微机原理及应用课件作者胡钢第六章节.ppt

第六章 输入/输出 第一节 输入/输出的编址方式 第二节 CPU与外设之间的数据传送 第三节 中断 第四节 8086/8088的中断方式 第五节 中断控制器8259A 第三节 中断 中断工作过程 外设需要CPU服务时 外设→I/O接口→CPU 发中断请求，INTR=H(中断请求有效) CPU执行完当前指令后, (注: 若IF = 1) CPU → I/O接口 →外设发中断响应，INTA = L CPU执行中断服务程序, CPU←→I/O接口←→外设读写数据 中断控制方式中的信息 中断请求(状态信息) 输入设备准备好数据 输出设备准备接收数据 中断响应(控制信息) 外设可以进入数据传送 中断服务(数据信息) CPU 与外设读写数据 二. 中断系统的功能 （1）进行中断优先权排队 （2）实现中断嵌套 （3）自动响应中断 CPU在响应中断时通常要自动做三件事： 自动关闭中断和把原执行程序的断点地址压入堆栈 按中断源提供的中断矢量自动转入相应中断服务程序执行 自动或通过安排在中断服务程序中指令来撤消本次中断请求，以避免再次响应本次中断的请求 三、中断优先权的确定 第四节 8086/8088的中断方式 中断特点： 矢量型中断，有256个中断矢量号(设备号) (0～255) 1. 硬件中断（外部中断） （1）非屏蔽中断 （2）可屏蔽中断 特点： 对INTR请求的响应受中断标志位IF的控制 中断矢量号为不固定， 中断优先级及屏蔽状态有中断控制器8259A控制 中断响应需要两个总线周期 CPU响应外部中断、并进入中断子程序的过程中，要依次做几件事： （1）从数据总线上读取中断矢量号，将其存入内部暂存器 （2）将标志寄存器FR的值进栈 （3）把FR的中断允许标志IF和单步标志TF清零 （4）将断点保护到堆栈中 断点：是指响应中断时，主程序中当前指令下面的一条指令的地址，包括CS和IP的值 （5）依据获得的中断矢量号，到内存中断矢量表中找到中断矢量，再依据该中断矢量转入相应的中断服务程序 中断服务（处理）子程序的结构模式： （1）现场保护，既通过一系列进栈指令保护中断现场，如保护CPU各寄存器的值 （2）用指令设置中断允许标志IF开中断，以允许级别更高的中断进入 （3）中断处理的具体内容 （4）现场恢复 （5）中断返回指令IRET，目的将堆栈中保护的断点值和标志值分别装入IP、CS和标志寄存器中 2. 软件中断（内部中断） 特点： 中断矢量号由CPU内部自动提供，不需要执行中断响应总线周期去读取矢量号 除单步中断外，所有内部中断都不可以用软件屏蔽，即都不能通过执行CLI指令使IF清0来禁止对它们的响应 除单步中断外，所有内部中断的优先级别均高于外部中断 软中断不具有随机性 二、8086/8088中断处理过程 优先级从高到低顺序如下： 内部中断 NMI INTR 单步中断 8086/8088的中断处理流程 NMI、INTR、单步和除法错中断同时产生时的中断处理过程 2. 中断矢量和中断矢量表 中断矢量：是中断处理子程序的入口地址，每个中断 类型对应一个中断矢量 中断矢量表范围： 00000H ~003FFH（1KB） 每一个中断服务程序的入口地址占四个字节单元(256×4=1024B），高字节放的是段地址（CS），低字节放的是偏移地址（IP） 每个中断源对应一个中断服务程序，每一个中断服务程序都有固定的入口地址 例6-1： 键盘中断的矢量号为09H，它的中断服务程序入口地址为0BA9H:0125H，求它在中断矢量表中的地址及相应单元内容 3、中断类型号的获得 ⑴ 除法错误，单步中断，非屏蔽中断。断点中断和溢出中 断分别由CPU内部自动提供中断类型号（0-4）。 ⑵ 软件中断则是从指令流中，即在第2个字节中读得中断 类型号。 ⑶ 外部中断INTR可以用不同的方法获得中断类型号，通 常由硬件提供，如8259A芯片可以将中断类型号送到数据总 线上，由CPU读取而获得。 4 中断处理顺序 第五节 中断控制器8259A 功能: 在有多个中断源系统中，协助CPU实现对外部中断的管理，对它们进行优先级排队后向CPU发出中断请求信号 1. 内部结构 数据总线缓冲器：与DB挂接（低8位），传送控制字状态信息，中断向量。有了缓冲器，可直接挂接在总线上，没有缓冲器的设备，不能直接挂接在总线上 级联缓冲器/比较器：用于多8259A系统，也称缓冲方式 SP/EN：双功能信号，用于级联控制 缓冲方式时，EN=0，表示允许8259A通过缓冲存储器输出 EN=1，表示CPU写8259A 非缓冲方式时