中断系统和中断控制器A.pptVIP

《微机原理及应用》 主讲教师 陈 玮 第7章 中断系统和中断控制器8259A 一、中断的基本概念 二、8086/8088的中断系统 三、中断控制器8259A 一、中断的基本概念 1、中断及中断源 2、中断处理过程 3、中断优先权管理 1、中断及中断源 中断是一种让CPU挂起正在执行的程序而转去处理特殊事件的操作。 CPU暂时停止执行原来的程序而转去中断处理，处理好中断服务后再返回继续执行原来的程序，这样一个过程就是一个中断过程 。 能够引起CPU中断的事件称为中断源 。 CPU中断系统的基本功能 。 中断源 （1）一般的输入输出设备。如键盘，打印机等； （2）数据通道中断源。如磁盘，磁带机等直接与存储器交换数据所要求的中断； （3）实时时钟。在控制系统中使用外部硬件电路实现时间控制，当定时时间到时向CPU发出中断申请； （4）故障引起的中断。如电源掉电等； （5）由中断指令或软件故障引起的中断。如系统功能调用，除数为0，或者在程序调试时设置断点等引起的中断。 中断分类 根据中断与CPU的相对关系，中断分为内部中断和外部中断。 内部中断可以是中断指令设置的中断，调试程序时设置的中断，或是程序运行过程中发生的非预期情况而产生的中断； 外部中断则是由直接连到CPU引脚上的信号引起的中断，如外部设备请求服务中断，实时时钟定时到中断，电源掉电等等。 CPU中断系统的功能 （1）实现中断及返回 （2）实现优先权排队，以确定优先处理的中断源。 （3）优先权高的中断源能中断优先权低的中断处理 （1）实现中断及返回 当有一中断源提出中断请求时，CPU首先判断是否响应该中断? * 如果CPU正在执行的是重要的程序，可以暂不响应，即关中断； *当CPU完成了当前的重要程序后，开中断予以响应，同时，保存断点，转入中断处理； * 当中断处理完后，恢复断点从而回到被中断运行的原程序继续执行； （1）实现中断及返回 * 通过设置CPU内部的中断允许触发器(IFF)，开关中断 。 当IFF＝1，使中断允许（开中断）； 当IFF＝0，使中断不允许（关中断）。 注意： 不可屏蔽中断，要求CPU立即处理。不受中断允许触发器（IFF）的控制。 可屏蔽中断，受中断允许触发器（IFF）的控制。 （2）实现优先权排队，以确定优先处理的中断源 一个系统中有多个中断源，存在着几个中断源同时请求的可能； 因此，必须事先根据中断源的重要性，给每个中断源确定一个中断优先级别——优先权。 中断响应时，CPU应能首先响应优先权级别高的中断源。 （3）优先权高的中断源能中断优先权低的中断处理 在中断服务处理过程中： 若新的中断申请其优先级别更高，则CPU应再一次中断，转去优先权更高的中断源服务。处理完后，再回到原来的中断服务中，这也称为中断嵌套。 若新的中断源优先权级别为同级或低级，则CPU暂不理会，继续正在处理的中断服务，直到当前中断处理结束后再去处理新的中断申请。 2、中断处理过程 一个中断过程应该包含以下五个过程: （1）中断请求 （2）中断排队 （3）中断响应 （4）中断服务 （5）中断返回 （1）中断请求 当中断源需要CPU为其服务时，首先送出中断请求信号。 中断信号可以由中断指令或是某些特定条件产生，也可以是通过CPU引脚（INTR）向CPU发出中断请求信号而产生。 实际系统中一般都有多个中断源， 为了增加控制的灵活性，每个中断源接口电路中，设置一个中断请求触发器和一个中断屏蔽触发器。 （1）中断请求 当中断源有请求时，将中断请求触发器置1： * 若中断屏蔽触发器为“0”状态，表示允许该中断源向CPU发出中断请求“信号”； * 若中断屏蔽触发器为“1”状态，表示禁止该中断源向CPU发出中断请求“信号”。 尽管该中断源有中断请求，也不能被送出，称该中断请求被屏蔽了。 （2）中断排队和（3）中断响应 中断排队是确定当前所有中断请求中优先级最高的那个中断源。 因为CPU一次只能响应一个中断，所以必须首先处理最紧急最重要的中断。 根据中断源的轻重缓急给予一个中断优先权级别，优先权级别最高的中断源将首先得到响应。 （2）中断排队和（3）中断响应 CPU通过中断排队确定了