第八章：中斷.ppt

1、第 8 章,第8章：教學(xué)重點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn) 8088 CPU的中斷系統(tǒng) 中斷控制器8259A的作用,第8章：8.1 8088中斷系統(tǒng)概述,8088的中斷系統(tǒng)采用向量中斷機(jī)制 能夠處理256個(gè)中斷 用中斷向量號(hào)0 255區(qū)別 可屏蔽中斷還需要借助專用中斷控制器Intel 8259A實(shí)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)管理,第8章： 8088的中斷類型,內(nèi)部中斷 除法錯(cuò)中斷 指令中斷 溢出中斷 單步中斷 外部中斷 非屏蔽中斷 可屏蔽中斷,第8章：1. 內(nèi)部中斷,內(nèi)部中斷是由于8088內(nèi)部執(zhí)行程序出現(xiàn)異常引起的程序中斷 利用內(nèi)部中斷，微處理器為用戶提供了發(fā)現(xiàn)、調(diào)試并解決程序執(zhí)行時(shí)異常情況的有效途徑 例如，ROM-BIOS和DOS

2、系統(tǒng)利用內(nèi)部中斷為程序員提供了各種功能調(diào)用,第8章： 除法錯(cuò)中斷,在執(zhí)行除法指令時(shí)，若除數(shù)為0或商超過了寄存器所能表達(dá)的范圍，則產(chǎn)生一個(gè)向量號(hào)為0的內(nèi)部中斷，稱為除法錯(cuò)中斷 例如：,mov bl,0 idiv bl；除數(shù)BL0，產(chǎn)生除法錯(cuò)中斷,mov ax,200h mov bl,1 div bl；商200H，不能用AL表達(dá) ；產(chǎn)生除法錯(cuò)中斷,第8章： 指令中斷,在執(zhí)行中斷調(diào)用指令I(lǐng)NT n時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)向量號(hào)為n（0 255）的內(nèi)部中斷，稱為指令中斷 其中向量號(hào)為3的指令中斷比較特別（生成一個(gè)字節(jié)的指令代碼：11001100），常用于程序調(diào)試，被稱為斷點(diǎn)中斷,第8章： 溢出中斷,在執(zhí)行溢出中斷

3、指令I(lǐng)NTO時(shí)，若溢出標(biāo)志OF為1，則產(chǎn)生一個(gè)向量號(hào)為4的內(nèi)部中斷，被稱為溢出中斷 例如：,mov ax,2000h add ax, 7000h ；2000H7000H9000H，溢出：OF1 into；因?yàn)镺F1，所以產(chǎn)生溢出中斷,第8章： 單步中斷,若單步中斷TF為1，則在每條指令執(zhí)行結(jié)束后產(chǎn)生一個(gè)向量號(hào)為1的內(nèi)部中斷，稱為單步中斷,第8章：2. 外部中斷,外部中斷是由于8088外部提出中斷請(qǐng)求引起的程序中斷 利用外部中斷，微機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)響應(yīng)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求，能夠及時(shí)處理外部意外或緊急事件 外部中斷的原因是處理器外部隨機(jī)產(chǎn)生的，所以是真正的中斷（Interrupt） 內(nèi)部中斷的原因

4、是處理器執(zhí)行程序出現(xiàn)異常，所以經(jīng)常被稱為異常（Exception）,第8章： 非屏蔽中斷,通過非屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)向微處理器提出的中斷請(qǐng)求，微處理器無法禁止，將在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束予以響應(yīng)，這個(gè)中斷被稱為非屏蔽中斷 8088的非屏蔽中斷的向量號(hào)為2，非屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)為NMI 非屏蔽中斷主要用于處理系統(tǒng)的意外或故障。例如： 電源調(diào)電前的數(shù)據(jù)保護(hù) 存儲(chǔ)器讀寫錯(cuò)誤的處理,第8章： 可屏蔽中斷,外部通過可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)向微處理器提出的中斷，微處理器在允許可屏蔽中斷的條件下，在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束予以響應(yīng)，同時(shí)輸出可屏蔽中斷響應(yīng)信號(hào)，這個(gè)中斷就是可屏蔽中斷 8088的可屏蔽中斷請(qǐng)求和響應(yīng)信號(hào)分別是INTR和

5、INTA*；由IF標(biāo)志控制可屏蔽中斷是否允許響應(yīng)；向量號(hào)來自外部中斷控制器 8088通常需要配合中斷控制器8259A共同處理可屏蔽中斷 可屏蔽中斷主要用于主機(jī)與外設(shè)交換數(shù)據(jù),第8章：中斷標(biāo)志IF的狀態(tài),IF0：可屏蔽中斷不會(huì)被響應(yīng) 關(guān)中斷、禁止中斷、中斷屏蔽 系統(tǒng)復(fù)位，使IF0 任何一個(gè)中斷被響應(yīng)，使IF0 執(zhí)行指令CLI，使IF0 IF1：可屏蔽中斷會(huì)被響應(yīng) 開中斷、允許中斷、中斷開放 執(zhí)行指令STI，使IF1 執(zhí)行指令I(lǐng)RET恢復(fù)原IF狀態(tài),明 確 IF 標(biāo) 志 的 狀 態(tài) 是 關(guān) 鍵,第8章：8.2 8088的中斷響應(yīng)條件與過程,第8章：8.2.1 8088的中斷響應(yīng)過程（續(xù)）,8088

6、各種中斷源的優(yōu)先權(quán)， 實(shí)際上是指被識(shí)別出來的先后 多種中斷同時(shí)請(qǐng)求時(shí)， 最先響應(yīng)的則可能是 單步中斷或NMI中斷,第8章：8.2.2 8088的中斷向量表,中斷向量：中斷服務(wù)程序的入口地址（首地址） 邏輯地址含有段地址CS和偏移地址IP（32位） 每個(gè)中斷向量的低字是偏移地址、高字是段地址，需占用4個(gè)字節(jié) 8088微處理器從物理地址000H開始，依次安排各個(gè)中斷向量，向量號(hào)也從0開始 256個(gè)中斷占用1KB區(qū)域，就形成中斷向量表,向量號(hào)為N的中斷向量的物理地址N4,第8章：8.2.3 內(nèi)部中斷服務(wù)程序,編寫內(nèi)部中斷服務(wù)程序與編寫子程序類似 利用過程定義偽指令PROC/ENDP 第1條指令通常為

7、開中斷指令STI 最后用中斷返回指令I(lǐng)RET 通常采用寄存器傳遞參數(shù) 主程序需要調(diào)用中斷服務(wù)程序 調(diào)用前，需要設(shè)置中斷向量 設(shè)置必要的入口參數(shù) 利用INT n指令調(diào)用中斷服務(wù)程序 處理出口參數(shù),第8章：8.3 中斷優(yōu)先權(quán),1.用軟件確定中斷優(yōu)先權(quán) 采用查詢技術(shù)。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，就用軟件查詢以確定哪些外設(shè)申請(qǐng)中斷，并判斷它們的優(yōu)先權(quán)。,軟件查詢接口電路,程序流程圖,程序,屏蔽法 IN AL，20H TEST AL，80H JNE PEF AL 40H JNE DISS TEST AL，20H JNE MT ,移位法 XOR AL，AL IN AL，20H RCL AL，1 JC PWF RC

8、L AL，1 JC DISS ,查詢法的優(yōu)點(diǎn): 1.詢問的次序，即是優(yōu)先權(quán)的次序。顯然，最先詢問的，優(yōu)先權(quán)的級(jí)別最高； 2.省硬件。不需要有判斷與確定優(yōu)先權(quán)的硬件排隊(duì)電路。 查詢法的缺點(diǎn): 由詢問轉(zhuǎn)至相應(yīng)的服務(wù)程序的入口的時(shí)間長，尤其是在中斷源較多的情況下。,查詢法的優(yōu)缺點(diǎn),2.硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路,中斷優(yōu)先權(quán)編碼電路 鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路,中斷優(yōu)先權(quán)編碼電路,注意：,1.若AB”端輸出低電平，封鎖與門1，就不向CPU發(fā)出新的中斷請(qǐng)求，即：當(dāng)CPU正在處理中斷時(shí)，當(dāng)有同組或低組的中斷源申請(qǐng)中斷時(shí)，優(yōu)先權(quán)排隊(duì)線路就屏蔽它們的請(qǐng)求； 2.當(dāng)AB時(shí)，比較器輸出端才為高電平，打開與門1，將中斷請(qǐng)求信號(hào)送至

9、CPU的INTR輸入端，CPU就中斷正在進(jìn)行的中斷處理程序，轉(zhuǎn)去響應(yīng)更高級(jí)的中斷。,鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路,注意：,在鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路中，若上級(jí)的輸出信號(hào)為“0”，則屏蔽了本級(jí)和所有的低級(jí)中斷；若上級(jí)輸出為“1”，在本級(jí)有中斷請(qǐng)求時(shí)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行本級(jí)的中斷程序，且使本級(jí)輸至下級(jí)的輸出為“0”，屏蔽所有低級(jí)中斷；若本級(jí)沒有中斷請(qǐng)求，則輸至下級(jí)的為“1”，允許下一級(jí)中斷。故在鏈?zhǔn)诫娐分?，排在鏈的最前面的?yōu)先權(quán)最高。,第8章：8.4 8259A中斷控制器,Intel 8259A是可編程中斷控制器PIC 用于管理Intel 8080/8085、8086/8088、80286/80386的可屏蔽中斷 8259

10、A的基本功能 一片8259A可以管理8級(jí)中斷，可擴(kuò)展至64級(jí) 每一級(jí)中斷都可單獨(dú)被屏蔽或允許 在中斷響應(yīng)周期，可提供相應(yīng)的中斷向量號(hào) 8259A設(shè)計(jì)有多種工作方式，可通過編程選擇,第8章： 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),第8章：8259A的內(nèi)部寄存器,中斷請(qǐng)求寄存器IRR 保存8條外界中斷請(qǐng)求信號(hào)IR0IR7的請(qǐng)求狀態(tài) Di位為1表示IRi引腳有中斷請(qǐng)求；為0表示無請(qǐng)求 中斷服務(wù)寄存器ISR 保存正在被8259A服務(wù)著的中斷狀態(tài) Di位為1表示IRi中斷正在服務(wù)中；為0表示沒有被服務(wù) 中斷屏蔽寄存器IMR 保存對(duì)中斷請(qǐng)求信號(hào)IR的屏蔽狀態(tài) Di位為1表示IRi中斷被屏蔽（禁止）；為0表示允許 優(yōu)先權(quán)判別電路 判別IRR中各中斷請(qǐng)求的優(yōu)先權(quán)，并在中斷響應(yīng)周期送至ISR,第8章：8259A的引線,D7D0：數(shù)據(jù)線，雙向三