微机原理中断概念

1中断的定义及必要性2中断源3中断处理过程48086中断系统 中断的基本概念 定义 所谓中断是指中央处理器CPU正在处理某件事的时候 外部发生了某一事件 请求CPU迅速处理 CPU暂时中断当前的工作 转入处理所发生的事件 处理完后 再回到原来被中断的地方 继续原来的工作 这样的过程称为中断 1中断的定义及必要性 必要性及应用中断功能便于实现1 分时操作2 实时处理3 故障处理4 主机与外设之间的速度匹配 CPU和外设同时工作 CPU可以通过分时操作启动多个外设同时工作 统一管理 大大提高了CPU的利用率 也提高了输入 输出的速度 当计算机用于实时控制时 中断是一个十分重要的功能 现场的各个参数 信息 需要的话可在任何时候发出中断申请 要求CPU处理 CPU就可以马上响应 若中断是开放的话 加以处理 这样的及时处理在查询的工作方式是做不到的 计算机在运行过程中 往往会出现事先预料不到的情况 或出现一些故障 如电源突跳 存储出错 运算溢出等等 计算机就可以利用中断系统自行处理 而不必停机或报告工作人员 外设中断请求 实时时钟中断请求 控制对象中断源 故障引起的中断 人为设置的中断 人为设置的中断 不是随机的 故称为自愿中断 强迫中断引起的中断都是随机 2中断源 中断处理过程包括中断请求 中断排队 中断响应 中断处理 中断返回等全过程 中断技术对中断全过程的分析 研究及实现的方法 3中断处理过程 多中断源同时发出中断请求 CPU根据中断的优先级判断优先执行的中断请求 中断嵌套 CPU正在执行主程序 CPU正在执行低级中断服务程序 CPU正在执行高级中断服务程序 CPU正在执行低级中断服务程序 挂起的中断 中断排队 中断响应 条件 IF 1 执行完一条指令保护断点将下一条指令的CS和IP及目前标志寄存器FR的内容压入堆栈寻找中断服务程序入口地址 中断处理 保护现场保护中断服务程序中用到的寄存器和状态标志的内容 中断服务程序相应的中断源服务 完成一定的I O操作 恢复现场完成中断服务后 将保存在堆栈中的现场数据恢复 开中断和中断返回IRET 中断返回指令 pushAXpushBX popBXpopAX 中断服务程序 用户编程设计 子程序与中断服务程序的区别 对强迫中断的服务程序具有随机性 要考虑可能在程序的什么指令处发生 要保护什么内容 才能保证返回断点后正常工作 对人为设置的软件中断与子程序调用的区别 返回指令不同 子程序返回用RET 中断服务程序返回用IRET 处理内容不同 中断一般处理I O操作 48086中断系统 8086微处理器有处理256种中断的能力 每个中断分配给一个中断类型码 在0 255之间 用一字节表示 也称为256种类型中断 256种类型中断分为硬件中断和软件中断 硬件中断 外部硬件电路产生的中断 软件中断 8086操作过程中发生异常事件或执行中断指令INTn 指令 CPU启动的 软件中断 内部 硬件中断 外部 INTn指令 中断逻辑 断点中断 溢出中断 单步中断 除数为0中断 3 4 1 0 非屏蔽中断请求 2 中断控制器8259A 可屏蔽中断请求 NMI INTR 8086中断分类图 INTO INT3 OF 1 TF 1 中断的分类 8086中断向量 中断向量与中断向量表中断向量 每种中断处理程序的首地址称为中断向量 中断向量表 8086将内存最低地址的1K单元作为中断向量表 存放256种中断处理程序的入口地址 每个地址占4字节 中断向量表的分配如下图所示 03FFH 03FCH Type225 CS IP 0083H CS Type32 IP 0080H 007FH CS Type31 IP 007CH CS Type5 IP 0014H 0013H CS Type4 IP CS Type3 IP IP IP IP CS CS CS 0010H 000FH 000CH 000FH 0008H 0007H 0004H 0003H 0000H Type8 Type1 Type0 224 保留27个 用户定义 个 8086专用5个 溢出中断 断点中断 非屏蔽中断 单步中断 除数为0 8086 8088中断向量表占内存0000H段 中断类型码 中断向量指针 中断向量 8086中断类型码 8086将中断类型码乘4 得到中断向量表的入口地址 例如 类型码 0CH 中断向量表指针 0030H8086从0030H开始读取4字节中断处理程序的入口地址 前两字节装入IP 后两字节装入CS 8086执行中断处理程序 中断向量的装入 中断向量的装入方法 用MOV指令假设中断类型号为60H 中断服务程序的偏移地址是1234H 段地址5678HMOVAX 00HMOVES AX 0段MOVBX 60H 4 180H 中断向量指针MOVAX 1234 中断服务程序偏移地址MOVES BX AX 装入偏移地址MOVAX 5678H 中断服务程序段地址MOVES BX 2 AX 装入段地址 8086中断时序 8086对外部硬件中断请求INTR的响应 当INTR有一高电平 即有可屏蔽中断请求 若此时IF 1且当前指令执行完 进入中断响应周期 处理过程如下 INTA 在两个总线周期中分别发出有效信号 在第二个周期中8086读到中断类型码 然后乘以4 得到中断向量 下一条指令地址CS和IP入栈 标志寄存器入栈 清除IF和TF标志位 T1 第一个中断响应总线周期 第二个中断响应总线周期 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T4 CLK ALE INTA AD7 AD0 TYPE 8086中断响应时序 总结 中断操作的5个步骤 1 取中断类型号 2 计算中断向量指针 3 取中断向量 偏移地址送IP 段地址送CS 4 转入中断处理程序 5 返回到断点 例 设中断INT4AH 中断类型号 4AH 4 128H 中断向量指针 4AH 4 2 12AH 128H IP 中断向量 中断处理程序入口地址 12AH CS 中断向量的修改 使用系统的中断资源利用DOS功能调用21H中的35H和25H号功能修改中断向量1 获取原中断向量 AH 35HAL 中断类型号INT21H返回时送ES BX 旧中断向量段地址 偏移地址2 设置新中断向量 AH 25HAL 中断类型号DS DX 新中断向量段地址 偏移地址INT21H3 恢复原中断向量AH 25HAL 中断类型号DS DX 旧中断向量段地址 偏移地址INT21H 1 获取原中断向量 MOVAL N N为指定中断号MOVAH 35HINT21H 取原中断向量到ES BXPUSHESPUSHBX 保存原中断向量 入栈 例用DOS功能调用修改中断向量 假设原中断服务程序的中断号为n 新中断服务程序入口地址的段基址为SEIN 偏移量为OFIN 中断向量修改的程序段为 2 设置新中断向量 PUSHDSMOVAX SE