第五章中断方式与接口
单片机-第五章 单片机中断系统
（1）CPU正在执行一个同级或高优先级的中断服务程序； （2）正在执行的指令尚未执行完； （3）正在执行中断返回指令RETI或者对寄存器IE、IP进 行读/写的指令。 CPU在执行完上述指令之后，要再执行一条指令，才 能响应中断请求。
二、中断响应过程 从中断请求发生直到被响应，准备去执行中断服务程 序，此过程即中断响应过程。中断响应过程一般包括如下几 个阶段： 1、中断采样并置位 中断采样过程：CPU在每个机器周期S5P2期间顺序对 中断源采样、置中断标志。 2、查询标志 在中断采样后的下一个周期的S6按优先级顺序查 询中断标志。
第5章 MCS-51单片机中断系统
5.1.1中断的概念
单片机系统中，CPU和外部设备之间不断进行信息的传 输。通常CPU和外设之间的信息传送方式有以下几种： 程序控制方式 中断方式 直接存储器存取（DMA）方式
1、 程序控制方式 可以分为以下两种方式。 （1）无条件传送方式 外设始终处于就绪状态，CPU不必查询外设的状 态，直接进行信息传输，称为无条件传送方式。 此种信息传送方式只适用于简单的外设。如开 关和数码段显示器等。
三、中断响应的时间
一般来说，中断的响应时间最短为3个机器周期，最长 为8个机器周期。 一般中断请求标志位查询占1个机器周期。而机器周期 又恰好是指令的最后一个机器周期。执行此指令后，CPU 将响应中断，产生硬件长调用指令。 长调用LCALL指令需要2个机器周期。这样，中断响应 时间为3个机器周期。
是不可寻址的
在同级的几个中断源中同时发生请求时， 内部对同级的各中断源的优先级别有一个规 定的查询顺序： 自然优先级
外部中断请求 INT0 最高 定时/计数器 T0 外部中断请求 INT1 定时/计数器 T1 串行口 UART 最低 定时/计数器 T2
计算机组成原理第5章作业答案
14. 在什么条件下，I/O设备可 以向CPU提出中断请求？
解：I/O设备向CPU提出中断 请求的条件是：I/O接口中的设备 工作完成状态为1（D=1），中断 屏蔽码为0 （MASK=0），且CPU
查询中断时，中断请求触发器状态 为1（INTR=1）。
15. 什么是中断允许触发器？它 有何作用？
程序控制接口、程序中断接口、 DMA接口三种。
11. 简述I/O接口的功能和基本组成。
答： P188 （1）选址功能 （2）传送命令的功能 （3）传送数据的功能 （4）反映I/O设置工作状态的功能
13. 说明中断向量地址和入口地址的 区别和联系。
解： 中断向量地址和入口地址的区别： 向量地址是硬件电路（向量编码器）
输入输出系统
第 五章2. 简要说明C源自U与I/O之间传递信息可 采用哪几种联络方式？它们分别用于什么 场合？
答： CPU与I/O之间传递信息常采用 三种联络方式：直接控制（立即响应）、 同步、异步。 适用场合分别为：
直接控制适用于结构极简单、速度极 慢的I/O设备，CPU直接控制外设处于某种 状态而无须联络信号。
N个数据所需的处理时间=P×N+Q秒 平均每个数据所需处理时间= （P×N+Q）/ N 秒； 求倒数得： 该系统跟踪到的每秒中断请求数=N/ （P×N+Q）次。
19. 在程序中断方式中，磁盘申请 中断的优先权高于打印机。当打印机正 在进行打印时，磁盘申请中断请求。试 问是否要将打印机输出停下来，等磁盘 操作结束后，打印机输出才能继续进行？ 为什么？
I/O设备匀速运行， 25s后，第二 个中断请求到来，CPU正在执行中断程 序接收第一个数据， 40s时响应；
50s后，第三个中断请求到来， CPU正在执行中断程序接收第二个数据， 要到80s时响应；
计算机接口技术练习题
第一章微机接口技术概述1. 8086微处理器可寻址访问的最大I/O空间是（）。
A.1KBB.64KBC.640KBD.1MB参考答案：B2. CPU的控制总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.前面B和C两项参考答案：D3. CPU的数据总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.地址信号流参考答案：A4. CPU的地址总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.地址信号流参考答案：D5. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往控制总线上送出的有效信号是（）。
A. B C D.参考答案：A6. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往地址总线上送出的有效信号是（）。
A.DX寄存器所存放的地址B AL寄存器所存放的数据C D.参考答案：A7. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往数据总线上送出的有效信号是（）。
A.DX寄存器所存放的地址B AL寄存器所存放的数据C D.参考答案：B8. 8086 CPU寄存器中,能在操作数内存寻址时用作地址寄存器的是（）。
A.AX B BX C CX D. DX参考答案：B9. 8086CPU在作外设输入时，控制信号M/ ，DT/ 必须是（）。
A.11 B 00 C 01 D. 10参考答案：B10. 8086CPU基本总线周期中，地址信号在（）时间发生。
A.T1 B T3 C T2 D. T4参考答案：A11. 8086CPU在作总线操作时，遇到READY=L后可插入（）。
A.1个等待周期 B 等待周期个数由具体情况所定C 2个等待周期 D. 3个等待周期参考答案：B12. 8086系统中，SP（）。
A.只能指向奇地址单元 B 只能指向偶地址单元C最好指向偶地址单元 D. 最好指向奇地址单元参考答案：B13. 8086 系统配置在最大方式比最小方式增加的一片专用芯片是（）。
计算机组成原理考试大纲
《计算机组成原理》考试大纲第一章概论一、知识要点冯.诺依曼体制;信息的数字化表示方法；存储程序工作方式；计算机系统的层次结构；计算机的主要特点；计算机的主要性能指标。
二、要求1、理解和掌握计算机的基本组成及各部分功能。
2、理解和掌握冯.诺依曼体制的要点和核心。
3、理解信息的数字化表示方法。
4、理解和掌握存储程序工作方式的过程。
5、理解计算机的主要特点。
6、理解和掌握计算机的主要性能指标。
7、理解计算机系统的层次结构。
第二章计算机中的信息表示一、知识要点进位计数制概念，二进制、八进制、十进制、十六进制之间的转换；机器数概念，原码、补码、真值之间的转换；定点数与浮点数的表示范围；字符编码与汉字编码；指令的基本形态、操作码表示与扩展、地址结构的简化；常见寻址方式的含义、特点与应用；各类指令的特点和设置方法。
二、要求1、理解进位计数制的基数r和权值ir的概念，能实现各进位制间的相互转换。
2、理解机器数的概念，知道原码、补码表示方法及表示范围；掌握原码、补码、真值之间的转换方法。
3、知道定点数和浮点数的表示方法、典型值和表示范围。
4、理解指令中应给出哪些基本信息，知道指令按地址结划分有哪些类指令格式，知道简化地址结构的途径，知道计算机指令中操作码怎么表示。
5、理解常见寻址方式的含义（包括立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址、寄存器间址及其变型、变址寻址、相对寻址），给出地址或数据信息能寻址找出操作数。
6、掌握堆栈的定义、用途、基本组成及各部分的作用。
7、理解RISC和C ISC指令的基本特点。
8、理解指令分类方法，按功能划分有哪几类指令及其设置方法，掌握I/O设备的编址方式。
第三章CP U子系统一、知识要点CP U各组成部分的基本功能；同步控制方式和异步控制方式的基本概念；补码加减运算方法；溢出判断方法；原码一位乘法和补码一位乘法的运算规则；浮点加减运算流程；模型机指令类型和寻址方式；模型机数据通路结构；组合逻辑控制的基本思想；模型机组合逻辑控制器的三级时序系统和各类指令流程与操作时间表，微程序控制的基本思想；微指令的编码方法和微地址形成方式。
02318自考计算机组成原理(问答)总结
1．简述主存与CACHE之间的映象方式。
【答案】主存与CACHE之间的映象方式有直接映象、全相联印象、组相联印象三种。
直接映象是指主存储器中的每个块只能够映象到CACHE中唯一一个指定块的地址映象方式。
全相联映象是指每个主存块都能够映象到任一CACHE块的地址映象方式。
组相联印象是直接映象和全相联映象两种方式的结合，它将存储空间分成若干组，在组间采用直接映象方式，而在组内采用全相联印象方式。
2．简述存储器间接寻址方式的含义，说明其寻址过程。
【答案】含义：操作数的地址在主存储器中，其存储器地址在指令中给出。
寻址过程：从指令中取出存储器地址，根据这个地址从存储器中读出操作数的地址，再根据这个操作数的地址访问主存，读出操作数。
3．微程序控制器主要由哪几部分构成?它是如何产生控制信号的?【答案】微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址转移逻辑等构成。
操作控制信号的产生：事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。
4．简述提高总线速度的措施。
【答案】从物理层次：1增加总线宽度；2增加传输的数据长度；3缩短总线长度；4降低信号电平；5采用差分信号；6采用多条总线。
从逻辑层次：1简化总线传输协议；2采用总线复用技术；3采用消息传输协议。
5．简述中断方式的接口控制器功能。
【答案】中断方式的接口控制器功能：①能向CPU发出中断请求信号；②能发出识别代码提供引导CPU在响应中断请求后转入相应服务程序的地址；③CPU要能够对中断请求进行允许或禁止的控制；④能使中断请求参加优先级排队。
6．CPU与DMA访问内存冲突的裁决的方法有哪些？【答案】①CPU等待DMA的操作；②DMA乘存储器空闲时访问存储器；③CPU与DMA交替访问存储器。
08真题1.高速缓存Cache用来存放什么内容?设置它的主要目的是什么? (3分)参考答案：Cache中存放当前活跃的程序和数据，作为主存活跃区的副本。
第五章 中断系统
四、中断系统的功能 一般来说，一个中断系统具有以下功能： (一)实现中断及返回 当某中断源发出中断请求后，CPU应决定是否响应这个中断请求，如当前正 在执行更重要的工作可暂时不响应中断，若响应这个中断请求，CPU在当前指令 执行完后，就要保护断点地址和现场(即下条指令地址和相关寄存器内容)，以便 执行完中断服务程序后能正确返回原处执行，然后转到需要处理的中断服务程序 的人口地址，去执行中断服务程序，当中断服务程序执行完毕再恢复现场和断点 ，去继续执行主程序。 (二)实现优先级排队 当计算机带有多个中断源时，可能会出现两个或两个以上中断源同时向CPU提 出中断请求的情况。这时CPU应能够根据事先确定的中断源的优先级别来先响应 高优先级的中断 并为它服务，然后再响应较低优先级的中断请求。 (三)实现中断嵌套 当CPU正在响应某一中断源的中断请求时，又有新的中断源发出请求，如果 新的请求的优先级别高于正在执行的中断源的优先级，则CPU暂停现行的服务程 序，转去执行更高级别的中断源的服务程序，执行完毕后再回到被中断的较低中 断源的服务程序继续执行，即实现了中断嵌套。若新的中断源的优先级别低于或 是等于正执行的中断源，则CPU不响应这个请求，直到正在处理的中断服务程序 执行完毕后，才去处理新的中断请求。
三、中断的分类 按中断产生的位置，中断可分为： (1)外部中断，或称外部硬件实时中断，它是由外部送到CPU的某一特定引脚 上产生的。 (2)内部中断，或称软件指令中断，是为了处理程序运行过程中发生的一些意 外情况或调试程序方便而提供的中断。 按接受中断的方式，中断可分为： (1)可屏蔽中断，可以通过指令使CPU根据具体情况决定是否接受中断请求。 (2)非屏蔽中断，只要中断源提出请求，CPU就必须响应，主要用于一些紧急 情况的处理，如掉电等。 以上从不同的角度对中断进行了分类，对于某一种类型的计算机可能只具备 其中的某几种方式，例如MCS—51就不具备非屏蔽中断方式。
微机原理与接口技术教案
微机原理与接口技术教案第一章：微机概述1.1 教学目标了解微机的概念、发展历程和分类。
理解微机系统的基本组成和工作原理。
掌握微机的主要性能指标。
1.2 教学内容微机的概念和发展历程。
微机的分类和特点。
微机系统的基本组成。
微机的工作原理。
微机的主要性能指标。
1.3 教学方法采用讲授法，介绍微机的基本概念和发展历程。
通过案例分析，使学生理解微机的分类和特点。
利用图形和示意图，讲解微机系统的基本组成。
通过实验演示，让学生掌握微机的工作原理。
利用表格和图表，介绍微机的主要性能指标。
1.4 教学资源教材：微机原理与接口技术。
课件：微机原理与接口技术教案PPT。
实验设备：微机实验箱。
1.5 教学评估课堂问答：检查学生对微机概念和发展历程的理解。
课后作业：要求学生绘制微机系统的基本组成示意图。
实验报告：评估学生在实验中对微机工作原理的掌握情况。
第二章：微处理器2.1 教学目标了解微处理器的概念、发展和结构。
理解微处理器的工作原理和性能指标。
掌握微处理器的编程和指令系统。
2.2 教学内容微处理器的概念和发展。
微处理器的结构和组成。
微处理器的工作原理。
微处理器的性能指标。
微处理器的编程和指令系统。
2.3 教学方法采用讲授法，介绍微处理器的概念和发展。
通过实物展示，使学生理解微处理器的结构。
利用仿真软件，讲解微处理器的工作原理。
通过编程实例，让学生掌握微处理器的编程和指令系统。
2.4 教学资源教材：微机原理与接口技术。
课件：微机原理与接口技术教案PPT。
实验设备：微机实验箱。
仿真软件：汇编语言编程工具。
2.5 教学评估课堂问答：检查学生对微处理器概念和发展的理解。
课后作业：要求学生编写简单的汇编语言程序。
实验报告：评估学生在实验中对微处理器工作原理的掌握情况。
第三章：存储器3.1 教学目标了解存储器的概念、分类和性能。
理解存储器的工作原理和扩展方式。
掌握存储器的接口技术和应用。
3.2 教学内容存储器的概念和分类。
存储器的工作原理。
第5章-习题参考答案
第五章习题参考答案一、填空题1、MCS-51有5个中断源，2个中断优先级，优先级由软件填写特殊功能寄存器 IP 加以选择。
2、外中断请求标志位是 IE0 和 IE1 。
3、 RETI 指令以及任何访问 IE 和 IP 寄存器的指令执行过后，CPU不能马上响应中断。
4、8051单片机响应中断后，产生长调用指令LCALL，执行该指令的过程包括：首先把 PC的内容压入堆栈，以进行断点保护，然后把长调用指令的16位地址送 PC ，使程序执行转向程序存储器中的中断地址区。
二、选择题：1、在中断服务程序中，至少应有一条（ D ）。
A、传送指令B、转移指令C、加法指令D、中断返回指令2、要使MCS-51能够响应定时器T1中断，串行接口中断，它的中断允许寄存器IE的内容应是（ A ）。
A、 98HB、 84HC、 42HD、 22H3、MCS-51响应中断时，下列哪种操作不会发生（ A ）A、保护现场B、保护PCC、找到中断入口D、保护PC转入中断入口4、MCS-51中断源有（ A ）A、 5个B、 2个C、 3个D、6个5、计算机在使用中断方式与外界交换信息时，保护现场的工作应该是（ C ）A、由CPU自动完成B、在中断响应中完成C、应由中断服务程序完成D、在主程序中完成6、MCS-51的中断允许触发器内容为83H，CPU将响应的中断请求是（ D ）。
A、 INT0，INT1B、 T0，T1C、 T1，串行接口D、 INT0，T07、若MCS-51中断源都编程为同级，当它们同时申请中断时，CPU首先响应（ B ）。
A、 INT1B、 INT0C、 T1D、T08、当CPU响应串行接口中断时，程序应转到（ C ）。
A、 0003HB、 0013HC、 0023HD、 0033H9、执行MOV IE，#03H后，MCS-51将响应的中断是（ D ）。
A、 1个B、 2个C、 3个D、0个10、外部中断1固定对应的中断入口地址为（ C ）。
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1.中断的主要特点是什么？
答：中断的主要特点是随机性。
2.简述中断的分类。
（P256）
答：
根据处理中断的简繁程度分为程序中断和简单中断；
根据中断源的性能分为故障中断和正常中断；
根据中断的进入方式分为强迫中断和自愿中断；
根据中断源的所在位置分为内中断和外中断；
根据中断源是否可屏蔽分为可屏蔽中断和非屏蔽中断；
根据中断源获得服务程序入口地址的方式分为向量中断和非向量中断。
3.什么是中断向量？中断向量表？向量地址？向量中断？(P263)
答：中断向量：采用向量化的中断响应方式，所有的中断服务程序入口地址和状态字一起，称为中断向量；
中断向量表：存放中断向量的表；
向量地址：访问中断向量表的地址码（指向中断向量的首址）
向量中断：将服务程序入口(中断向量)组织在中断向量表中；CPU响应时由硬件直接产生相应向量地址，按地址查表，取得服务程序入口，转入相应服务程序。
4.简述中断响应过程。
（P265）
答：发响应信号INTA，进入中断周期→关中断，保存断点及PSW→获得中断号，转换为向量地址，查向量表→取中断向量，转向中断服务程序。
5.简述中断处理过程。
答：单级中断方式：保护现场→具体服务处理→恢复现场→开中断→返回；
多级中断方式：保护现场→送新屏蔽字→开中断→具体服务处理→关中断→恢复现场及原屏蔽字→开中断→返回。
6.某主机连接两个输入设备，两个输入设备（设备1和设备2，设备1的优先级比设备2的优先级高）按串行方式工作，并共用一个中断类型码。
CPU向设备发出的命令包括清除、选通、启动；设备状态可抽象为空闲、忙、完成。
试为两个设备设计一个公用的中断接口，中断控制逻辑采用8259中断控制器。
（1）画出该接口寄存器级粗框图。
（2）拟定命令字格式和状态字格式
（3）为了动态改变设备2的优先级，初始化时设备1和设备2的屏蔽位该分别设置为0还是1？（0开放，1屏蔽）。