?；蚱渌闆r。,8.1中斷的基本概念,四、中斷過程,中斷響應,響應可屏蔽中斷條件： 1

6、、微處理器處于中斷允許狀態(tài)（IF=1） 2、沒有不可屏蔽中斷請求和總線請求 3、當前指令執(zhí)行結(jié)束,響應不可屏蔽中斷條件： 1、沒有總線請求 2、當前指令執(zhí)行結(jié)束,8.1中斷的基本概念,四、中斷過程,中斷響應,響應內(nèi)部中斷條件： 當前指令執(zhí)行結(jié)束,中斷響應過程如下：,8.1中斷的基本概念,四、中斷過程,中斷服務,8.1中斷的基本概念,一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),8086用8位二進制碼表示一個中斷類型，共有256個中斷，可分為兩大類： 可屏蔽中斷 外部中斷 非可屏蔽中斷 中斷 除法錯中斷 單步中斷 內(nèi)部中斷 斷點中斷 溢出中斷 軟中斷,一、8086微處理器的中斷類型,8

7、.28086中斷系統(tǒng),8086中斷結(jié)構(gòu),一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),外部可屏蔽中斷,可屏蔽中斷由INTR引入，受標志寄存器中的中斷允許標志位IF的控制。IF=0時，微處理器不響應INTR的中斷請求，IF=1時，微處理器響應INTR的中斷請求。,8086的可屏蔽中斷源由可編程中斷控制器8259A統(tǒng)一管理，INTR中斷的類型碼可以是8255 。,一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),外部不可屏蔽中斷,不可屏蔽中斷由NMI引腳引入，微處理器對NMI中斷請求的響應，不受中斷允許標志位IF控制。不管IF的狀態(tài)如何，只要NMI信號有效，8086現(xiàn)行指令執(zhí)行結(jié)束

8、，沒有DMA請求，都會立即響應NMI中斷請求。NMI中斷類型碼固定為2 。,一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),除法錯中斷,在執(zhí)行DIV（無符號數(shù)除法）或IDIV（有符號數(shù)除法）指令時，若發(fā)現(xiàn)除數(shù)為零或商超過寄存器所能表達的范圍（商溢出），8086微處理器立即執(zhí)行中斷類型碼為0的內(nèi)部中斷。,一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),單步中斷,8086標志寄存器中有一個陷阱標志位TF，若TF=1，則微處理器每執(zhí)行完一條指令就引起一個中斷類型碼為1的內(nèi)部中斷。它用于實現(xiàn)單步操作，是一種強有力的調(diào)試手段。,一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),斷點

9、中斷,INT 3指令產(chǎn)生一個中斷碼為3的內(nèi)部中斷，稱為斷點中斷。在程序調(diào)試過程中，需要跟蹤程序走向、了解程序執(zhí)行過程的中間結(jié)果時，可以用INT 3指令臨時替換原有的指令，稱為設置斷點。,一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),溢出中斷,8086標志寄存器中有一個溢出標志位OF，若上一條指令的執(zhí)行結(jié)果使OF=1，則INTO指令引起中斷類型碼為4的內(nèi)部中斷；否則此指令不起作用，程序順序執(zhí)行下一條指令。,一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),軟中斷,用戶可以用INT n指令產(chǎn)生一個中斷，n為中斷類型碼。如DOS系統(tǒng)功能調(diào)用INT 21H指令的中斷類型碼為21H。,二

10、、8086微處理器的中斷向量表,8.28086中斷系統(tǒng),中斷向量：也稱為中斷指針，就是中斷服務程序的入口地址,中斷向量表：它是中斷類型號與它對應的中斷服務程序入口地址之間的換算表。8086的中斷向量表占用存儲器從00000H開始的最低地址區(qū)的1024個單元，每個中斷向量占用4B，故可存256個中斷向量。,二、8086微處理器的中斷向量表,8.28086中斷系統(tǒng),中斷向量表的結(jié)構(gòu),三、8086微處理器的中斷響應及返回,8.28086中斷系統(tǒng), 可 屏 蔽 中 斷 的 響 應 過 程,三、8086微處理器的中斷響應及返回,8.28086中斷系統(tǒng),不可屏蔽中斷的響應操作,CPU對它的響應不受IF位的控制，也要等待當前指令執(zhí)行結(jié)束。若非可屏蔽中斷請求和可屏蔽中斷請求同時出現(xiàn)，CPU將優(yōu)先響應非可屏蔽中斷。非可屏蔽中斷的中斷類型號固定為2，無需從外部取回一個字節(jié)的中斷類型號操作。非可屏蔽中斷響應的其它操作和可屏蔽中斷相同。,三、8086微處理器的中斷響應及返回,8.28086中斷系統(tǒng),內(nèi)部中斷的響應操作,內(nèi)部中斷響應操作有以下共同點