微機(jī)原理(中斷概念).ppt

1、1 中斷的定義及必要性 2 中斷源 3 中斷處理過程 4 8086中斷系統(tǒng),中斷的基本概念,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，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。這樣的過程稱為中斷。,1 中斷的定義及必要性,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

2、要的功能?，F(xiàn)場的各個(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)（若中斷是開放的話）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。, 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, 中斷處理過程 包括中斷請(qǐng)求、中斷排隊(duì)、中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回等全過程。,中斷技術(shù)

3、 對(duì)中斷全過程的分析、研究及實(shí)現(xiàn)的方法,3 中斷處理過程,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)中斷服務(wù)程序,CPU正在執(zhí)行高級(jí)中斷服務(wù)程序,CPU正在執(zhí)行低級(jí)中斷服務(wù)程序,掛起的中斷,中斷排隊(duì),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)志寄存器FR的內(nèi)容壓入堆棧 尋找中斷服務(wù)程序入口地址,中斷處理, 保護(hù)現(xiàn)場 保護(hù)中斷服務(wù)程序中用到的寄存器和狀態(tài)標(biāo)志的內(nèi)容 中斷服務(wù)程序 相應(yīng)的中斷源服務(wù)，完成一定的I/O操作 恢復(fù)現(xiàn)場 完成中斷服務(wù)后，將保存在堆棧中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)恢復(fù)

4、開中斷和中斷返回 IRET (中斷返回指令）,push AX push BX ,pop BX pop AX ,中斷服務(wù)程序,用戶編程設(shè)計(jì),子程序與中斷服務(wù)程序的區(qū)別, 對(duì)強(qiáng)迫中斷的服務(wù)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 中斷服務(wù)程序返回用IRET 處理內(nèi)容不同，中斷一般處理I/O操作。,4 8086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0255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

5、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操作過程中發(fā)生異常事件或執(zhí)行中斷指令I(lǐng)NTn。,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,NMI,INTR,8086 中 斷 分 類 圖,INTO,INT3,OF=1,TF=1,中斷的分類,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1

6、K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下圖所示：,03FFH,03FCH,Type 225,CS,IP,:,0083H,CS,Type 32,IP,0080H,007FH,CS,Type 31,IP,007CH,:,CS,Type 5,IP,0014H,0013H,CS,Type 4,IP,CS,Type 3,IP,IP,IP,IP,CS,CS,CS,0010H,000FH,000CH,000FH,0008H,0007H,0004H,0003H,0000H,Type 8,Type 1,Type 0,:,224,保 留 27 個(gè),用 戶 定

7、 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 0,8086/8088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,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=0030H 8086從0030H開始讀取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。,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，中斷服務(wù)程序的偏移地址是1234H,段地址5678H MOV AX,00H MOVES,AX; 0段 M

8、OVBX,60H*4; (=180H)中斷向量指針 MOVAX,1234； 中斷服務(wù)程序偏移地址 MOVES:BX,AX;裝入偏移地址 MOVAX,5678H; 中斷服務(wù)程序段地址 MOVES:BX+2,AX；裝入段地址,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。若此時(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)志寄存器入棧，清除IF和TF標(biāo)志位。,T1,第一個(gè)中斷響應(yīng)總線周期

9、,第二個(gè)中斷響應(yīng)總線周期,T2,T3,T4,T1,T2,T3,T4,CLK,ALE,INTA*,AD7AD0,TYPE,8086中斷響應(yīng)時(shí)序,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 INT 4AH （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) CS,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

10、量 1.獲取原中斷向量： AH=35H AL=中斷類型號(hào) INT 21H 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=25H AL=中斷類型號(hào) DS:DX=新中斷向量段地址：偏移地址 INT 21H 3.恢復(fù)原中斷向量 AH=25H AL=中斷類型號(hào) DS:DX=舊中斷向量段地址：偏移地址 INT 21H,1.獲取原中斷向量： MOV AL, N ;N為指定中斷號(hào) MOV AH, 35H INT 21H ; 取原中斷向量到ES:BX PUSH ES PUSH BX ; 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)原中斷服務(wù)程序的中斷號(hào)為n，新中斷服務(wù)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：,2.設(shè)置新中斷向量： PUSH DS MOV AX, SEIN MOV DS, AX ; 新中斷向量段地址放DS