微机原理课件第七章微型计算机中断系统
78页1、第七章 微型计算机中断系统,7-1 概述,一、中断概念 当CPU正常运行程序时,由于微处理器内部事件或外设 请求,引起CPU中断正在运行的程序,转去执行请求中断的外 设(或内部事件)的中断服务子程序,中断服务程序执行完毕 后,再返回被中止的程序,这一过程称为中断。 1. 中断源 引起程序中断的事件称为中断源。中断源有外部中断和 内部中断,内部中断由程序预先安排的中断指令(INT n)引 起,或由于CPU运算中产生的某些错误(如除法出错、运算溢 出)引起。外部中断是外部设备或协处理器向CPU发出中断申 请引起的。 2. 中断响应,中断请求何时发生是随机的。CPU在每条指令的最后一 个T周期去检测INTR引脚,CPU一旦检测到有中断请求,在满 足中断响应的条件下(IF=1),CPU响应中断,会向外设发出 中断响应信号。并保护断点(当前CS、IP和PSW值 入栈 ),然后转向中断服务程序。中断服务程序执行完毕,CPU返 回原执行程序的中断处,继续向下执行,称为中断返回。 3. 中断向量表 CPU响应中断后,必须由中断源提供地址信息,引导程 序进入中断服务子程序,这些中断服务子程序的入口地址存
2、放 在中断向量表中。内存中专门开辟了一个区域,存放中断向量 表(也称中断矢量表)。 4. 中断优先级 当有多个中断源请求中断时,中断系统判别中断申请的 优先级,CPU响应优先级高的中断,挂起优先级低的中断。当 CPU在运行中中断服务子程序时,又有新的更高优先级的中断 申请进入,CPU要挂起原中断进入更高级的中断服务子程序,,实现中断嵌套功能。 5. 中断屏蔽 当中断源申请中断时,CPU可以由软件设置,使之不能 响应,称为中断屏蔽。 本章讨论与8086/8088 CPU相配合的中断系统及中断接 口芯片8259A。 二、中断分类 8086/8088有一个强有力的中断系统,可以处理256种不 同的中断。 8086/8088系统上的中断源如图7-1所示。以产生中 断的方法来分类,256种中断可以分为两大类:外部中断和内 部中断。,图7-1 8086/8088中断源,外部中断也称为硬件中断,是由外部的硬件产生的,硬 件中断又分成不可屏蔽中断和可屏蔽中断。下面分别加以说明。,1. 外部中断 8086/8088 CPU有两个外部中断请求线:不可屏蔽中断 请求线NMI和可屏蔽中断请求线INTR。 (1
3、) 由NMI引脚引入的不可屏蔽中断请求,采用边沿触发, 上升沿之后维持两个时钟周期高电平有效。对于不可屏蔽中断 用户是不能用软件来屏蔽的,一旦有不可屏蔽中断请求,CPU 必须予以响应。不可屏蔽中断请求的中断类型号为2,即中断 处理程序的入口地址在0段的0008H000BH的4个单元中。 (2) 由INTR引脚引入的外设提出的可屏蔽中断请求,采用 电平触发,高电平有效,INTR信号的高电平必须维持到CPU 响应中断才结束。可屏蔽中断是用户可以通过软件设置来屏蔽 的外部中断,即使外部设备有中断请求,CPU可以不予响应。 由外设引起的可屏蔽中断请求要得到响应应有两个条件:外 设中断请求是否被屏蔽;CPU是否允许响应中断。 在8086 CPU系统中,外设的中断请求信号接入可编程 中断控制器8259A的IRi端,而8259A的中断输出INT连到CPU,的INTR引脚上。8259A中设有中断屏蔽寄存器,它的8位对应 控制8个外设,通过设置这个寄存器的某位为0或1,可以允许 或禁止某个外设的中断请求。一块8259A可管理8个中断,当 外设超过8个时,可以使用多个8259A进行级联,扩大到64级 中断
4、。外设与8259A的连接是由用户来设计的,硬件连线决定 了中断类型号和中断优先级次序。 CPU是否允许响应中断,与中断允许位IF有关。IF=1 CPU允许响应中断;IF=0,CPU禁止响应中断。 2. 内部中断 内部中断又称为软件中断。软件中断通常有三种情况引 起:由中断指令INT引起的中断;由CPU的某些运算错误 引起的中断;由调试程序debug设置的中断。 内部中断只要由上面三种情况引起了,是不可屏蔽的! (1)由中断指令INT引起的中断 CPU执行一条INT n指令后立即产生中断,并且调用系 统中相应的中断处理程序去完成中断功能,指令中的n指出了,中断类型号。 例7-1 测试存储器容量 INT 12H CPU执行这条指令时,立即产生一个中断。并从中断向 量表的0:12H4开始的单元中取出4个字节,其内容为中断服 务子程序的段地址和偏移地址,然后转去此入口去执行中断服 务子程序,完成对存储器的测试。 (2)由CPU的某些运算错误引起的中断 CPU在运行程序时,会发现一些运算中出现的错误,此 时CPU就会中断,让用户去处理这些错误。主要有: 除法错中断:除法错中断类型号为0,在除法运
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