微機原理(中斷概念).ppt

1、1 中斷的定義及必要性 2 中斷源 3 中斷處理過程 4 8086中斷系統(tǒng),中斷的基本概念,定義：所謂中斷是指中央處理器CPU正在處理某件事的時候，外部發(fā)生了某一事件，請求CPU迅速處理，CPU暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)入處理所發(fā)生的事件，處理完后，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。這樣的過程稱為中斷。,1 中斷的定義及必要性,必要性及應用 中斷功能便于實現(xiàn) 1分時操作 2實時處理 3故障處理 4.主機與外設之間的速度匹配,CPU和外設同時工作；CPU可以通過分時操作啟動多個外設同時工作，統(tǒng)一管理。大大提高了CPU的利用率，也提高了輸入、輸出的速度。,當計算機用于實時控制時，中斷是一個十分重

2、要的功能?，F(xiàn)場的各個參數(shù)、信息，需要的話可在任何時候發(fā)出中斷申請，要求CPU處理；CPU就可以馬上響應（若中斷是開放的話）加以處理。這樣的及時處理在查詢的工作方式是做不到的。,計算機在運行過程中，往往會出現(xiàn)事先預料不到的情況，或出現(xiàn)一些故障：如電源突跳，存儲出錯，運算溢出等等。計算機就可以利用中斷系統(tǒng)自行處理，而不必停機或報告工作人員。, 外設中斷請求 實時時鐘中斷請求 控制對象中斷源 故障引起的中斷 人為設置的中斷,人為設置的中斷，不是隨機的，故稱為自愿中斷。,強迫中斷 引起的中斷都是隨機。,2 中斷源, 中斷處理過程 包括中斷請求、中斷排隊、中斷響應、中斷處理、中斷返回等全過程。,中斷技術

3、 對中斷全過程的分析、研究及實現(xiàn)的方法,3 中斷處理過程,多中斷源同時發(fā)出中斷請求，CPU根據(jù)中斷的優(yōu)先級判斷優(yōu)先執(zhí)行的中斷請求。 中斷嵌套,CPU正在執(zhí)行主程序,CPU正在執(zhí)行低級中斷服務程序,CPU正在執(zhí)行高級中斷服務程序,CPU正在執(zhí)行低級中斷服務程序,掛起的中斷,中斷排隊,中斷響應,條件：IF=1,執(zhí)行完一條指令 保護斷點 將下一條指令的CS和IP及目前標志寄存器FR的內(nèi)容壓入堆棧 尋找中斷服務程序入口地址,中斷處理, 保護現(xiàn)場 保護中斷服務程序中用到的寄存器和狀態(tài)標志的內(nèi)容 中斷服務程序 相應的中斷源服務，完成一定的I/O操作 恢復現(xiàn)場 完成中斷服務后，將保存在堆棧中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)恢復

4、開中斷和中斷返回 IRET (中斷返回指令）,push AX push BX ,pop BX pop AX ,中斷服務程序,用戶編程設計,子程序與中斷服務程序的區(qū)別, 對強迫中斷的服務程序具有隨機性 要考慮可能在程序的什么指令處發(fā)生， 要保護什么內(nèi)容，才能保證返回斷點后正常工作。 對人為設置的軟件中斷與子程序調(diào)用的區(qū)別 返回指令不同 子程序返回用RET 中斷服務程序返回用IRET 處理內(nèi)容不同，中斷一般處理I/O操作。,4 8086中斷系統(tǒng),8086微處理器有處理256種中斷的能力。 每個中斷分配給一個中斷類型碼，在0255之間，用一字節(jié)表示，也稱為256種類型中斷。 256種類型中斷分為硬件

5、中斷和軟件中斷。 硬件中斷：外部硬件電路產(chǎn)生的中斷。 軟件中斷：8086操作過程中發(fā)生異常事件或執(zhí)行中斷指令INTn。,指令/CPU 啟 動 的,軟件中斷（內(nèi)部）,硬件中斷（外部）,INTn 指令,中 斷 邏 輯,斷點 中斷,溢出 中斷,單步 中斷,除數(shù)為 0 中斷,（3）,（4）,（1）,（0）,非屏蔽中斷請求 （2）,中 斷 控 制 器 8259A,可屏蔽中斷請求,NMI,INTR,8086 中 斷 分 類 圖,INTO,INT3,OF=1,TF=1,中斷的分類,8086中斷向量,中斷向量與中斷向量表 中斷向量：每種中斷處理程序的首地址稱為中斷向量。 中斷向量表：8086將內(nèi)存最低地址的1

6、K單元作為中斷向量表，存放256種中斷處理程序的入口地址，每個地址占4字節(jié)。中斷向量表的分配如下圖所示：,03FFH,03FCH,Type 225,CS,IP,:,0083H,CS,Type 32,IP,0080H,007FH,CS,Type 31,IP,007CH,:,CS,Type 5,IP,0014H,0013H,CS,Type 4,IP,CS,Type 3,IP,IP,IP,IP,CS,CS,CS,0010H,000FH,000CH,000FH,0008H,0007H,0004H,0003H,0000H,Type 8,Type 1,Type 0,:,224,保 留 27 個,用 戶 定

7、 義,個,8086 專 用 5 個,溢出中斷,斷點中斷,非屏蔽中斷,單步中斷,除數(shù)為 0,8086/8088中斷向量表 占內(nèi)存0000H段,中斷類型碼,中斷向量指針,中斷向量,8086中斷類型碼,8086將中斷類型碼乘4，得到中斷向量表的入口地址，例如： 類型碼=0CH，中斷向量表指針=0030H 8086從0030H開始讀取4字節(jié)中斷處理程序的入口地址，前兩字節(jié)裝入IP，后兩字節(jié)裝入CS，8086執(zhí)行中斷處理程序。,中斷向量的裝入,中斷向量的裝入方法：用MOV指令 假設中斷類型號為60H，中斷服務程序的偏移地址是1234H,段地址5678H MOV AX,00H MOVES,AX; 0段 M

8、OVBX,60H*4; (=180H)中斷向量指針 MOVAX,1234； 中斷服務程序偏移地址 MOVES:BX,AX;裝入偏移地址 MOVAX,5678H; 中斷服務程序段地址 MOVES:BX+2,AX；裝入段地址,8086中斷時序,8086對外部硬件中斷請求INTR的響應： 當INTR有一高電平，即有可屏蔽中斷請求。若此時IF=1且當前指令執(zhí)行完，進入中斷響應周期，處理過程如下： INTA*在兩個總線周期中分別發(fā)出有效信號，在第二個周期中8086讀到中斷類型碼，然后乘以4,得到中斷向量。 下一條指令地址CS和IP入棧，標志寄存器入棧，清除IF和TF標志位。,T1,第一個中斷響應總線周期

9、,第二個中斷響應總線周期,T2,T3,T4,T1,T2,T3,T4,CLK,ALE,INTA*,AD7AD0,TYPE,8086中斷響應時序,總結(jié)：中斷操作的5個步驟：,(1) 取中斷類型號 (2) 計算中斷向量指針 (3) 取中斷向量，偏移地址送IP，段地址送CS (4) 轉(zhuǎn)入中斷處理程序 (5) 返回到斷點,例：設中斷 INT 4AH （中斷類型號） 4AH4 = 128H （中斷向量指針） 4AH4+2 = 12AH (128H) IP （中斷向量： 中斷處理程序入口地址） (12AH) CS,中斷向量的修改：使用系統(tǒng)的中斷資源 利用DOS功能調(diào)用21H中的35H和25H號功能修改中斷向

10、量 1.獲取原中斷向量： AH=35H AL=中斷類型號 INT 21H 返回時送ES:BX=舊中斷向量段地址：偏移地址 2.設置新中斷向量： AH=25H AL=中斷類型號 DS:DX=新中斷向量段地址：偏移地址 INT 21H 3.恢復原中斷向量 AH=25H AL=中斷類型號 DS:DX=舊中斷向量段地址：偏移地址 INT 21H,1.獲取原中斷向量： MOV AL, N ;N為指定中斷號 MOV AH, 35H INT 21H ; 取原中斷向量到ES:BX PUSH ES PUSH BX ; 保存原中斷向量，入棧 ,例用DOS功能調(diào)用修改中斷向量，假設原中斷服務程序的中斷號為n，新中斷服務程序入口地址的段基址為SEIN，偏移量為 OFIN。中斷向量修改的程序段為：,2.設置新中斷向量： PUSH DS MOV AX, SEIN MOV DS, AX ; 新中斷向量段地址放DS