微机原理讲义(7)

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2011-5-2
7பைடு நூலகம்2 8086/8088的中断系统
几点说明：
中断类型码(号)：每一中断都有一个表示中断源编号的8位二进
制数称中断类型码(号), 从0~255，共256个；
7.2 8086/8088的中断系统
中断向量表的中断源识别方法：
CPU收到中断请求 → 获取中断类型码 → 查中断向量表→ 得到 中断服务子程序入口地址 → 转向服务子程序进行中断服务 (1)查表方法：中断类型码n*4（左移2位）得到表地址 →从表 地址所指单元连续取4个字节数据得到IP、CS→该CS：IP即 为该中断源的中断服务子程序入口地址 (2)各中断源的中断响应处理过程大致相同，只是获取中断类型码 的方法不同 (3)从收到请求到跳转至中断服务子程序入口：CPU自动完成 (4)对于用户自定义的中断源，用户要做三件事：(1)确定其中断 类型号；(2)编中断服务子程序；(3)将该服务子程序入口地址 CS:IP放入向量表中─初始化中断向量表
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7.2 8086/8088的中断系统
7.2.1 中断源
8086/8088最多可容纳256个中断源 → 编号 →中断类型码 （号）00 ~ FFH。
种 类 除法错中断：商 > CPU 可表示的最大值 单步中断： TF=1 产生中断 , CPU 在每条指令执行结束 测试 TF, 用于调试 , DEBUG 中的 T 命令 断点中断：指令 INT3 产生中断 , 用于调试 , 可置于程 自动 3 序中任何位置 , 通常显示中间结果 R/M 溢出中断：指令 INTO 测试 OF, OF=1 时产生中断 自动 4 软中断： 指令 INT n 产生中断 n (用户确定 ) 从指令自动 灾难性事件 , 不受 IF 屏蔽 , 当前指令执行 自动 NMI: 2 完后立即响应 上海大学机自学院 2011-5-2 一般外部事件 , 当 IF=1 时响应 INTR: n (用户确定 ) 从 8259 读取 中断 类型码 0 1 获取类型 码方法 自动 自动
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中断源识别（谁的电话?） 软件查询 号码是谁的？ 中断向量表 语音提示：XX的电话
( ) （
！）
IN TR
n# 中 断 服 务
② 中断向量 利用不同的中断源提供不同的中断识别码得方法来确定中断源，整 个中断源识别过程硬件自动完成。
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软件查询方法：CPU收到INTR 铃声 → 读入 D0～D7 看号码 → 测试哪一位 谁的？ → 确定中 断源 债主；交房租的 → 对其中断服务 $#%#*
内部中断的优先级最高（除单步中断）->NMI->INTR->单步中断
中断源 除法错、INTn、INTO NMI 优先级 最高 次之 中断源 INTR 单步中断 优先级 较低 最低
什么是中断向量表？
存放中断向量的存数区
内 部
外 部
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7.1、中断的基本概念
7.1 中断的基本概念
查询方式CPU效率低，多外设时实时响应差 中断方式 7.1.1 中断和中断源 中断的概念 CPU在执行程序过程中接到 请求，暂停正在执行的程序 而转向请求的处理程序，处 理结束后又回到被中止的程 序继续执行，该过程称中断。
返回
INT2
•
•
返回
返回
中断优先级控制实现方法： a,软件查询：高优先级先查询，响应时间长； b,专用芯片管理：如可编程中断控制器8259 多级中断嵌套时注意堆栈溢出
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7.1 中断的基本概念
主程序 INT4 中断服务子程序 INT3 中断服务子程序 INT2 中断服务子程序 INT4
7.2 8086/8088的中断系统
7.2.1外部中断 7.2.2内部中断 7.2.3中断向量表 7.2.4中断过程
•
INT3
•
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处理过程
中断请求
① 高电平持续一段时间 ② 撤销，避免持续中断；
优先级及嵌套
中断优先级
按中断的重要 性和实时性安排的 中断响应次序。
中断承认 中断响应
① 执行完现行指令； ② CPU处于开中断； 关中断—》保护断点—》 识别中断—》中断服务
中断嵌套
中断中的中断
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事件 2 处理 ……事件 n 处理
图 7.2 中断过程简图
┇ ┇
事件处理结束
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7.1、中断的基本概念
（3）中断源识别 2种方法：软件查询(软件做)、中断向量表(硬件自动做) ① 软件查询方法：CPU收到INTR→读入D0～D7→测试哪一位→确 定中断源 →对其中断服务
（ ） （ ） （ ） （ ） （ ）
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2011-5-2
7.1 中断的基本概念
7.1.3 中断优先级及中断嵌套 中断优先级： 根据各中断源的重要性确定其响应的优先次序。 中断优先级控制原则： a,多个同时请求，先响应高优先级，再响应低优先级； b,当CPU执行某中断服务程序时，出现新的高优先级请 求中断，则：暂停低 →处理高，高服务结束→返回低 ，继续低服务。这就是中断嵌套或多重中断：中断服务 程序又被中断
内部
7.1、中断的基本概念
以INTR为例说明中断的基本过程： 1. 中断请求
中断源（事件） 中断处理过程
内部中断源 (溢出 ,软中断等) INTR NMI 外部中断源 ( I/O 请求, 定时, A/D 等 )
7.1、中断的基本概念
中断处理过程举例
处理文档 电话铃响 暂停文档 文档中作暂停记号 电话交谈 找出暂停记号位置 继续处理文档 执行主程序(日常事务程序) 中断申请信号有效(中断请求) 暂停执行主程序响应中断 当前PC及寄存器入栈(保护现场) 处理外设要求(中断服务) 寄存器及PC出栈(恢复现场及中断返回 ) 继续执行主程序
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7.1、中断的基本概念
中断的突出优点
• • • •
主程序
7.1、中断的基本概念
中断源的分类 ① 内部中断
处理器内部产生的中断事件。（计算溢出、软中断）
并行工作：CPU与外设同时工作，提高效率； 实时响应：提高实时处理能力； 故障处理：紧急自动故障处理，提高可靠性； 人机交互：键盘、鼠标，提高人机交互能力；
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7.2 8086/8088的中断系统
例 7.1 某中断源的中断类型号为18H，若其中断服务子程 序的入口地址为1983H：1024H，试指出中断向量表存 放该中断向量的4个单元的地址及内容。
解：由于中断类型号为18H，所以中断向量表中存放该中断向量 的首地址为18H×4＝60H， 故四个字节单元的地址为0000：0060H～0000：0063H， 四个字节单元的内容分别为24H、10H、83H、19H。
(If中断类型号=12H，入口地址为1853:1056H，Then。。。？)
中断向量：每一中断类型码对应一个中断向量，该中断向量指
明了该类型码所对应的中断服务程序的入口地址；
中断向量表：8086系统将内存00000H~ 003FFH 前1K个单元
作为中断向量表，存放256个中断向量(中断矢量)，每一中断 向量占4个单元，前二字节是中断服务程序入口地址的偏移 地址IP，后二字节是段地址CS。
断点
•
中断返回
• 非屏蔽中断
从NMI引脚接入的外部中断，不受IF标志屏蔽。
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7.1、中断的基本概念
7.1.2 中断的处理过程 （中断请求、中断承认、中断响应）
主程序 中断
中断请求 中断承认
断点保护 中断源识别 中断响应 中断服务
满足下列条件进入中断响应周期： a) INTR有中断请求；b)IF=1开中断；c)无RESET、HOLD和 NMI或更高级的中断；d)一条指令执行结束
3. 中断响应
（1）关中断：CPU硬件自动清IF(关中断，禁止其它中断） （2）断点保护：CPU硬件自动将PSW、CS、IP依次压栈，以便 中断结束能够返回断点。
7.2 8086/8088的中断系统
CPU获取类型码方法：
内部中断和NMI： 外部中断： 直接从内部指令操作数获取； 从外部中断接口部件自动获取；
7.2 8086/8088的中断系统
7.2.3 中断源识别方法之二： 中断向量法
什么是中断向量？
中断服务子程序的入口地址
7.2.28086/8088的中断优先级
软件查询硬件电路 AB C PU 端口地址 译码 DB 输入 端口 ≥1 EN INT1(自 1#设 备 ) INT2(自 2#设 备 ) ┊ INTn(自 n#设 备 ) 软件查询流程 INT1？ INT2？ ┆ INTn？ 1# 中 断 服 务 2# 中 断 服 务
7.1、中断的基本概念
举例说明中断源识别