微機(jī)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(hào)以及中斷類型號(hào)與中斷向量表地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系、中斷響應(yīng)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(wù)程序設(shè)計(jì)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(jí)聯(lián)的初始化及中斷結(jié)束方式等。掌握中斷方式進(jìn)行輸入/輸出的軟硬件設(shè)計(jì)。,本章要點(diǎn),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(yīng)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(wù)程序，待執(zhí)行完中斷服務(wù)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(hào),為了能使CPU識(shí)別中斷源，從而能正確地轉(zhuǎn)向該中斷源對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口，通常用若干位二進(jìn)制編碼來給中斷源編號(hào)，該編號(hào)稱為中斷類型號(hào)。,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(diǎn),由于中斷的發(fā)生，某個(gè)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(shí)CPU正在執(zhí)行指令的下一條指令）的地址稱為中斷斷點(diǎn)，簡(jiǎn)稱斷點(diǎn)。,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(wù)程序,中斷服務(wù)程序：處理中斷事件的程序段。如除法錯(cuò)中斷服務(wù)程序、輸入輸出中斷服務(wù)程序等。 中斷服務(wù)程序與一般的子程序?qū)Ρ龋鹤映绦虻恼{(diào)用是由程序設(shè)定，因此是確定的而中斷服務(wù)程序由某個(gè)事件引發(fā)，它的發(fā)生往往是隨機(jī)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(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的中斷功能而配置的相關(guān)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(diǎn),并行處理能力,實(shí)時(shí)處理能力,故障處理能力,多道程序或多重任務(wù)的運(yùn)行,8.1中斷的基本概念,三、中斷管理,對(duì)中斷全過程的控制,中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，微處理器能決定是否響應(yīng)這一中斷。若允許響應(yīng)這個(gè)中斷請(qǐng)求，微處理器能在保護(hù)斷點(diǎn)后，將控制轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序去，中斷處理完后，微處理器又能返回到斷點(diǎn)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(shí)別,在多個(gè)中斷源共存的系統(tǒng)中，當(dāng)有中斷發(fā)生時(shí)，CPU需要識(shí)別是那個(gè)中斷源發(fā)出的請(qǐng)求,軟件方法：軟件查詢中斷源的狀態(tài)來識(shí)別 硬件方法：需硬件提供中斷類型號(hào)來識(shí)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(duì)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(duì)中斷源進(jìn)行排隊(duì)，并給予優(yōu)先權(quán)。所謂優(yōu)先權(quán)，是指有多個(gè)中斷源同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，微處理器響應(yīng)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(duì)于不同類型的中斷源，微處理器的響應(yīng)及處理過程不完全一樣，大致過程為：,中斷源請(qǐng)求中斷,中斷響應(yīng),中斷服務(wù),8.1中斷的基本概念,四、中斷過程,中斷源請(qǐng)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(qǐng)求信號(hào)。 內(nèi)部中斷源：在程序運(yùn)行過程中發(fā)生了指令異常或其他情況。,8.1中斷的基本概念,四、中斷過程,中斷響應(yīng),響應(yīng)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(qǐng)求和總線請(qǐng)求 3、當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束,響應(yīng)不可屏蔽中斷條件： 1、沒有總線請(qǐng)求 2、當(dāng)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(yīng),響應(yīng)內(nèi)部中斷條件： 當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束,中斷響應(yīng)過程如下：,8.1中斷的基本概念,四、中斷過程,中斷服務(wù),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(jìn)制碼表示一個(gè)中斷類型，共有256個(gè)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(cuò)中斷 單步中斷 內(nèi)部中斷 斷點(diǎn)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(biāo)志寄存器中的中斷允許標(biāo)志位IF的控制。IF=0時(shí)，微處理器不響應(yīng)INTR的中斷請(qǐng)求，IF=1時(shí)，微處理器響應(yīng)INTR的中斷請(qǐng)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(duì)NMI中斷請(qǐng)求的響應(yīng)，不受中斷允許標(biāo)志位IF控制。不管IF的狀態(tài)如何，只要NMI信號(hào)有效，8086現(xiàn)行指令執(zhí)行結(jié)束

8、，沒有DMA請(qǐng)求，都會(huì)立即響應(yīng)NMI中斷請(qǐng)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(cuò)中斷,在執(zhí)行DIV（無符號(hào)數(shù)除法）或IDIV（有符號(hào)數(shù)除法）指令時(shí)，若發(fā)現(xiàn)除數(shù)為零或商超過寄存器所能表達(dá)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(biāo)志寄存器中有一個(gè)陷阱標(biāo)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(gè)中斷類型碼為1的內(nèi)部中斷。它用于實(shí)現(xiàn)單步操作，是一種強(qiáng)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(diǎn)

9、中斷,INT 3指令產(chǎn)生一個(gè)中斷碼為3的內(nèi)部中斷，稱為斷點(diǎn)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(shí)，可以用INT 3指令臨時(shí)替換原有的指令，稱為設(shè)置斷點(diǎn)。,一、8086微處理器的中斷類型,8.28086中斷系統(tǒng),溢出中斷,8086標(biāo)志寄存器中有一個(gè)溢出標(biāo)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(gè)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(wù)程序的入口地址,中斷向量表：它是中斷類型號(hào)與它對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址之間的換算表。8086的中斷向量表占用存儲(chǔ)器從00000H開始的最低地址區(qū)的1024個(gè)單元，每個(gè)中斷向量占用4B，故可存256個(gè)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(yīng)及返回,8.28086中斷系統(tǒng), 可 屏 蔽 中 斷 的 響 應(yīng) 過 程,三、8086微處理器的中斷響應(yīng)及返回,8.28086中斷系統(tǒng),不可屏蔽中斷的響應(yīng)操作,CPU對(duì)它的響應(yīng)不受IF位的控制，也要等待當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束。若非可屏蔽中斷請(qǐng)求和可屏蔽中斷請(qǐng)求同時(shí)出現(xiàn)，CPU將優(yōu)先響應(yīng)非可屏蔽中斷。非可屏蔽中斷的中斷類型號(hào)固定為2，無需從外部取回一個(gè)字節(jié)的中斷類型號(hào)操作。非可屏蔽中斷響應(yīng)的其它操作和可屏蔽中斷相同。,三、8086微處理器的中斷響應(yīng)及返回,8.28086中斷系統(tǒng),內(nèi)部中斷的響應(yīng)操作,內(nèi)部中斷響應(yīng)操作有以下共同點(diǎn)