微机原理中断处理过程共19页文档
微机原理伍中断
中断结束的管理就是用不同的方式使ISR的相应位清“0”， 并确定下面的优先排队。 .完全嵌套情况 .自动循环情况 .特殊完全嵌套情况
8259A的内部结构
第七章 中断
7.2.3 8259A的编程
第七章 中断
8259A是一个可编程器件，在正常操作之前用程序规定 其优先权管理方式、中断结束方式、级联的引入等
RD,INTA,INT； • 用于8259A级联的管脚CAS0-CAS2,SP/ EN； • 端口地址选择信号CS,A0。
第七章 中断
7.2.2 8259A的中断管理方式
一、中断优先权管理(4种) 1.完全嵌套方式
固定优先权:IR0>IR1>…>IR7。 高优先级的中断可进入低优先级，但低优先级不能 进入高优称级或同等优先级。 2.自动循环方式 IR0-IR7轮流具有最高优先权。 当任何一级中断被处理完，它的优先级别就被改变 为最低，而最高优先级分配给该中断的下一级中断。
使用25H功能时要求：AL=中断类型号，DS∶DX=中断服
务程序首地址的段、偏移地址。
PUSH DS
；保存当前数据段
MOV DX，SEG INT60H
MOV DS，DX
MOV DX，OFFSET INT60H
MOV AL，60H
；设中断类型号为60H
MOV AH，25H
INT 21H
POP DS
第七章 中断
二、操作命令字
第七章 中断
1.OCW1的格式 实现屏蔽功能，OCW1的内容被置入中断屏蔽寄存器 IMR中，Di为“1”:禁止对应的IR端的中断请求.
Di为“0”:允许对应的IR端的中断请求. OCW1的格式如下：
微机原理《中断与中断管理》课件
❖ 不受中断允许标志IF的影响； ❖ 中断类型号固定为2； ❖ 在外部中断源中优先级最高； ❖ 主要用于处理系统的意外或故障，如：电源掉电、
存储器读/写错误等。
第10章 中断与中断管理
（2）可屏蔽中断INTR
❖ 受CPU中断允许标志位IF的控制： ▪ IF=1时，CPU响应中断请求； ▪ IF=0时，CPU屏蔽中断请求，不予响应；
▪ 如果某设备没有中断请求，则信号通过菊花链逻
辑电路继续往下一级传递。
第10章 中断与中断管理
INTR
菊花链逻辑电路 （a）菊花链（链式）优先权排队电路
数据总线
中断类型号n
三态缓冲器
≥1
“1”无 “0”有
逻辑 电路
≥1
INTA
中断请求 “1”有 “0”无
“1”封锁后一级 “0”开放后一级
INTR
（b）菊花链逻辑电路
第10章 中断与中断管理
1、中断
❖ 随着计算机技术的发展，中断技术不断被 赋予新的功能，它可以使计算机系统完成 如下功能： ▪ CPU与外部设备并行工作 ▪ 实时信息处理 ▪ 故障检测和自动处理 ▪ 分时处理
第10章 中断与中断管理
2、中断源
❖ 产生中断请求的设备或事件称为“中断源”。 ❖ 根据中断源不同，中断可分为三类：
开中断
返回原程序断点处
中断处理
中断返回
第10章 中断与中断管理
2、CPU对中断的响应
❖ CPU进入中断响应周期后，自动完成如下操作： （1）关闭中断 ❖ FR中的中断标志位IF清零；
（2）保护断点 ❖ 将当前CS和IP的内容压入堆栈保存，以便中断处理
微机原理与应用第6章中断
第六章中断(interruption)§6.1 中断处理(interrupt processing)一．中断为提高CPU利用率而采用的CPU与外设交换信息的一种重要方式指计算机的CPU暂时终止它正在执行的程序，转去执行请求中断的外设或事件的中断服务程序，待处理完后又返回执行被暂时终止的程序这样一个过程中断与调用子程序的最主要差别在于，调用子程序是在主程序中预先安排好的，中断处理则可能是随机的二．中断的用途1．实现分时操作2．实现实时处理3．实现故障处理三．中断系统应具有的功能1．能自动实现中断及返回2．能实现中断优先3．能实现多重中断四．中断处理过程中断处理过程包括：中断请求、中断响应、中断处理、中断返回 1．中断请求2．中断响应<1>关中断<2>保护断点<3>转到中断服务子程序首地址：CS:IP=入口地址3．中断处理及返回<1>保护现场：可用PUSH<2>中断服务<3>恢复现场：可用POP<4>开中断<5>返回（P161，F7-1）§6.2 8086/8088中断系统(8086/8088 interrupt system)一．中断源外部中断和部中断，或称硬件中断和软件中断，外部中断又分可屛蔽中断和非屛蔽中断（P164，F7-3）·可屛蔽中断请求INTR·非屛蔽中断请求NMI·部中断：通过软件调用由CPU自己启动中断过程，部中断是非屛蔽型的INT n ，（n=0~255）可调用所有中断子程序INTO ，溢出中断（n=4），标志OF=1时产生中断除法出错（n=0），除数为0时产生INT 0单步（n=1），TF=1时每执行一条指令产生一次INT 1断点中断（n=3）,可插在程序任何处产生中断,同样用来调试程序单步方式适用于较小程序，断点方式适用于较长程序DEBUG设置程序断点时将INT3单字节指令（CCH）写入断点处指令的第一字节位置（原字节保存起来），程序执行到INT3时发生中断，一般显示当前寄存器容及指定存储器容，结束后取回保存字节恢复原指令软件中断特点：<1>中断类型号n由指令指定或隐含<2>8088不运行中断响应周期INTA<3>除单步中断外，其优先级比硬件中断高<4>所有中断里,单步中断优先级最低，它可用IF=0来屛蔽二．与中断有关的指令INT n ；SP←SP-2，[SP+1，SP] ←Flags ，IF←0 ，TF←0 SP←SP-2，[SP+1，SP] ←CS ，CS←[TYPE×4+2]SP←SP-2，[SP+1，SP] ←IP ，IP←[TYPE×4]IRET ；IP←[SP+1，SP]，SP←SP+2CS←[SP+1，SP]，SP←SP+2Flags←[SP+1，SP]，SP←SP+2CLI ；IF←0，禁止可屛蔽中断和单步中断STI ；IF←1三．中断向量表256种类型，位于000~3FFH的1KB空间（见P166，F7-4）IP=[n×4]CS=[n×4+2]例:INT 21H,n×4=84H,则IP←[85H，84H],CS←[87H，86H] 四．中断处理顺序·8086/8088各类中断的优先级别为：除法出错，INT n ，INTO 高NMIINTR单步中断低·中断处理顺序如下流程：（详见P169，F7-6）·CPU在响应中断后，自动完成：Flags入栈清除IF、TFCS入栈、IP入栈取中断向量到IP、CS中转入中断子程·中断返回执行IRET使Flags出栈，IF、TF恢复到中断前状态·在用户编写的中断服务子程序中，要考虑是否需要保护现场（Flags，CS，IP以外的寄存器容）五．中断响应周期时序CPU响应INTR请求的中断，首先产生两个中断响应总线周期，每个周期4T（P168，F7-5）第一个INTA周期，CPU使地址/数据总线高阻，并在T2~T4发INTA 给8259A，使之准备中断类型码第二个INTA周期，CPU发INTA，8259A接收到该信号后送中断类型码n到数据总线D7~D0，CPU读取n后据此找到中断子程序入口地址CPU获取n的三个途径：默认的，指令给出的，外部提供的六．中断响应条件1．可屛蔽中断：INTR有效，IF=1，没有部中断，NMI无效，没有总线请求2．非屛蔽中断：NMI有效，没有部中断，没有总线请求§6.3 BIOS和DOS一．BIOS（基本输入/输出系统，Basic I/O System）程序采用中断方式，向用户或操作系统提供一些主要外设控制功能，包括开机自检，显示器，通讯接口，键盘和打印机等的字符传送，图形发生等（程序写在主板上的ROM中）在中断向量表中，n=0~4 CPU规定的5个专用中断n=5~1FH ROM BIOS使用n=20H~FFH DOS和BASIC保留,用户可用60H~67H实际DOS使用20H~3FH，40H~7FH系统未用地址类型码功能0~3 0 除法错误4~7 1 单步8~B 2 NMIC~F 3 断点指令10~13 4 溢出14~17 5 打印屏幕18~1B 6 保留1C~1F 7 保留20~23 8 电子钟定时（18.21秒）24~27 9 键盘28~2B A 保留2C~2F B 异步通讯口230~33 C 异步通讯口134~37 D 硬盘38~3B E 软盘3C~3F F 打印机40~43 10 视频I/O驱动44~47 11 设备检测48~4B 12 存储器容量检测4C~4F 13 磁盘（软、硬）I/O驱动50~53 14 RS232 I/O驱动54~57 15 盒式磁带I/O58~5B 16 键盘I/O5C~5F 17 打印机I/O60~63 18 ROM BASIC入口码64~67 19 自举引导程序（BOOT）68~6B 1A 一日时间6C~6F 1B 键盘中断(CTRL-BREAK)控制70~73 1C 用户定时器报时74~77 1D CRT初始化参数表78~7B 1E 磁盘参数表7C~7F 1F 图形字符集（ASCII码）n=8~F是8级可屛蔽中断BIOS经常用到的中断调用有：·INT 5H 打印屏幕同时按Ctrl和PrtSc或部调用INT 5H可将屏幕容打出·INT 10H CRT显示16种功能，AH=功能号，用来设置显示模式、光标形状和位置、读光标位置、屏幕上滚和下滚、置彩色调色板、写点、读点等 AH=1为设置光标形状，2为设置光标位置，7为屏幕下翻·INT 13H 软盘I/O，硬盘I/O对软盘，6种功能，作软盘系统复位、读/写扇区等对硬盘，21种功能，作硬盘系统复位、读/写扇区、诊断、格式化等·INT 14H 串行I/O通讯向RS232通讯端提供I/O字节流，4个功能用来设定波特率、收发数据等·INT 16H 键盘I/O3个功能用来读字符、判键符等·INT 17H 打印机I/O用来打印字符CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor）互补金属氧化物半导体，用来存放计算机硬件配置和系统时钟信息的RAM，128字节，BIOS可对这些系统参数读出及设置. 二．DOS（磁盘操作系统，Disk Operating System）用于帮助用户建立和管理程序与数据，管理计算机系统设备BIOS固化在ROM中，DOS则由磁盘装入，DOS包括：<1>引导记录（boot record）每次启动时自动装入存，并由它装入DOS的其他部分<2>（或IO.SYS）提供DOS到ROM BIOS的接口，可以进行数据从存到外设的读写，是DOS的核心<3>（或MSDOS.SYS）提供系统与用户程序的接口，含有一个文件管理程序和一系列子程序，用户可在DOS状态下用INT指令调用它们<4>命令处理程序，接收打入的命令并运行相应的程序，它包括：常驻部分初始化部分暂存部分DOS设立了20H~27H的中断如下地址类型码功能80~83 20 程序结束，返回DOS84~87 21 系统功能调用88~8B 22 结束（退出）地址8C~8F 23 CTRL-BREAK退出地址90~93 24 标准错误出口地址94~97 25 绝对磁盘读98~9B 26 绝对磁盘写9C~9F 27 程序结束驻留退出A0~FF 28~3F DOS保留100~1FF 40~7F 未用（60~67为用户保留）200~3C3 80~F0 BASIC使用3C4~3FF F1~FF 未用<1> INT 20H终止正在运行的程序，并返回DOS。
微机原理与接口技术：中断处理流程
知识点 6.5.3
中断处理流程
1
8088/8086中断的处理流程
CPU在每条指令的最后一个时钟周期按照下列顺序检测有无中断请求： 1）指令执行时是否有异常情况发生，如除法错； 2）有没有单步中断请求（TF=1）； 3）有没有NMI非屏蔽中断请求； 4）有没有协处理器段超限； 5）有可屏蔽中断请求信号吗？ 6）是中断指令吗？
2
如果有一个或多个中断条件出现，CPU响应中断。如果检测到内部中 断或非屏蔽中断，CPU从内部获得中断类型码；如果检测到可屏蔽中 断请求，CPU进一步测试IF标志位，如果IF=1，CPU就进入中断响应 总线周期，从中断控制器获取中断类型码。
3
获得中断类型码之后，各种中断的处理过程相同。CPU将中断类型码 放入暂存器保存，以下动作顺序发生： 1. 标志寄存器的内容入栈； 2. 清除中断标志IF和TF； 3. CS的内容入栈； 4. IP的内容入栈； 5. 根据中断类型码，在中断向量表中取出中断向量装入IP和CS； 6. 执行中断服态标志寄存器的内容压入堆栈以保护现场，堆栈指针 SP减2，接着CPU将主程序断点CS和IP的内容压入堆栈以保护断点，堆栈 指针SP再减4。在中断服务程序的末尾执行IRET指令，从堆栈中弹出IP、 CS和Flags，堆栈指针SP+6，堆栈恢复原状。
中断响应时，CPU发中断响应信号，同时： ① 保护硬件现场； ② 关中断； ③ 保护断点； ④ 获得中断服务程序的入口地址。
微机原理-第5章中断系统
微机原理及应用 zhouli@
5.1 中断的基本概念
中断 处理器暂停执行现行的程序，转而处理随机事件， 处理完毕后再返回被中断的程序处继续执行，这一 全过程称为中断。 中断源 能够引发处理器中断的信息源称为中断源。
可屏蔽中断
中断请求信号通过CPU的INTR引脚进入； 中断响应信号从INTA引脚发出； IF=1时, CPU响应中断；IF=0, 中断请求被屏 蔽
•
•
•
•
通常可屏蔽中断源经过中断控制器8259A管理再 向CPU发INTR请求。
• • • • • •
中断标志IF的状态
指令 CLI 使 IF ＝ 0 关中断，禁止中断, 中断屏蔽统复位，使IF＝ 0 任何一个中断被响应，使IF＝ 0 指令 STI 使IF＝ 1 开中断、允许中断、中断开放执行， IF＝ 1 执行指令 IRET 恢复原IF状态
处理器执行 INT 21 H 之后： FAGS、CS、IP的当前值被压栈保护。 CPU从4×21H～4×21H＋3的单元中取得中断 向量并写入IP， CS之中。
•
•
•
CPU根据CS：IP值转向21H型中断服务程序。
中断程序执行完毕，执行 IRET 指令，退出中断 CPU从栈顶顺序弹出保护的断点给 IP 、 CS、 FLAGS；
中断响应过程
标志寄存器入栈 TEMP＝TF，IF＝TF＝0
（1 ） （2 ） （3 ） （4 ） Y Y （5 ）
8086 8086 各种中断源 各种中断源 的优先权，实际 的优先权，实际 上是指被识别出 上是指被识别出 来的先后； 来的先后； 多种中断同时请 多种中断同时请 求时，最先响应 求时，最先响应 的则可能是单步 的则可能是单步 中断或 中断或 NMI NMI 中 中 断。 断。
微机原理-05 中断
P1.3
绿灯
SJMP DDD
P3.2
3.如果想通过中断方式实现上述功能，软件怎样编程序? 仿前 例。
ORG 0000H
+5V
AJMP MAIN
P1.0
红灯
ORG 0003H
P1.1
红灯
AJMP INT
ORG 0050H
P1.2
绿灯
MAIN: MOV SP,#60H
P1.3
绿灯
MOV IE,#1000 0001B;
• 若ITi＝0（电平触发），则输入到INTi 的外部中断源必须保持低电平有效，直到该 中断被响应。同时在中断返回前必须使电平 变高，否则将会再次产生中断。
SCON－串行口控制寄存器（98H）
位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98
SCON
TI RI
发送中断标志
接收中断标志
一帧数据发送完毕置“1”TI，请求CPU发送下一帧 一帧数据接收完毕置“1”RI，请求CPU取走数据
§5.1.2 查询传送方式（条件传送）
通过查询外设的状态信息，确信外设已处于“准备好”， 计算机才发出访问外设的指令，实现数据的传送。
状态信息：一般为1位二进制码。
输入时，需要查询外设的输入数据是否准备好；
输出时，要查询外设是否把上一次CPU输出的数据处理完毕。
查询方式程序流程图
优点：通用性好，可以用于各类
…………… ORG 0080H PH:PUSH PSW PUSH A SETB P3.0 ACALL DELAY1S CLEAR P3.0 ANL P1,#0BFH；撤申请 ORL P1,#40H POP A POP PSW RETI END
当发送和接收中任何一个标志被置位时，都可以向CPU提出 申请。必须在中断服务程序中判断，并由软件将RI和TI标志位 清0。
5.4 中断响应及处理过程
5.4.1 中断应、中断处理
和中断返回。
主程序
K
N
K+1
保护现场 中
为外设服务 断 处
恢复现场 理
N+m 返回
5.4.2 中断响应
在满足CPU的中断响应条件之后，CPU对中断源 中断请求予以处理。
一、中断响应条件 ①有中断源发出中断请求。 ②中断总允许位EA=1。 ③申请中断的中断源的中断允许位为1，即中断没 有被屏蔽。 ④无同级或更高级中断正在被服务。 ⑤当前的指令周期已经结束。 ⑥若现行指令为RETI或是访问IE或IP指令时，该 指令以及紧接着的另一条指令已执行完。
例如：电平方式外部中断请求的撤销电路 CLR P1.0或ANL P1，#0FEH
◇串行口中断：CPU响应中断后，没有用硬件清除 T1、R1，故这些中断不能自动撤除，而要靠软件 来清除相应的标志。
◇电平方式的外部中断：CPU响应中断时不会自动 清除IE1或IE0标志，所以在响应中断后应立即撤 除INT0或INT1引脚上的低电平。在硬件上，CPU 对INT0和INT1引脚的信号不能控制，所以这个问 题要通过硬件，再配合软件来解决。
1、保护现场：如在中断服务程序中要用到PSW、 工作寄存器和SFR等寄存器时，则在进入中断服务 之前应将它们的内容保护起来，在中断结束、执行 RETI指令前应恢复现场。
2、为中断源服务：针对中断源的具体要求进行相 应的处理。
保护现场和 恢复现场的 过程中不允 许中断，以 免现场遭到 破坏。
中断服务程序
四、中断响应时间
中断响应时间为中断请求有效到转向中断区入口地 址所需要的的机器周期数。 响应时间为3～8个机器周期之间。
5.5.3 中断处理
第3章-2中断及中断处理过程..
A0 0
D7
D6
D5
D4 1
D3 LTIM
D2 ADI
D1 SNGL
D0 IC4
1 需要ICW4（8 08 6 / 88 模式时总是1） 0 不需要ICW4 1 单片82 59 0 多片8 25 9 级联 1 间隔为4 0 间隔为8 仅 用 于 8 08 0/8 5 模 式 1 电平触发 0 边沿触发
3.3.5
80386/Pentium的中断
1、中断和异常
执行指令过程中产生的错误称为异常中断 分为三类： 1）、失效 若某条指令在启动后真正执行前被检测到异常，从而产生异常中 断，而且在中断服务完成后返回该条指令，这类异常称为失效 2）、陷阱 产生陷阱的指令在执行后才被报告，且其中断服务程序完成后返 回主程序中的下一条指令，这类异常称为陷阱 3）、中止 该类异常发生后无法确定造成异常指令的实际位置，在此情况下 原来的程序已经无法在继续执行
8 08 0/8模式下，中断入口 5 低8编程位
图15
ICW1格式
A0 1
D7 T7
D6 T6
D5 T5
D4 T4
D3 T3
D2
D1
D0
T7 ～ T3 中断向量码高5位
8 25 9 自动将中断请求输入 引脚IRi 序号填写在此
图16 ICW2格式
主控ICW3 A0 1 1 相应IR端接从属8 25 9 0 不接8 25 9 从属ICW3 A0 1 D7 0 D6 0 D5 0 D4 0 D3 0 D2 ID2 D1 ID1 D0 ID0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
识别地址： 3位编码与从属8 25 9 接入 主控8 25 9 的I R编号对应