第5章 微机中断系统PPT课件

精选,1,第5章微机中断系统,知识要点：中断系统功能、中断处理过程及中断管理方法，8086/8088的中断结构。,重点及难点：中断向量、中断类型号及中断向量表的设置方法,精选,2,执行原程序,中断请求,中断服务程序,中断示意图,中断的概念：中断：指计算机暂时停止原程序执行转而为外部设备服务（执行中断服务程序），并在服务完后自动返回原程序执行的过程，叫中断。,中断系统：中断系统是实现中断功能的软、硬件的统称,断点：原程序中被暂停执行的指令处，常称该指令的地址为断点。,中断与转子程序的比较：相同点：均能暂停现行程序的执行而转去执行另一个指令序列，执行完后返回原程序继续执行。不同点：子程序的转移是事先安排好的；而中断的发生是随机的。,5.1中断和中断系统,精选,3,5.1.1中断系统的功能,微型计算机的中断系统的作用：（1）并行处理能力，CPU与多个外设同时工作。（2）实时处理能力，对随机的中断请求作及时的处理。（3）故障处理能力，故障出现时，CPU能自动转去执行故障处理程序，不必停机。,2,5.1.2中断处理过程,不再接受其他的中断请求,可以允许有新的中断请求,1.中断请求中断请求是中断过程的第一步，因中断源的不同，产生中断请求的条件而不同。,2.中断判优,中断处理过程包括以下几个步骤：,当有多个中断源同时请求时，CPU就要识别出是哪些中断源有中断请求，辨别和比较它们的优先权，先响应优先权级别最高的中断申请。,要判别和确定各个中断源的中断优先权，可以用软件和硬件两种方法。软件采用查询技术。当CPU响应中断后，就用软件查询以确定是哪些外设申请中断，并判断它们的优先权。,另外，当CPU正在处理中断时，也要能响应更高级的中断申请，而屏蔽掉同级或较低级的中断请求。,精选,6,3.中断响应CPU通过两个引脚来接收外部中断NMI(非屏蔽中断)和INTR(可屏蔽中断),CPU响应中断后，自动完成以下事情：关中断保护断点：8086CPU将断点地址CS和IP压入堆栈。形成中断服务程序的入口地址,CPU响应INTR类中断的条件：接收到中断请求信号；IF=1；CPU执行完当前的一条指令；,精选,7,4.中断处理中断处理通常由中断服务程序完成。中断服务程序一般结构：保护现场：将要用到的寄存器内容入栈。执行中断服务程序：核心部分，完成中断源要求的任务。恢复现场：将保存现场时的入栈寄存器内容出栈，并保证堆栈指针恢复到进入中断处理时的指向。,精选,8,5.中断返回,为了实现中断嵌套，应在中断处理过程时保护现场后，首先执行开中断指令；并且在中断服务结束后恢复现场之前，执行关中断指令。,通常在中断返回前，要求先执行一条开中断指令（以便让CPU返回原程序后可以响应其他的中断），然后执行中断返回指令，返回到原程序的中断断点处继续执行原程序。,精选,9,5.1.3中断判优（排队）逻辑,（1）软件判优（查询）法,Di=1，表明中断源i有中断请求,精选,10,优点：接口电路简单，优先权次序可以随编程的查询顺序而改变；缺点：中断响应的实时性较差。,精选,11,（2）硬件判优法,i）串行优先权排队法-串行链式结构,特点：串接链的顺序决定了优先权，链头优先权最高，依次渐低。优点是：电路简单，连接方便，便于扩充；缺点是：当链级较多且前级中断频繁时，后级响应的实时性较差。,精选,12,ii）并行优先权排队法-优先权编码器,优点：中断响应速度快；缺点：可扩充性差。,80 x86将256个中断统一编号为0255，称作中断类型号，中断类型号是中断源的唯一标识。80 x86中断系统采用向量中断方式，中断响应时自动获得中断类型号，并据此得到该中断服务程序入口地址，然后转去执行中断服务程序，此过程称为“向量中断”方式，中断服务程序的入口地址叫做中断向量。,1.中断向量和中断向量表,003FF,0000：0000,中断向量地址中断类型号*4,5.280 x86中断结构,精选,14,用户在使用中断之前，须将中断服务程序的入口地址放置到与中断类型号相应的中断向量表中。主要方法：(1)定义数据段VECDATASEGMENTAT0ORGN*4VINSUBDWNOFFSET,NSEGVECDATAENDS,中断向量置入中断向量表的方法,2.设置中断向量表方法,其中,N为常数,为所分配的中断类型号;NSEG表示该中断向量的段基址常数;NOFFSET表示该中断向量的段内偏移常数。,精选,15,(2)利用DOS功能调用MOVAX,NSEGMOVDS,AXMOVDX,NOFFSETMOVAH,25HMOVAL,NINT21H,精选,16,(3)编制一段程序NEUQ32HMOVAX,0MOVES,AXMOVBX,N*4MOVAX,OFFSETINTN_PROMOVES:WORDPTRBX,AXMOVAX,SEGINTN_PROMOVES:WORDPTRBX+2,AXINTNINTN_PRO:IRET,3.中断分类,80 x86微机可处理256个不同的中断请求。硬件中断是由外部的硬件（主要是外部接口）产生的，也称外部中断。NMI不受IF影响；INTR受IF控制，80 x86系统中采用8259A中断控制器作为INTR的多个中断源的管理。软件中断是CPU根据某条指令或软件对某个标志位的设置而产生的。与硬件无关，也称内部中断。,2.6,精选,18,(1)硬件（外部）中断（a）非屏蔽中断NMI8086规定NMI的中断类型号为02，则其中断服务程序的入口地址固定存放在中断向量表中的0008H000BH中。NMI的请求信号采用边沿触发方式，处理过程如下：中断类型号*4=中断向量地址0008H；FLAG入栈；清IF、TF，屏蔽INTR和单步中断；CS、IP一次入栈；从中断向量表中取出中断向量置入CS和IP；按CS和IP的值执行NMI的服务程序；执行到IRET时，IP、CS、FLAG出栈，CPU返回断点处继续执行原程序。,精选,19,精选,20,(2)软件（内部）中断,(a)专用中断0型中断除法出错中断（自陷中断）1型中断单步中断3型中断断点中断（INT或INT3）4型中断溢出中断（INTO）(b)指令中断INTn(c)软件中断的特点软件中断的处理过程与NMI相同，自动获取中断类型号。软件中断不受IF影响。软件中断没有随机性。,4.中断管理过程,80 x86微机