微机原理汇编语言与接口技术韩晓茹ch07微型计算机的中断系统.ppt

第七章 微型计算机的中断系统 7.1 中断系统的基本概念 7.1.1 中断的基本概念 所谓中断，是指CPU执行程序时，突然有某个外部或内部事件发生，请求CPU处理，CPU暂停当前正在执行的程序，转去执行处理该事件的服务程序，服务完毕后，CPU返回原来程序被中断的地方继续执行。这个过程称为中断。 1、基本概念 中断源：引起中断发生的内部或外部事件 中断类型号： 每个中断源唯一的一个编号 断点：该程序中即将执行，由于中断没有被执行的那条指令的地址称为中断断点，简称断点。包括段地址和偏移地址。 中断服务程序：处理中断事件的程序段 2、中断系统的功能 中断系统是指实现中断功能的软、硬件的集合。具有以下功能： 能实现中断响应、中断服务及中断返回。 能实现中断优先权排队。 能实现中断嵌套。 3、计算机系统的性能 并行处理能力 实现CPU和多个外设同时工作，提高CPU效率。 实时处理能力 计算机应用于实时控制时，对外部事件及时响应 故障处理能力 及时处理故障，不影响其他程序的运行。 多任务运行 在操作系统的调度下，运行 多个任务，任务间交替运行 4、中断过程 (1)中断请求:中断源发出中断请求信号 (2)中断判优:对申请中断的中断源进行优先级判别的过程称为中断判优。 (3)中断响应:从请求有效到转中断服务程序入口地址这一段时间。实现程序的切换。 (4)中断服务（处理）:中断程序的主体。 (5)中断返回:使原来在中断响应过程中的断点地址和标志寄存器中的内容，依次从堆栈中弹出，以便继续执行原来的程序。 （1）中断请求 可由内部标志或指令引起；也可由外部电路引起 （2）中断判优 有多个中断源同时提出中断请求时，CPU应按照中断源的轻重缓急按次序响应中断。先响应优先级高的请求，后响应优先级低的请求。 软件查询优先权排队法 执行程序按照顺序逐位查询中断请求寄存器的状态，查询的顺序决定了优先级的高低 硬件优先权判别法 菊花链法——将每个接口串连起来，离CPU近的优先级高 “向量”优先权排队电路——由专用的中断控制器管理优先级 （3）中断响应 （4）中断服务（处理） 1．保护现场 保护现场实质：将重要信息压入堆栈。 2．开中断 目的：开放所有可屏蔽中断，以允许高级中断嵌套 3．执行中断服务程序 中断服务程序主体-中断的目的。 4．关中断 目的：关中断以确保可靠有效地恢复现场。 5．恢复现场 恢复现场实质：将原来压入堆栈中的内容弹出来。 7.2 8086CPU中断系统 1、外部中断 不可屏蔽中断(NMI):中断类型号为2号 含义：不能用软件来控制是否允许中断的一种外部中断。 常见NMI中断有： （1）电源掉电 （2）存储器检验出错 （3）总线奇偶错等。 可屏蔽中断(INTR): 含义：可用软件控制是否允许中断的外部中断。即STI使IF=1，允许中断；CLI使IF=0，禁止中断。 常见INTR中断有：所有外部设备中断如键盘、鼠标、打印机、显示器、声卡、CD-ROM等。 2、内部中断 内部中断是由于8086内部执行程序出现异常引起的程序中断 利用内部中断，微处理器为用户提供了发现、调试并解决程序执行时异常情况的有效途径 例如，ROM-BIOS和DOS系统利用内部中断为程序员提供了各种功能调用 ⑴ 除法错中断 在执行除法指令时，若除数为0或商超过了寄存器所能表达的范围，则产生一个向量号为0的内部中断，称为除法错中断 例如： ⑵ 指令中断 在执行中断调用指令INT n时产生的一个向量号为n（0 ~ 255）的内部中断，称为指令中断 其中向量号为3的指令中断比较特别（生成一个字节的指令代码，常用于程序调试，被称为断点中断 ⑶ 溢出中断 在执行溢出中断指令INTO时，若溢出标志OF为1，则产生一个向量号为4的内部中断，被称为溢出中断 例如： ⑷单步中断 若单步中断TF为1，则在每条指令执行结束后产生一个向量号为1的内部中断，称为单步中断 3、中断优先级 高至低顺序依次为： 内部中断（除单步中断）NMI中断INTR中断单步中断。 除单步中断外，任何内部中断的优先级都高于外部中断。 7.2.2中断向量表 含义：中断服务程序的入口地址（CS:IP） 组成及格式：共4个字节，段地址及偏移地址。 2、中断向量表 含义：存放256个中断向量的内存区域。即存放中断服务程序入口地址的内存区域称为中断向量表。 中断向量表大小：1KB 中断向量表地址范围：00000H~003FFH。 中断向量地址 中断类型号n与其对应的中断向量存放起始地址之间的关系是： 起始地址=4×n；末地址=4×n+3 即中断向量在4×n ～ 4×n+3指示的内存单元中。 示例 求解 中断向量组成及格式 3、中断