1、第第8章章 中斷系統(tǒng)中斷與可編程控制器中斷系統(tǒng)中斷與可編程控制器8259A 掌握中斷、中斷源及中斷源的種類、中斷向量、掌握中斷、中斷源及中斷源的種類、中斷向量、中斷類型號以及中斷類型號與中斷向量表地址的對中斷類型號以及中斷類型號與中斷向量表地址的對應(yīng)關(guān)系、中斷響應(yīng)和返回操作過程（特別是外部可應(yīng)關(guān)系、中斷響應(yīng)和返回操作過程（特別是外部可屏蔽中斷）、中斷嵌套、中斷向量的建立以及中斷屏蔽中斷）、中斷嵌套、中斷向量的建立以及中斷服務(wù)程序設(shè)計等方面的概念；掌握服務(wù)程序設(shè)計等方面的概念；掌握8259A的引腳功的引腳功能、能、8259A內(nèi)部的內(nèi)部的IMR、IRR和和ISR的功能、的功能、8259A單片單片/

2、多片級聯(lián)的初始化及中斷結(jié)束方式等。掌握多片級聯(lián)的初始化及中斷結(jié)束方式等。掌握中斷方式進行輸入中斷方式進行輸入/輸出的軟硬件設(shè)計。輸出的軟硬件設(shè)計。本章要點本章要點第第8 8章章 中斷系統(tǒng)與可編程中斷控制器中斷系統(tǒng)與可編程中斷控制器82598259A A1.1.中斷的基本概念中斷的基本概念 2. 80862. 8086的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng) 3.3.可編程中斷控制器可編程中斷控制器8259A8259A及其應(yīng)用及其應(yīng)用 本教案內(nèi)容本教案內(nèi)容一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念 中斷是指中斷是指CPUCPU暫停正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)暫停正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理中斷事件的中斷服務(wù)程序，待執(zhí)去

3、執(zhí)行處理中斷事件的中斷服務(wù)程序，待執(zhí)行完中斷服務(wù)程序再返回到原被中斷的程序行完中斷服務(wù)程序再返回到原被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。繼續(xù)執(zhí)行。 8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 中斷中斷一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念中斷源及分類中斷源及分類內(nèi)部中斷源：內(nèi)部中斷源：中斷源位于微處理器內(nèi)部， 如程序異常、陷阱中斷、軟件中斷等外部中斷源外部中斷源：中斷源在微處理器的外部，如外部故障、外部事件、I/O事件等 通常稱引起中斷的事件為中斷源。通常稱引起中斷的事件為中斷源。8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念中斷類型號中斷類型號 為了

4、能使為了能使CPUCPU識別中斷源，從而能正確地識別中斷源，從而能正確地轉(zhuǎn)向該中斷源對應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口，通轉(zhuǎn)向該中斷源對應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口，通常用若干位二進制編碼來給中斷源編號，該常用若干位二進制編碼來給中斷源編號，該編號稱為中斷類型號。編號稱為中斷類型號。8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念中斷斷點中斷斷點 由于中斷的發(fā)生，某個程序被暫停執(zhí)由于中斷的發(fā)生，某個程序被暫停執(zhí)行。該程序中即將執(zhí)行，但由于中斷而沒行。該程序中即將執(zhí)行，但由于中斷而沒有被執(zhí)行的那條指令（即中斷發(fā)生時有被執(zhí)行的那條指令（即中斷發(fā)生時CPUCPU正在執(zhí)行指令的

5、下一條指令）的地址稱為正在執(zhí)行指令的下一條指令）的地址稱為中斷斷點，簡稱斷點中斷斷點，簡稱斷點。8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序：處理中斷事件的程序段。如除法錯中斷服務(wù)程序、輸入輸出中斷服務(wù)程序等。中斷服務(wù)程序與一般的子程序?qū)Ρ龋褐袛喾?wù)程序與一般的子程序?qū)Ρ龋鹤映绦虻恼{(diào)用是由程序設(shè)定，因此是確定的而中斷服務(wù)程序由某個事件引發(fā)，它的發(fā)生往往是隨機的、不確定的。 8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念一、中斷系統(tǒng)中的名詞概念中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 為實現(xiàn)計算機的

6、中斷功能而配置的相為實現(xiàn)計算機的中斷功能而配置的相關(guān)硬件、軟件的集合稱為中斷系統(tǒng)。關(guān)硬件、軟件的集合稱為中斷系統(tǒng)。8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 二、中斷工作方式的特點二、中斷工作方式的特點并行處理能力并行處理能力 實時處理能力實時處理能力 故障處理能力故障處理能力 多道程序或多重任務(wù)的運行多道程序或多重任務(wù)的運行 8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 三、中斷管理三、中斷管理對對中斷全過程的控制中斷全過程的控制 中斷源發(fā)出中斷請求時，微處理器能決定是否響應(yīng)這一中斷。若允許響應(yīng)這個中斷請求，微處理器能在保護斷點后，將控制轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序去，中斷處理完后，微處理器又能返

7、回到斷點處繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。 8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 三、中斷管理三、中斷管理中斷源的識別中斷源的識別 在多個中斷源共存的系統(tǒng)中，當(dāng)有中斷發(fā)生時，CPU需要識別是那個中斷源發(fā)出的請求 軟件方法：軟件方法：軟件查詢中斷源的狀態(tài)來識別硬件方法：硬件方法：需硬件提供中斷類型號來識別8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 三、中斷管理三、中斷管理中斷的優(yōu)先權(quán)中斷的優(yōu)先權(quán) 對于系統(tǒng)中的所有中斷源，必須根據(jù)中斷的性質(zhì)及處理的輕重緩急對中斷源進行排隊，并給予優(yōu)先權(quán)。所謂優(yōu)先權(quán)，是指有多個中斷源同時提出中斷請求時，微處理器響應(yīng)中斷的優(yōu)先次序。 8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本

8、概念 三、中斷管理三、中斷管理中斷嵌套中斷嵌套 主程序中斷請求外設(shè)1IRETIRET外設(shè)1中斷服務(wù)程序外設(shè)2中斷服務(wù)程序外設(shè)2中斷請求響應(yīng)中斷1響應(yīng)中斷2中斷返回中斷返回8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 四、中斷過程四、中斷過程 對于不同類型的中斷源，微處理器的響應(yīng)及處理過程不完全一樣，大致過程為：中斷源請求中斷中斷響應(yīng)中斷服務(wù)8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 四、中斷過程四、中斷過程中斷源請求中斷中斷源請求中斷外部中斷源：由外部硬件產(chǎn)生可屏蔽或不可屏蔽中斷的請求信號。內(nèi)部中斷源：在程序運行過程中發(fā)生了指令異常或其他情況。8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 四、中斷

9、過程四、中斷過程中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)響應(yīng)可屏蔽中斷條件：響應(yīng)可屏蔽中斷條件：1、微處理器處于中斷允許狀態(tài)（IF=1）2、沒有不可屏蔽中斷請求和總線請求3、當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束響應(yīng)不可屏蔽中斷條件：響應(yīng)不可屏蔽中斷條件： 1、沒有總線請求 2、當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 四、中斷過程四、中斷過程中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)響應(yīng)內(nèi)部中斷條件：響應(yīng)內(nèi)部中斷條件： 當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束 中斷響應(yīng)過程如下：中斷響應(yīng)過程如下：識別中斷源FLAGS ，CS，IP 進棧清TF，IF 標(biāo)志讀中斷向量 ，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序開中斷中斷處理關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場中斷返回主程序保護現(xiàn)場斷點中斷響應(yīng)周期中斷服務(wù)程序8.18

10、.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 四、中斷過程四、中斷過程中斷服務(wù)中斷服務(wù)8.18.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 一、一、8086微處理器的中斷類型微處理器的中斷類型8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 80868086用用8 8位二進制碼表示一個中斷類型，共位二進制碼表示一個中斷類型，共有有256256個中斷，可分為兩大類：個中斷，可分為兩大類： 可屏蔽中斷可屏蔽中斷 外部中斷外部中斷 非可屏蔽中斷非可屏蔽中斷中斷中斷 除法錯中斷除法錯中斷 單步中斷單步中斷 內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷 斷點中斷斷點中斷 溢出中斷溢出中斷 軟中斷軟中斷一、一、8086微處理器的中斷類型微處理器的中斷類型8.2 808

11、6中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)8086 微處理器中斷邏輯INT n指令I(lǐng)NT 3斷點INTO溢出除法出錯單步中斷外部不可屏蔽中斷NMIINTR8259AINTA外部可屏蔽中斷請求8086中斷結(jié)構(gòu)中斷結(jié)構(gòu)一、一、8086微處理器的中斷類型微處理器的中斷類型8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)外部可屏蔽中斷外部可屏蔽中斷 可屏蔽中斷由INTR引入，受標(biāo)志寄存器中的中斷允許標(biāo)志位IF的控制。IF=0時，微處理器不響應(yīng)INTR的中斷請求，IF=1時，微處理器響應(yīng)INTR的中斷請求。 8086的可屏蔽中斷源由可編程中斷控制器8259A統(tǒng)一管理，INTR中斷的類型碼可以是8255 。一、一、8086微處理器的中斷類型微處

12、理器的中斷類型8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)外部不可屏蔽中斷外部不可屏蔽中斷 不可屏蔽中斷由NMI引腳引入，微處理器對NMI中斷請求的響應(yīng)，不受中斷允許標(biāo)志位IF控制。不管IF的狀態(tài)如何，只要NMI信號有效，8086現(xiàn)行指令執(zhí)行結(jié)束，沒有DMA請求，都會立即響應(yīng)NMI中斷請求。NMI中斷類型碼固定為2 。一、一、8086微處理器的中斷類型微處理器的中斷類型8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)除法錯中斷除法錯中斷 在執(zhí)行DIV（無符號數(shù)除法）或IDIV（有符號數(shù)除法）指令時，若發(fā)現(xiàn)除數(shù)為零或商超過寄存器所能表達的范圍（商溢出），8086微處理器立即執(zhí)行中斷類型碼為0的內(nèi)部中斷。 一、一、8086微

13、處理器的中斷類型微處理器的中斷類型8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)單步中斷單步中斷 8086標(biāo)志寄存器中有一個陷阱標(biāo)志位TF，若TF=1，則微處理器每執(zhí)行完一條指令就引起一個中斷類型碼為1的內(nèi)部中斷。它用于實現(xiàn)單步操作，是一種強有力的調(diào)試手段。一、一、8086微處理器的中斷類型微處理器的中斷類型8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)斷點中斷斷點中斷 INT 3指令產(chǎn)生一個中斷碼為3的內(nèi)部中斷，稱為斷點中斷。在程序調(diào)試過程中，需要跟蹤程序走向、了解程序執(zhí)行過程的中間結(jié)果時，可以用INT 3指令臨時替換原有的指令，稱為設(shè)置斷點。一、一、8086微處理器的中斷類型微處理器的中斷類型8.2 8086中斷系統(tǒng)

14、中斷系統(tǒng)溢出中斷溢出中斷 8086標(biāo)志寄存器中有一個溢出標(biāo)志位OF，若上一條指令的執(zhí)行結(jié)果使OF=1，則INTO指令引起中斷類型碼為4的內(nèi)部中斷；否則此指令不起作用，程序順序執(zhí)行下一條指令。一、一、8086微處理器的中斷類型微處理器的中斷類型8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)軟中斷軟中斷 用戶可以用INT n指令產(chǎn)生一個中斷，n為中斷類型碼。如DOS系統(tǒng)功能調(diào)用INT 21H指令的中斷類型碼為21H。 二、二、8086微處理器的中斷向量表微處理器的中斷向量表8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)中斷向量：中斷向量：也稱為中斷指針，就是中斷服務(wù)程序的入口地址 中斷向量表：中斷向量表：它是中斷類型號與它對

15、應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址之間的換算表。8086的中斷向量表占用存儲器從00000H開始的最低地址區(qū)的1024個單元，每個中斷向量占用4B，故可存256個中斷向量。 二、二、8086微處理器的中斷向量表微處理器的中斷向量表8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)類型0指針（被0除）中斷向量類型1指針（單步）類型2指針（NMI）類型3指針（斷點）類型4指針（溢出）類型5指針類型3FH指針類型40H指針類型FFH指針I(yè)PCS地址000H004H008H00CH010H014H018H07CH080H084H3FCH3FFH中中斷斷向向量量表表的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)三、三、8086微處理器的中斷響應(yīng)及返回微處理器的中斷響應(yīng)及返回8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)可可屏屏蔽蔽中中斷斷的的響響應(yīng)應(yīng)過過程程三、三、8086微處理器的中斷響應(yīng)及返回微處理器的中斷響應(yīng)及返回8.2 8086中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)不可屏蔽中斷的響應(yīng)操作不可屏蔽中斷的響應(yīng)操作 CPU對它的響應(yīng)不受IF位的控制，也要等待當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束。若非可屏蔽中斷請求和可屏蔽中斷請求同時出現(xiàn)，CPU將優(yōu)先響應(yīng)非可屏蔽中斷。非可屏蔽中斷的中斷類型號固定為2，無需從外部