5 中断控制电路.ppt

第五章 中断控制电路 一、教学内容 1.中断的基本概念 2.PC机的中断系统 3.可编程中断控制器8259 4.8259的应用 二、教学重点难点 可编程中断控制器8259 三、教学过程 第一节 中断的基本概念 一、中断 1、含义 内部/外部事件或程序预先安排引起CPU中止正在运行的程序，转去执行事件程序，然后再继续执行被中止的程序的现象。 2、中断源 是指发出中断请求的外部设备和内部原因。 * 3、中断识别 中断识别就是找到是哪一个中断源发出的中断请求。 （1）中断向量——中断服务程序的入口地址（或入口地址的指针）由中断控制器通过数据总线输入CPU。 （2）程序查询——采用软件查询技术来确定发出中断请求的中断源。 中断的优先：根据任务的轻重缓急，给每个中断源指定响应级别。 * 4、中断嵌套技术 基于中断优先级的概念 中断优先级高的中断请求能中断中断优先级低的当前中断服务。 又称多重中断。 * 二、中断过程 包含中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个阶段。 1、中断请求 中断请求信号 STI、CLI * 2、中断响应 保护现场（Flags、CS、IP）。 读取入口地址填充CS和IP。 3、中断服务 完成中断源期望的工作。 保护使用到的共享的资源（现场保护和恢复）。 中断结束（EOI）命令和IRET。 4、中断返回 现场返回（ Flags、CS、IP ）。 * 三、堆栈在中断中的作用 1、中断处理的隐操作 中断处理过程中状态标志和程序断点地址的保护和恢复是由机器硬件自动完成的，不需要程序员编程实现，所以称为隐操作。 2、堆栈在中断处理中的作用 现场保护 * 3、堆栈操作 （1）建栈 建立栈段（SS）和栈顶指针（SP）。 （2）进栈 PUSH （3）出栈 POP * 四、中断向量 1、中断向量与中断向量表 中断向量是中断源提供的地址信息，实现对程序执行的导向。 中断向量是中断服务程序的入口地址。 把中断向量集中起来放在存储器的某一区域内，这个存放中断向量的存储区就叫中断向量表。 PC机存储器的00000H~003FFH共1024个单元作为中断向量存储区，可以容纳256个中断向量。 * 2、中断向量指针 中断向量指针指出中断向量存放在中断向量表的什么位置。 PC机中断向量指针由中断类型号提供。 向量地址=0000：中断类型号*4 * 3、中断向量的装入 中断向量由程序装入到中断向量表中。 上电启动后，POST（Power On Self Test）装入BIOS中断向量。 DOS启动程序装入DOS中断向量（如21H）和重载部分BIOS中断向量。 用户可以程序修改中断向量用于实现自己设计的中断或者在中断中附加自己的服务。 系统没有提供的中断。 不需要系统提供的中断服务自己重新设计。 在系统提供的中断服务之前附加自己实现的功能。 * 装入方法 用MOV指令填写（段间） 直接写入（段内） 调用DOS中断（25H和35H子功能） * 第二节 IBM-PC机的中断系统 包括硬件中断和软件中断 一、硬件中断 由外部I/O设备或电路产生（NMI 、INTR） 1、不可屏蔽中断NMI 用于紧急情况故障处理 多个NMI申请时，有逻辑电路决定申请源 2、可屏蔽中断 通过CPU的指令CLI、STI来禁止或允许中断 多个中断控制时，须用8259A ⑴DMA级别高于INTR ⑵多主控设备中，LOCK有效时，INTA不能获得总线 * 中断处理过程 外部申请 8259产生INTR CPU允许中断、LOCK无效 CPU接收中断 运算中断指针 产生中断入口地址 保护现场 执行中断服务 恢复现场 完成中断 二、软中断 CPU处理特殊事件或内部逻辑产生 1、微处理器专用中断 0号--除数为0 DIV 1号--单步执行 TF=1 3号--断点处理 4号--运算溢出 2、双字节指令形式的中断 常被用户调用，有三类：ROM-BIOS中断、DOS中断和未定义中断。 * 第三节 8259A可编程中断控制器 一、8259的任务 1、优先级排队管理 2、接受外部设备中断请求 3、提供中断类型号 二、8259A的外部功能和内部结构 1、引脚功能 CAS0~CAS2级连总线