微机课件第9章2010修改
117页1、第 九 章 中断系统与 8259A 中断控制器,.1 中断的基本概念,复习CPU与外设信息交换的控制方式种类 以查询方式输入为例,当外设数据未准备好时, CPU需要不断查询外设是否准备好的状态,效率低,1.中断方式示意 (以输入中断为例),中断基本概念,2. 什么是中断?,CPU暂停执行现行程序,转而处理随机事件,处理完毕后再返回被中断的程序,这一全过程称为中断。,3. 中断源 能够引发CPU中断的信息源,(1)外部中断源(硬件中断源) I/O设备 如键盘、显示器、打印机 数据通道 如磁带、磁盘 时钟 如8254 0#,由此引发的中断 故障源 如掉电、存贮器奇偶校验错 (2)内部中断源(软件中断源) 执行INT软件中断指令 如执行指令INT 21H CPU指令执行产生的异常 如被0除、单步执行,中断基本概念,选通信号,4. 具有中断请求功能的输入接口示意图,输 入 设 备,锁 存 器 (8),三态 缓冲 器 (8),CPU 数据线,R D Q,+5 V,中断请求 触发器,Q D,中断允许触发器,数据线D0位,地址译码器,INTR,地址总线,IOW,IOR,控制口选中,数据口选中,中断基
2、本概念,5. 中断系统 为实现中断而采取的硬件和软件的确集合。,6.中断系统应具备的基本功能,对于硬件中断,接口电路应具备屏蔽和开放的功能,这种功能由程序员通过软件去控制。,能实现中断判优(中断排队),当有多个中断源提出请求时,应能优先响应高级别的中断源。,中断基本概念,能够实现中断嵌套,即高级别的中断源能够中断低级别的中断服务程序。,响应中断后,能自动转入中断处理,处理完毕能自动返回断点。,设“B” 级别高于“A”,中断基本概念,1. 开中断指令 STI 功能:使F寄存器中I标志置1,CPU处于开中断状态。,2. 关中断指令 CLI 功能:使F寄存器中I标志置0,CPU处于关中断状态。,3. 软件中断指令 INT n n为中断类型码,n为0255之间有定义的无符号整数。 功能:无条件转向n型中断服务子程序。,.2 80X86的中断指令,INT n 指令的执行过程CPU响应软件中断的过程, F寄存器栈(保存INT n 之前的F状态) 使F中的T标志置0禁止单步操作 I标志置0CPU处于关中断状态, 断口地址栈 先:断口基地址(CS) 栈,后:断口偏移地址(IP)栈, CPU从4n 4n
3、+3单元取出n型服务程序入口地址 IP:CS,从而转入n型中断服务程序。,80X86中断指令,4. 中断返回指令 IRET,功能:依次从栈顶弹出6个元素 IP,CS,F 如果栈顶是INT n 的断口地址,则执行 IRET后,返回断点,否则不能。,执行INT n 栈顶示意图,执行IRET 示意图,sp ,IRET 是中断服务子程序的出口指令,80X86中断指令,.3 中断向量,什么是中断向量? 中断向量是实模式下,中断服务子程序的 入口地址,它由2部分组成: 服务程序所在代码段的段基址 2 个字节 服务程序入口的偏移地址 2 个字节,2. 中断向量表,每个中断都指定了一个类型码,也称为中断号。 每一种中断对应有一个中断服务程序(Interrupt Service Program ISP ),中断类型码通过一个地址指针表与中断服务程序的入口地址相联系: 实模式下: 该表称为中断向量表; 保护模式下:该表称为中断描述符表。,3. 中断向量表的设置 CPU规定:在实模式下,中断向量表需设置在系统的RAM最低端的1K单元 (00000H 003FFH),中断向量,4. 中断向量表的表地址与中断类
4、型的关系,如:“21H”型中断向量:存放在84H 87H单元中 问:9CH型中断向量存放在何处?,解: 9CH 4=1001110000=270H 9CH型中断向量存于 270H 273H单元中,中断向量,5. 中断向量的引导作用,CPU响应软件中断的过程,中断向量,6. 中断向量表的初始化,由BIOS设计的中断服务程序(如INT 16H , INT 10H) 其中断向量在加电时由BIOS负责写入中断向量表。,由DOS设计的中断服务程序(如 INT 21H)其中断向量是在启动DOS时,由DOS负责写入中断向量表。,用户程序开发的中断服务程序,由用户程序写入其中断向量。,中断向量,问题:用户如何向中断向量表中写入中断向量?,中断向量,方法一、用户自己编写程序填写中断向量 CLI PUSH DS MOV AX, 0000H MOV DS, AX MOV BX, 4*n MOV AX, OFFSET SERVICE MOV BX, AX MOV AX, SEG SERVICE MOV BX+2, AX POP DS STI,中断向量,方法二、 DOS设计2个子程序,专门用于中断向量的读出、写
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