微机原理 汇编语言与接口技术 韩晓茹ch07 微型计算机的中断系统
87页1、第七章 微型计算机的中断系统,7.1 中断系统的基本概念,7.1.1 中断的基本概念 所谓中断,是指CPU执行程序时,突然有某个外部或内部事件发生,请求CPU处理,CPU暂停当前正在执行的程序,转去执行处理该事件的服务程序,服务完毕后,CPU返回原来程序被中断的地方继续执行。这个过程称为中断。,CPU执行流程,1、基本概念,中断源:引起中断发生的内部或外部事件 中断类型号: 每个中断源唯一的一个编号 断点:该程序中即将执行,由于中断没有被执行的那条指令的地址称为中断断点,简称断点。包括段地址和偏移地址。 中断服务程序:处理中断事件的程序段,2、中断系统的功能,中断系统是指实现中断功能的软、硬件的集合。具有以下功能: 能实现中断响应、中断服务及中断返回。 能实现中断优先权排队。 能实现中断嵌套。,3、计算机系统的性能,并行处理能力 实现CPU和多个外设同时工作,提高CPU效率。 实时处理能力 计算机应用于实时控制时,对外部事件及时响应 故障处理能力 及时处理故障,不影响其他程序的运行。 多任务运行 在操作系统的调度下,运行 多个任务,任务间交替运行,(1)中断请求:中断源发出中断请求信号
2、 (2)中断判优:对申请中断的中断源进行优先级判别的过程称为中断判优。 (3)中断响应:从请求有效到转中断服务程序入口地址这一段时间。实现程序的切换。 (4)中断服务(处理):中断程序的主体。 (5)中断返回:使原来在中断响应过程中的断点地址和标志寄存器中的内容,依次从堆栈中弹出,以便继续执行原来的程序。,4、中断过程,(1)中断请求,可由内部标志或指令引起;也可由外部电路引起,(2)中断判优,有多个中断源同时提出中断请求时,CPU应按照中断源的轻重缓急按次序响应中断。先响应优先级高的请求,后响应优先级低的请求。 软件查询优先权排队法 执行程序按照顺序逐位查询中断请求寄存器的状态,查询的顺序决定了优先级的高低 硬件优先权判别法 菊花链法将每个接口串连起来,离CPU近的优先级高 “向量”优先权排队电路由专用的中断控制器管理优先级,(3)中断响应,从CPU接收到中断请求,到转去执行中断服务程序之间的过程就是中断响应。 CPU实现从当前正在执行的程序到中断服务程序的切换 由硬件完成关中断、保存断点、取中断服务程序入口地址等一系列中断响应操作。,(4)中断服务(处理),1保护现场 保护现场实质
3、:将重要信息压入堆栈。 2开中断 目的:开放所有可屏蔽中断,以允许高级中断嵌套 3执行中断服务程序 中断服务程序主体-中断的目的。 4关中断 目的:关中断以确保可靠有效地恢复现场。 5恢复现场 恢复现场实质:将原来压入堆栈中的内容弹出来。,7.2 8086CPU中断系统,指令中断INTn,异常中断 包括: 失效异常 陷井异常 中止异常,微 处 理 器 中 断 逻 辑,IRQ0 IRQ1 IRQ2 : IRQ15,不可屏蔽中断,可屏蔽 中断 外部中断 控制器,7.2.1 8086中断的分类,1、外部中断,不可屏蔽中断(NMI):中断类型号为2号 含义:不能用软件来控制是否允许中断的一种外部中断。 常见NMI中断有: (1)电源掉电 (2)存储器检验出错 (3)总线奇偶错等。 可屏蔽中断(INTR): 含义:可用软件控制是否允许中断的外部中断。即STI使IF=1,允许中断;CLI使IF=0,禁止中断。 常见INTR中断有: 所有外部设备中断如键盘、鼠标、打印机、显示器、声卡、CD-ROM等。,2、内部中断,内部中断是由于8086内部执行程序出现异常引起的程序中断 利用内部中断,微处理器为用
4、户提供了发现、调试并解决程序执行时异常情况的有效途径 例如,ROM-BIOS和DOS系统利用内部中断为程序员提供了各种功能调用,内部中断的中断类型号已定, 除法错中断,在执行除法指令时,若除数为0或商超过了寄存器所能表达的范围,则产生一个向量号为0的内部中断,称为除法错中断 例如:,mov bl,0 idiv bl ;除数BL0,产生除法错中断,mov ax,200h mov bl,1 div bl ;商200H,不能用AL表达 ;产生除法错中断, 指令中断,在执行中断调用指令INT n时产生的一个向量号为n(0 255)的内部中断,称为指令中断 其中向量号为3的指令中断比较特别(生成一个字节的指令代码:11001100),常用于程序调试,被称为断点中断,例如:DEBUG.EXE调试程序的运行命令G设置的断点,就是利用INT 3指令实现的, 溢出中断,在执行溢出中断指令INTO时,若溢出标志OF为1,则产生一个向量号为4的内部中断,被称为溢出中断 例如:,mov ax,2000h add ax, 7000h ;2000H7000H9000H,溢出:OF1 into ;因为OF1,所以产
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