第7章_中断系统和中断控制器8259A

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（2）中断排队和（3）中断响应 ）中断排队和（ ） CPU通过中断排队确定了要响应的中断源后， 通过中断排队确定了要响应的中断源后， 通过中断排队确定了要响应的中断源后 进入中断响应 自动完成以下步骤： 中断响应， 进入中断响应，自动完成以下步骤： 关中断； ①关中断； 保护断点，将正在执行的程序地址（断点）入栈； ②保护断点，将正在执行的程序地址（断点）入栈； ③保护现场，标志寄存器FR自动入栈； 保护现场，标志寄存器 自动入栈； 自动入栈 形成中断服务程序入口地址。 ④形成中断服务程序入口地址。
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（2）实现优先权排队，以确定优先处理的中 ）实现优先权排队， 断源
一个系统中有多个中断源， 一个系统中有多个中断源，存在着几个中断源 同时请求的可能； 同时请求的可能； 因此，必须事先根据中断源的重要性， 因此，必须事先根据中断源的重要性，给每个 中断源确定一个中断优先级别——优先权。 优先权。 中断源确定一个中断优先级别 优先权 中断响应时， 中断响应时，CPU应能首先响应优先权级别高 应能首先响应优先权级别高 的中断源。 的中断源。
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3、中断优先权管理 、
中断优先权是事先根据中断源的重要性给每个 中断优先权是事先根据中断源的重要性给每个 中断源确定一个中断优先级别——优先权。 优先权。 中断源确定一个中断优先级别 优先权 中断优先权管理就是判别和确定各个中断源的 中断优先权。 中断优先权。 中断优先权判别方法有软件和硬件两种方法。 中断优先权判别方法有软件和硬件两种方法。
软件查询流程图
保护现场 Y 外设A中断服务程序 Y 外设B中断服务程序 Y 外设C中断服务程序
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3、中断优先权管理 、
如图， 个外设只要 如图，8个外设只要 有中断请求， 有中断请求，CPU检测 检测 到中断请求信号， 到中断请求信号，响应 中断； 中断；
D7～D0
CPU
I / O端 口 端口 地址80H INTR ≥1
外设A B C D E F G H中断请求
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（2）中断排队和（3）中断响应 ）中断排队和（ ）
中断排队是确定当前所有中断请求中优先级最 中断排队是确定当前所有中断请求中优先级最 高的那个中断源。 高的那个中断源。 因为CPU一次只能响应一个中断，所以必须首 一次只能响应一个中断， 因为 一次只能响应一个中断 先处理最紧急最重要的中断。 先处理最紧急最重要的中断。 根据中断源的轻重缓急给予一个中断优先权级别， 根据中断源的轻重缓急给予一个中断优先权级别， 优先权级别最高的中断源将首先得到响应。 优先权级别最高的中断源将首先得到响应。
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（4）中断服务和（5）中断返回 ）中断服务和（ ）
中断处理，对中断源作相应的处理， ③中断处理，对中断源作相应的处理，是中断 服务程序的核心； 服务程序的核心； 关中断，若中断服务程序设置了开中断， ④关中断，若中断服务程序设置了开中断，则 此时应该关中断，以保证恢复现场的操作不被打断； 此时应该关中断，以保证恢复现场的操作不被打断； 恢复现场，按后进先出的原则， ⑤恢复现场，按后进先出的原则，PUSH和POP 和 应配对使用； 应配对使用； 中断返回，从堆栈中弹出断点，返回主程序。 ⑥中断返回，从堆栈中弹出断点，返回主程序。
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1、中断及中断源 、
中断是一种让 中断是一种让CPU挂起正在执行的程序而转去 是一种让 挂起正在执行的程序而转去 处理特殊事件的操作。 处理特殊事件的操作。 CPU暂时停止执行原来的程序而转去中断处理， 暂时停止执行原来的程序而转去中断处理， 暂时停止执行原来的程序而转去中断处理 处理好中断服务后再返回继续执行原来的程序， 处理好中断服务后再返回继续执行原来的程序，这 样一个过程就是一个中断过程 样一个过程就是一个中断过程 。 能够引起CPU中断的事件称为中断源 。 中断的事件称为中断源 能够引起 中断的事件称为 CPU中断系统的基本功能 。 中断系统的基本功能
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CPU中断系统的功能 中断系统的功能
（1）实现中断及返回 ） （2）实现优先权排队，以确定优先处理的中断源。 ）实现优先权排队，以确定优先处理的中断源。 （3）优先权高的中断源能中断优先权低的中断处理 ）
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（1）实现中断及返回 ）
当有一中断源提出中断请求时， 当有一中断源提出中断请求时，CPU首先判断 首先判断 是否响应该中断? 是否响应该中断 * 如果 如果CPU正在执行的是重要的程序，可以暂不 正在执行的是重要的程序， 正在执行的是重要的程序 响应，即关中断； 响应，即关中断； *当CPU完成了当前的重要程序后，开中断予以 完成了当前的重要程序后， 当 完成了当前的重要程序后 响应，同时，保存断点，转入中断处理； 响应，同时，保存断点，转入中断处理； * 当中断处理完后，恢复断点从而回到被中断运 当中断处理完后， 行的原程序继续执行； 行的原程序继续执行；
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（1）实现中断及返回 ）
* 通过设置 通过设置CPU内部的中断允许触发器 内部的中断允许触发器(IFF)，开 内部的中断允许触发器 ， 关中断 。 当IFF＝1，使中断允许（开中断）； ＝ ，使中断允许（开中断）； 当IFF＝0，使中断不允许（关中断）。 ＝ ，使中断不允许（关中断）。 注意： 注意： 不可屏蔽中断，要求 立即处理。 不可屏蔽中断，要求CPU立即处理。不受中断允 立即处理 许触发器（ 许触发器（IFF）的控制。 ）的控制。 可屏蔽中断，受中断允许触发器（ 可屏蔽中断，受中断允许触发器（IFF）的控制。 ）的控制。
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3、中断优先权管理 、
（1）软件确定中断优先权 ） 软件法是在 响应中断后， 软件法是在CPU响应中断后，用软件查询确定 是在 响应中断后 哪个中断源申请中断，先被查询的先响应。 哪个中断源申请中断，先被查询的先响应。 查询次序决定了中断优先权次序， 查询次序决定了中断优先权次序，最先被查询 的中断源具有最高的优先权。 的中断源具有最高的优先权。
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2、中断处理过程 、
一个中断过程应该包含以下五个过程: 一个中断过程应该包含以下五个过程 （1）中断请求 ） （2）中断排队 ） （3）中断响应 ） （4）中断服务 ） （5）中断返回 ）
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（1）中断请求 ） 当中断源需要CPU为其服务时，首先送出中断 为其服务时， 当中断源需要 为其服务时 请求信号。 请求信号。 中断信号可以由中断指令或是某些特定条件产生， 中断信号可以由中断指令或是某些特定条件产生， 也可以是通过CPU引脚（INTR）向CPU发出中断请 引脚（ 也可以是通过 引脚 ） 发出中断请 求信号而产生。 求信号而产生。 实际系统中一般都有多个中断源， 实际系统中一般都有多个中断源， 为了增加控 制的灵活性，每个中断源接口电路中，设置一个中断 制的灵活性，每个中断源接口电路中，设置一个中断 请求触发器和一个中断屏蔽触发器。 和一个中断屏蔽触发器 请求触发器和一个中断屏蔽触发器。
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中断源
（1）一般的输入输出设备。如键盘，打印机等； ）一般的输入输出设备。如键盘，打印机等； （2）数据通道中断源。如磁盘，光驱等直接与存储 ）数据通道中断源。如磁盘， 器交换数据所要求的中断； 器交换数据所要求的中断； （3）实时时钟。在控制系统中使用外部硬件电路实 ）实时时钟。 现时间控制，当定时时间到时向CPU发出中断申请； 发出中断申请； 现时间控制，当定时时间到时向 发出中断申请 （4）故障引起的中断。如电源掉电等； ）故障引起的中断。如电源掉电等； （5）由中断指令或软件故障引起的中断。如系统功 ）由中断指令或软件故障引起的中断。 能调用，除数为0， 能调用，除数为 ，或者在程序调试时设置断点等引 起的中断。 起的中断。
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（1）中断请求 ） 当中断源有请求时， 中断请求触发器置 ： 当中断源有请求时，将中断请求触发器置1： * 若中断屏蔽触发器为“0”状态，表示允许该 中断屏蔽触发器为 ”状态， 中断源向CPU发出中断请求“信号”； 发出中断请求“ 中断源向 发出中断请求 信号” * 若中断屏蔽触发器为“1”状态，表示禁止该 中断屏蔽触发器为 ”状态， 中断源向CPU发出中断请求“信号”。 发出中断请求“ 中断源向 发出中断请求 信号” 尽管该中断源有中断请求，也不能被送出， 尽管该中断源有中断请求，也不能被送出，称该 中断请求被屏蔽了。 中断请求被屏蔽了。
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（3）优先权高的中断源能中断优先权低的 ） 中断处理
在中断服务处理过程中： 在中断服务处理过程中： 若新的中断申请其优先级别更高， 若新的中断申请其优先级别更高，则CPU应再 应再 一次中断，转去优先权更高的中断源服务。 一次中断，转去优先权更高的中断源服务。处理完 再回到原来的中断服务中，这也称为中断嵌套 中断嵌套。 后，再回到原来的中断服务中，这也称为中断嵌套。 若新的中断源优先权级别为同级或低级， 若新的中断源优先权级别为同级或低级，则 CPU暂不理会，继续正在处理的中断服务，直到当 暂不理会， 暂不理会 继续正在处理的中断服务， 前中断处理结束后再去处理新的中断申请。 前中断处理结束后再去处理新的中断申请。
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