第7章中断控制技米术 本章主要教学内容 中断的概念及中断处理过程 >8086的中断结构和中断类型 >8086的中断矢量、中断优先权及中断管理 >可编程中断控制器8259A的结构、工作方 式及编程应用
本章主要教学内容 Ø 中断的概念及中断处理过程 Ø 8086的中断结构和中断类型 Ø 8086的中断矢量、中断优先权及中断管理 Ø 可编程中断控制器8259A的结构、工作方 式及编程应用 第7章 中断控制技术
71中断技术概述 71.1中断的概念 当计算机的CPU正在执行程序时,由于内、外部事件或程 序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序,转去执行该事 件的特定程序(也称为中断处理程序或中断服务程序),待中 断服务程序执行完毕,能够自动返回到被中断的程序继续执行 原来的程序,这个过程称为中断。在各种微型计算机系统中, 常利用中断机构来处理CP与外部设备之间的数据传送,以最 少的响应时间和内部操作来实现外设的服务请求。此外,中断 也是处理来自内部异常故障的重要手段
7.1 中断技术概述 7.1.1 中断的概念 当计算机的CPU正在执行程序时，由于内、外部事件或程 序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序，转去执行该事 件的特定程序（也称为中断处理程序或中断服务程序），待中 断服务程序执行完毕，能够自动返回到被中断的程序继续执行 原来的程序，这个过程称为中断。在各种微型计算机系统中， 常利用中断机构来处理CPU与外部设备之间的数据传送，以最 少的响应时间和内部操作来实现外设的服务请求。此外，中断 也是处理来自内部异常故障的重要手段
1.中断技术的特点 现代微型计算机采用中断技术后具备以下的主 要特点: (1)可实现同步操作 (2)可进行实时处理行处理 (3)能及时处理各种故障 2中断源的种类 能引起中断的外部设备或内部原因称为中断源。 对于不同的计算机系统中断源的设置有所不同,通 常按照CPU与中断源的位置关系可分为内部中断和 外部中断
1. 中断技术的特点 现代微型计算机采用中断技术后具备以下的主 要特点： （1）可实现同步操作 （2）可进行实时处理行处理 （3）能及时处理各种故障 2. 中断源的种类 能引起中断的外部设备或内部原因称为中断源。 对于不同的计算机系统中断源的设置有所不同，通 常按照CPU与中断源的位置关系可分为内部中断和 外部中断
内部中断是CPU在处理某些特殊事件时所引起 或通过内部逻辑电路自己去调用的中断。外部中断 是由于外部设备要求数据输入/输出操作时请求CPU 为之服务的一种中断。 通常,中断源可以有以下几种 (1)外部设备请求中断 (2)故障强迫中断 (3)实时时钟请求中断 (4)数据通道中断 (5)软件中断
内部中断是CPU在处理某些特殊事件时所引起 或通过内部逻辑电路自己去调用的中断。外部中断 是由于外部设备要求数据输入/输出操作时请求CPU 为之服务的一种中断。 通常，中断源可以有以下几种： （1）外部设备请求中断 （2）故障强迫中断 （3）实时时钟请求中断 （4）数据通道中断 （5）软件中断
3.中断系统的功能 为实现中断而设置的各种中断控制逻辑以及管理相 应中断的指令有机组合后称为中断系统。中断系统为了 实现规定的中断控制,一般应具有以下功能: (1)中断处理功能 (2)中断优先权排队功能 (3)中断嵌套功能 图7-2所示为3层中断嵌套结构,该系统中3个中断 源的优先权安排为:中断3为最高,其次为中断2,中断 1为最低
3. 中断系统的功能 为实现中断而设置的各种中断控制逻辑以及管理相 应中断的指令有机组合后称为中断系统。中断系统为了 实现规定的中断控制，一般应具有以下功能： （1）中断处理功能 （2）中断优先权排队功能 （3）中断嵌套功能 图7-2所示为3层中断嵌套结构，该系统中3个中断 源的优先权安排为：中断3为最高，其次为中断2，中断 1为最低
主程序 中断1请求 中断1 服务程序 中断2请求 中断2 m 服务程序 中断3请求 中断3 断点2Y 服务程序 m 断点3 IRET 断点1 W+1 n+1 IRET IRET 图7-2中断嵌套示意图
中 断 1请 求 n 中 断 1 服 务 程 序 m 中 断 2 服 务 程 序 W 中 断 3 服 务 程 序 IRET W+1 IRET 中 断 3请 求 m+1 IRET n+1 断 点 1 中 断 2请 求 主 程 序 断 点 2 断 点 3 图 7-2 中断嵌套示意图
7.1.2微机系统中的中断处理过程 微机系统的中断处理从开始到结束包括以下几 个主要步骤: (1)识别中断源 (2)保护现场 (3)开中断 (4)中断服务 (5)中断返回
7.1.2 微机系统中的中断处理过程 微机系统的中断处理从开始到结束包括以下几 个主要步骤： （1）识别中断源 （2）保护现场 （3）开中断 （4）中断服务 （5）中断返回
71.3中断优先级的排队及判别 系统中多个中断源的中断请求信号都是送到CPU同一引脚 上申请中断服务,这就要求CPU能识别出是哪些中断源在申 请中断,同时比较它们的优先权,从而决定先响应哪一个中 断源的中断请求。另外,CPU正在处理中断时,也可能要响 应更高级的中断请求,并屏蔽同级或较低级的中断请求,这 些都需要分清各中断源的优先权。 中断源的优先级判别一般可采用软件优先级排队和硬件 优先级排队两种方法
7.1.3 中断优先级的排队及判别 系统中多个中断源的中断请求信号都是送到CPU同一引脚 上申请中断服务，这就要求CPU能识别出是哪些中断源在申 请中断，同时比较它们的优先权，从而决定先响应哪一个中 断源的中断请求。另外，CPU正在处理中断时，也可能要响 应更高级的中断请求，并屏蔽同级或较低级的中断请求，这 些都需要分清各中断源的优先权。 中断源的优先级判别一般可采用软件优先级排队和硬件 优先级排队两种方法
1.软件优先级排队 软件优先级排队是指各个中断源的优先权由软件安排 图7-4所示电路是一种配合软件优先级排队使用的电路, 图中各中断源的优先权不是由硬件电路安排,而是由软件 安排。 图中若干个外设的中断请求信号相“或”后,送至 CPU的中断接收引脚(如INTR)。这样,只要任一外设 有中断请求,CPU便可响应中断。在中断服务子程序前可 安排一段优先级的查询程序,即CPU读取外设中断请求状 态端口,然后根据预先确定的优先级级别逐位检测各外设 的状态,若有中断请求就转到相应的处理程序入口
1. 软件优先级排队 软件优先级排队是指各个中断源的优先权由软件安排。 图7-4 所示电路是一种配合软件优先级排队使用的电路， 图中各中断源的优先权不是由硬件电路安排，而是由软件 安排。 图中若干个外设的中断请求信号相“或”后，送至 CPU的中断接收引脚（如INTR）。这样，只要任一外设 有中断请求，CPU便可响应中断。在中断服务子程序前可 安排一段优先级的查询程序，即CPU读取外设中断请求状 态端口，然后根据预先确定的优先级级别逐位检测各外设 的状态，若有中断请求就转到相应的处理程序入口
端口地址 D 0 0#外设 态 缓冲器 D 7#外设 INTR R +5Vρ 图7-4软件优先级排队电路
三态 缓冲器 D0 D7 … INTR +5V R 0#外设 7#外设 … 端口地址 图7-4 软件优先级排队电路