微型计算机原理与接口技术第7章解读.ppt

第7章 微型计算机中断系统 中断请求 此过程由欲提出中断的外部设备或内部系统提出。当外部设备需要完成某种特定的操作或者处理器系统内部出错时，需要CPU进行处理，外部设备可以向CPU提出中断申请，请求CPU进行处理。 中断响应 CPU给设备发出一个中断应答信号；当外设提出的中断申请被CPU接收并认可后，首先解决的是必须关中断，其次是微处理器在处理中断、实现控制权的转移前必须把当前程序状态保存起来，最后是查找中断源，即查找提出中断请求的是外围设备还是内部系统。 中断响应的条件： 有中断请求信号 中断请求没有被屏蔽 中断是开放的 CPU在现行指令执行结束时响应中断 现场保护 为了确保在中断完成之后，程序能正确地返回到原来的断点处，继续执行原程序的下一条指令，必须对断点处的各种数据进行现场保护，主要是标志寄存器和CS、IP的值，我们可以将其压入堆栈中，利用堆栈来进行保护。同时还要清除中断标志IF和TF，关闭中断。 恢复现场 在中断处理程序完成后，应当对现场进行恢复。此时可以将保存在堆栈中的内容弹出，即按照“后进先出”的原则将相应的值弹出到原来的寄存器中，从而恢复中断前的状态。 8086/8088的中断响应过程 中断服务子程序特点 为”远”过程（类型为FAR） 要用IRET指令返回 中断服务子程序要做的工作 保护现场(PUSH reg’s) 开中断(STI) 进行中断处理 恢复现场(POP reg’s) 中断返回(IRET) 执行中断返回指令IRET IRET指令将使CPU把堆栈内保存的断点信息弹出到IP、CS和FLAG中，保证被中断的程序从断点处能够继续往下执行。 用硬件编码器和比较器组成的优先权排队电路 7.4 可编程中断控制器8259A 8259A中断响应过程 （1）外部设备在中断请求输入线（IR7～ IR0）上发了中断请求，使中断请求寄存器IRR的相应位置位。 （2）IRR的内容与IMR的内容相“与”，结果送给优先级分析器。中断优先级分析器把优先级最高的中断请求送到控制电路。 （3）控制电路将接收到的中断请求向CPU输出INT信号。 （4）若CPU是处在开中断状态，则在当前指令执行完以后，接收到INT信号，输出一个中断响应脉冲，进入第一个中断响应周期。 （5）8259A的脚上收到脉冲信号，就将最高优先级所对应的IRR位清除，并将对应的ISR位置位。 （6）CPU启动第二个中断响应周期，输出另一个脉冲，在这个周期8259A向数据总线输出一个中断向量码。 （7）CPU读取该中断向量码，把它乘以4，得到中断服务程序入口地址，转入该中断服务程序。这样一个中断响应周期就完成了。 在中断处理过程中允许被更高优先级的事件所中断称为中断嵌套。8259A有两种中断嵌套方式： 普通全嵌套方式（默认方式） 一中断正被处理时，只有更高优先级的事件可以打断当前的中断处理过程而被服务。 特殊全嵌套方式 一中断正被处理时，允许同级或更高优先级的事件可以打断当前的中断处理过程而被服务。 注: 特殊全嵌套仅用于多个8259A级连时的主8259A，而不能用于从属8259A或单8259A系统。 两类优先级控制方式：固定优先级和循环优先级 固定优先级方式 所有中断请求IRi的中断优先级固定不变 优先级排列顺序可编程改变 加电后8259A的默认方式，默认优先级顺序从高到低为IR0～IR7 优先级循环方式 中断源轮流处于最高优先级，即自动中断优先级循环 初始优先级顺序可用编程改变 某中断请求IRi被处理后，其优先级别自动降为最低，原来比它低一级的中断上升为最高级 用于全嵌套方式 普通EOI：由CPU发出正常EOI命令，该EOI命令使ISRi=1的位中优先级最高的那一位复位。 用于特殊屏蔽方式 特殊EOI：由CPU发出一条SEOI命令，该EOI命令中指出了所要复位的ISR的位号。 自动EOI 自动EOI：在第2个INTA结束时，由8259A使ISRi自动复位；因不保留当前正在服务的中断的状态，故AEOI不能用于中断嵌套方式 优先级方式选择 普通全嵌套方式：固定优先级,IR0最高,IR7最低。 特殊全嵌套:与a)基本相同,响应同级中断请求 优先级自动循环：某级被响应后，降为最低。如IR4被响应后，优先级顺序变为：IR5,IR6,IR7,IR0,IR1,IR2,IR3,IR4。 优先级特殊循环方式：编程指定最低优先级，其它同C)。 屏蔽中断方式选择 普通屏蔽方式：对应IMR为1位的中断请求将被屏蔽。 特殊屏蔽方式: 执行中断程序时,动态改变优先级结构,屏蔽本级,允许较低级请求被服务。 中断结束方式：ISRn被清0，中断结束。 自动