微机接口技术教学课件作者第二版电子教案王成端第5章

1、第5章,中断处理技术及DMA技术,第5章 中断处理技术及DMA技术,学习目标： 掌握中断的有关概念。重点掌握中断向量表的填写及读取方法； 了解8086/8088CPU的中断分类及特点； 掌握8259A的初始化命令字、操作命令字的含义，难点是各种中断结束方式、屏蔽方式和优先级方式的区别； 重点掌握8259A的编程应用； 掌握DMA的基本概念，DMA的四种传送方式； 掌握8237A的初始化方法及编程应用。,返回上一级,第5章 中断处理技术及DMA技术,本章目录： 5.1 中断的基本概念 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8259A 中断控制器 5.4 8259A的应用举例 5.5 DMA技术概述 5.6 DMA控制器8237A 5.7 8237A初始化编程 5.8 8237A应用实例 习题与思考题,返回上一级,5.1 中断的基本概念,中断的定义 中断的处理过程 中断源、中断识别及优先级 中断向量,返回上一级,5.1.1 中断的定义,中断： CPU与外部设备交换信息的一种方式。 计算机在执行正常程序的过程中，当出现某些异常事件或某种外部请求或由程序的预先安排时，处理器就暂时中断正

2、在执行的正常程序， 而转去执行对异常事件或某种外设请求的处理操作或为预先安排的事件服务的程序中去。 当处理完毕后，CPU再返回到被暂时中断的程序，接着往下继续执行， 这个过程称为中断。,返回上一级,分类 外部中断 由外部设备请求引起的中断； 内部中断 由内部引起的中断，如执行中断指令、除法出错、算术运算溢出等。,返回上一级,中断的应用 提高计算机工作效率，能较好地发挥处理器的能力； CPU实时控制外部设备的一种有效手段； 应急事件的处理，如电源掉电、硬件故障、存储错、运算错以及操作面板控制等均需采用中断技术。,返回上一级,5.1.2中断的处理过程,中断的处理过程一般有以下几步： 中断请求； 中断响应； 中断处理； 中断返回。,返回上一级,中断请求,外部设备发出中断请求信号给CPU，进行中断申请； CPU在执行完每条指令后都要检测中断请求输入线，看是否有外部发来的中断请求信号； 注：是否响应，取决于CPU是否允许中断。若允许，则用STI开中断指令打开中断触发器IF；若禁止，则用CLI指令关闭IF。,返回上一级,中断响应,CPU连续发出两个中断响应信号完成一个中断响应周期。 关中断。立即将

3、IF位清零，以避免在中断过程中或进入中断服务程序后受到其它中断源的干扰。 保护现场，即将断点地址及程序状态字PSW压入堆栈。 在第二个中断响应周期中，读取中断类型号，找到中断服务程序的入口地址，自动将程序转移到该中断源设备的中断处理程序的首地址。,返回上一级,中断服务程序,中断服务程序 是为实现中断源所期望达到的功能而编写的程序。 一般由四部分组成： 保护现场； 中断服务程序； 恢复现场； 中断返回。,返回上一级,中断返回,中断服务程序结束， 执行中断返回指令IRET， 使原先压入堆栈的断点值及程序状态字弹回到CS、IP及FLAGS中去， 继续执行原程序。,返回上一级,5.1.3中断源、中断识别及其优先级,中断源 是指发出中断申请的外部设备或引起中断的内部原因。 中断识别 是CPU响应中断后，如何知道是哪一种中断源引起来的中断，即找到发出中断申请的中断源。,返回上一级,中断识别,中断识别的目的，是要形成该中断源的中断服务程序的入口地址，以便CPU将此地址装入CS、IP寄存器中，从而实现程序的转移。 CPU识别中断的方法： 1、向量中断； 2、程序查询。,返回上一级,中断优先级,当多个中

4、断源共用一条中断请求线时，若多个中断源同时申请中断，CPU究竟首先响应哪一个中断源的中断申请，这是一个响应次序的问题。 把多个中断源根据轻重缓急按优先处理权从高到低的顺序排列，这些高低级别排列被称为中断优先级。,返回上一级,5.1.4 中断向量,中断向量 就是中断服务程序的入口地址，或者称为中断服务程序入口的实际内存地址。 中断向量包括中断服务程序的段基地址CS和偏移地址IP。,返回上一级,中断向量表,中断向量表 存放系统中所有的中断向量的存储区。 8086CPU以存储器的00000003FFH共1024个单元作为中断向量存储区，由于每个中断向量占用4个存储单元，故这个中断向量表可存放256个中断类型的中断向量。,返回上一级,中断向量指针和中断类型号,中断向量指针 就是中断向量的地址，标记中断向量存放在中断向量表的具体位置。 中断向量指针在PC系列中断系统中是根据中断类型号而得到的。 一般是将中断类型号N乘4，得到中断向量的最低字节（即存放IP的低8位）的指针，即向量地址=000：N*4，从上述地址开始连续4个单元中存放中断向量。,返回上一级,向量地址,例： 软磁盘INT 13H 中断

5、向量为0070H：0FC9H CPU根据中断类型号13H乘4后得到中断向量的第一个字节的指针，即13H*4=004CH。 从004CH开始连续4个单元中用来存放INT 13H的中断向量。 即（004CH）=C9H，（004DH）=0FH， （004EH）=70H，（004FH）=00H,返回上一级,中断向量的装入,中断向量是开机上电时，由程序装入指定的存储区内。BIOS程序只负责中断类型号00H1FH共32种中断的中断向量的装入。 用户若想使用软中断，或者编写新的中断服务程序代替旧的中断服务程序，则要将新的中断服务程序入口地址装入中断向量指针所指定的中断向量表中。 填写中断向量表常用的三种方法： 1、MOV指令 2、直接写入中断服务程序的入口地址 3、DOS功能调用INT 21H，功能号AH=25H,返回上一级,假设中断类型号为60H， 中断服务程序的段地址为SEG-INT， 偏移地址是OFFSET-INT CLI CLD MOV AX，0 MOV ES，AX MOV DI，4*60H ；中断向量指针DI MOV AX，OFFSET-INT ；中断服务程序偏移量AX STOSW ；AX

6、 DIDI+1，DI+2 MOV AX，SEG-INT ；中断服务程序的段基地址AX STOSW ；AX DI+2DI+3 STI,采用MOV指令填写中断向量表,MOV AX，0 MOV ES，AX MOV BX，4*60H ；中断类型号*4BX MOV AX，OFFSET-INT ；中断服务程序偏移量AX MOV ES：BX，AX ；装入偏移地址 MOV AX，SEG-INT ；中断服务程序的段基地址AX MOV ES：BX+2，AX ；装入段地址,入口地址直接写入中断向量表,MOV AL，N ；中断类型号为N MOV AH，25H MOV DX，SEG-INT MOV DS，DX ；DS存放中断服务程序段基地址 MOV DX，OFFSET-INT ；DX存放中断服务程序偏移地址 INT 21H,DOS功能调用INT 21H，功能号AH=25H,5.2 8086/8088的中断系统,5.2.1 8086/8088的中断系统结构 5.2.2 内部中断 5.2.3 外部中断,返回上一级,中断源的类型,非屏蔽中断源,返回上一级,中断向量表,中断向量表也称中断指针表，用来按中断类型号顺序存放

7、256种中断源对应的中断服务程序首地址。 每个中断类型号对应一个4个字节的存储区，用来存放32位的中断向量（中断服务程序首地址）。其中段址CS值存放在高地址字中，而段内偏移地址存放在低地址字中。中断类型号乘4（即左移两位）即为相应中断类型号对应的向量地址。,返回上一级,中断向量表,返回上一级,中断的优先级,优先级按从高到低的顺序排列即为： 除法出错中断- INT n -溢出中断 -NMI -INTR -单步中断,返回上一级,5.2.2 内部中断,内部中断是由于8088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，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,返回上一级,内部硬件中断,0号中断-除数零 当CPU执行DIV或IDIV除法指令时，若所得商大于规定的目标操作数所能表示的数值范围，便产生0号中断，故此中断称为除法出错中断，或除数为零中断。,返回上一级,内部硬件中断,1号中断-单步执行。 TF标志置1，8086/8088CPU就处于单步工作方式，即每执行完一条指令后便产生一次1号中断，

8、也称单步中断。 在单步中断处理程序中，可安排显示或打印一条指令执行之后有关寄存器的内容、指令指针IP的内容、状态标志的情况及有关存储器变量的情况等。因而单步方式是作为进行调试目标代码程序的重要手段之一，能跟踪程序的具体执行过程，方便地找出故障之处。,返回上一级,内部硬件中断,可借助8086/8088 CPU的指令系统中的PUSHF及POPF指令实现TF的置位与复位。如若要使TF=1，则可编写下列指令： PUSHF POP AX OR AX,0100H PUSH AX POPF,返回上一级,内部硬件中断,3号中断-断点处理。 由单字节中断指令(INT，指令码为CCH)引起的中断。 能方便地用来设置程序断点。在遇到程序断点时，CPU便自动执行3号中断。,返回上一级,内部硬件中断,4号中断-溢出中断。 在算术运算指令之后加写一条INTO指令，则当算术运算之后有溢出（OF=1）时便自动产生一次溢出中断。在溢出中断处理程序中可对溢出问题进行一定的处理。,返回上一级,内部软件中断,软件中断即由中断指令INT n引起的中断。 指令长度为双字节，第一个字节为指令操作码CDH，第二个字节为指令操作数n，

9、称软中断号。,返回上一级,内部中断的处理过程及特点,(1)程序状态字（标志寄存器内容）压入堆栈。 (SP)-2-(SP) (PSW)-(SP)+1,(SP) (2)断点地址压入堆栈： (SP)-2-(SP) (CS)-(SP)+1,(SP) (SP)-2-(SP) (IP)-(SP)+1,(SP),返回上一级,(3)IF、TF标志位清零，禁止可屏蔽中断和单步中断。 (4)根据中断类型号计算出中断向量地址，并从中断向量表找到相应的中断服务程序的入口地址： (4*N） -（IP） （4*N+2）-（CS） 其中N为中断类型号。,返回上一级,(5)执行中断处理程序。主要包括保护现场、中断服务和恢复现场等操作。 (6)执行中断返回指令IRET，将程序返回断点处继续执行原程序。 (SP)+1，(SP)-(IP) (SP) +2-(SP) (SP)+1,(SP)-(CS) (SP)+2-(SP) (SP)+1,(SP)-(PSW) (SP)+2-(SP),返回上一级,(1)(4)共占用CPU的5个总线周期，其中(1)、 (2) 两步需3个总线周期，(4)步需2个总线周期。 (5)步中所述中断处理程序由系统设计者或用户自行设计，由于所要完成的任务不同，所需时间有很大差异。,返回上一级,8086/8088系统的内部中断都不需要CPU发出中断响应信号，也不需要执行中断响应周期。 中断类型号由指令指定或预先规定好。 除单步中断可由软件禁止，且中断优先级是最低外，其余内部中断都不可用软件禁止，且中断优先级都比外部中断高。,返回上一级,5.2.3 外部中断,外部中断是由于8088外部提出中断请求引起的程序中断 利用外部中断，微机系统可以实时响应外部设备的数据传送请求，能够及时处理外部意外或紧急事件 外部中断是由外部设备接口电路根据外部设备需要发出实时中断请求而引起的，分为不可屏蔽中断和可屏蔽中断两种。,返回上一级,不可屏蔽中断,不可屏蔽中断为类型2号中断，在NMI引脚有一个从低到高的上升沿触发有效。 特点是CPU不能用指令CLI加以禁止，且一旦出现此中断请求，CPU立即响应，转到服务程序中去。 常用于紧急情况的故障处理,属专用中断。,返回上一级,不可屏蔽中断

《微机接口技术教学课件作者第二版电子教案王成端第5章》由会员E****分享，可在线阅读，更多相关《微机接口技术教学课件作者第二版电子教案王成端第5章》请在金锄头文库上搜索。