微型计算机原理与组成-第6章　中断系统与定时技术.ppt

第6章　中断系统与定时技术 6.1中断概述 6.2 8088/8086的中断结构 6.3 8088/8086的中断处理过程 6.4 中断控制器 6.5 定时/计数器8253 本章小结 6.1中断概述 6.1.1中断问题的引出 中断是指某件事件发生时，为了对该事件进行处理，CPU中止现行程序的执行，转去处理该事件的程序（中断服务程序），待中断服务程序执行完毕，再返回断点继续执行原来程序的过程。 ⑴分时操作：计算机配上中断系统后，CPU就可以分时执行多个用户的程序和多道作业，使每个用户认为它正在独占系统。 因此，CPU可以控制多个外设同时工作，使各个外设一直处于有效工作状态，从而提高主机的效率。 ⑵实时处理：当计算机用于实时控制时，计算机在现场测试和控制、网络通信、人机对话时都会具有强烈的实时性，中断技术能确保对实时信号的处理。 实时控制系统要求计算机对它们的服务是随机发生的，且时间性很强，要求做到即时处理，若没有中断系统很难实现。 2.1 数制及其转换 ⑶故障处理：计算机运行过程中，往往会出现一些故障，如电源掉电、存储器读出出错、运算溢出、非法指令、存储器超量装载等等。 这些故障一旦出现，将使整个系统瘫痪。 借助于中断系统，一旦出现上述情况，CPU就转去执行故障处理程序，另行处理故障而不必停机。 中断系统能在故障出现时发出中断信号，调用相应的处理程序，将故障的危害降到最低程度，并请求系统管理员排除故障。  6.1.2中断源 在计算机中，能够向CPU发中断请求的设备或事件，称为中断源。 ⑴输入/输出设备。 ⑵机器硬设备故障。 ⑶实时时钟。 ⑷人为设置的中断。 一般也可以根据中断的来源，将中断分为三类： ⑴内部异常中断。由计算机硬件异常或故障引起的中断。 ⑵软中断。由程序中执行了中断指令引起的中断。 ⑶外部中断或I/O中断。外部设备（如输入输出设备）请求引起的中断。 6.1.3中断系统需解决的问题 中断系统一般要解决如下几个问题： ⑴为了加强中断系统的灵活性，对于硬设备的中断请求，应当具有屏蔽和开放的功能，使得程序员能够灵活控制。 ⑵实现中断优先级判断，即中断源排队。当有多个中断源提出请求时，能够优先响应高级别的中断。 ⑶实现中断嵌套，即较高级别的中断源能够中断较低级别的中断服务程序。 ⑷系统响应中断后，能够自动转入中断处理。中断处理结束，能自动返回。 6.2 8088/8086的中断结构 6.2.1 8088/8086中断类型 1. 外部中断 2. 内部中断 3. 软件中断 6.2.2 8088/8086中断管理 1.中断请求 中断请求信号是中断源向CPU提出的。 2.中断响应 CPU每一条指令执行结束时，检测是否有外部事件中断请求，当有中断请求信号并且CPU内部允许响应中断，则下一周期进入中断响应周期。  3．中断服务 中断服务由CPU执行中断服务程序完成的。一般中断服务程序包括现场保护，外部事件处理程序，恢复现场等。 4．中断返回 中断服务程序的最后是一条中断返回指令IRET。 6.3 8088/8086的中断处理过程 6.3.1中断响应条件 6.3.2中断响应过程 6.4 中断控制器 6.4.1 8259A内部结构 8259A由以下几个部分构成：中断服务寄存器、中断优先权判断器、中断屏蔽寄存器、中断请求寄存器、中断控制逻辑、数据总线缓冲器、级连缓冲器/比较器和读/写控制逻辑等。 6.4.2 8259A引脚 6.4.3 8259A的中断控制过程 ①当一条或多条中断请求线(IR0 ～IR7 )变成高电平时，设置相应的IRR位。 ②在8259A判断了中断优先权和中断屏蔽寄存器的状态后，如果条件合适，就向微处理器发出高电平信号INT，请求中断服务。 ③微处理器接到中断请求信号后，如果满足条件，则响应中断，输出的应答信号是引脚上的两个负脉冲。 ④8259A接到来自微处理器的第一个脉冲时，把允许中断的最高优先级请求位置入ISR，并把IRR中相应的位复位。同时，8259A准备向数据总线发送中断向量。 ⑤在8259A发送中断向量的最后一个脉冲期间，完成两项操作。 第一，送中断类型码，中断类型码由用户编程和中断请求引脚的编码共同决定。 第二，如果8259A工作在自动结束中断方式下，在这个脉冲结束时复位ISR的