微机原理与接口技术 中断系统.ppt

第六章中断系统一、中断
1、中断的定义
当CPU正常运行时，由于随机事件（内部或外部）引
起CPU暂时中止正在运行的程序，转去执行请求中断的外
设（或内部事件）的中断服务程序，中断服务程序结束后
再返回被中止的程序，这一过程称为中断。
2、中断源和中断请求
能够向CPU发出中断请求的中断来源称为中断源。I/O设备（CRT、打印机等）、数据设备（磁盘、磁带等）、实时时钟、故障信号、软件中断等都是中断源。
中断源能发出中断请求信号到CPU，所以中断源中一般
要求有中断请求触发器，请求信号有边沿请求和电平请求
两种。3、中断系统的目的
维持系统正常工作，提高系统效率；
实时处理；
为故障处理作准备。
4、中断分类
中断分外部中断和内部中断两大类；其中外部
中断分为两类：
⑴可屏蔽中断INTR，由标志寄存器中的IF位
控制；
⑵不可屏蔽中断NMI，不受IF位控制。
5、中断系统功能
⑴中断处理：发现中断请求、响应中断请求、
执行中断服务程序、中断返回。⑵中断控制：中断优先权排队、中断嵌套
当系统中有多个中断时，有可能出现两个或两个以上的中断源同时提出中断请求，这时要求CPU根据中断优先权由高到低依次处理。
中断嵌套如图6.1所示。假定有两个中断源A和B，A的级别高于B，当CPU正在处理B中断时，允许A能中断B的中断处理，转去执行A的中断服务程序，在高级中断A处理完后，返回到原来打断处，继续处理B的中断服务程序。图中为两级中断，还可以进行多级中断。
二、中断处理过程
1、中断检测
中断源向CPU发中断请求是随机的，大多数CPU在现
行指令周期结束时检测有无中断请求。8086CPU在每条指
令的最后一个机器周期的最后一个时钟周期检测中断请求
信号输入线INTR。
2、CPU响应中断的条件
CPU检测到INTR上有中断请求，要响应它需满足以下
条件：
⑴CPU开放中断，即CPU内部设置的中断允许触发器IF=1，此触发器可用开中断指令（STI)置1，用关中断指令(CLI)清0。实际上就是标志寄存器中的IF位=1，表示开放可屏蔽中断。参见图6.2。
⑵CPU在现行指令结束后响应中断3、CPU响应中断及处理过程
满足上述条件后，CPU响应中断，转入中断周期，完
成以下操作，其时序如图6.4所示。
⑴关中断：CPU响应中断时，发出中断响应信号INTA
，同时内部自动地关中断（IF=0），以禁止接受其他的中
断请求，以免破坏当前中断服务的现场。
⑵保留断点：把断点处的指令指针IP值和CS值压入堆
栈，以便中断处理完成后正确地返回主程序断点。
⑶识别中断源：识别中断源一般有查询和向量中断（类
型号）两种方法。
⑷保护现场：把断点处的有关寄存器内容压入堆栈。
⑸中断服务：执行中断服务程序⑹恢复现场：将压入堆栈的有关寄存器的内容弹出。
⑺开中断：在中断服务的最后要开中断，以便CPU能
响应新的中断请求。
如果实现中断嵌套，可以在中断服务程序中，在适当
时候重新开放中断，以便允许响应较高级的中断。
⑻中断返回：将堆栈内的断点值弹出。上述过程如图
6.5所示。
三、中断优先级和中断嵌套
1、中断优先级：中断优先级一般采用软件查询或硬件
中断优先级编码电路。
2、中断嵌套：当CPU执行优先级较低的中断服务时，
而允许响应比它优先级高的中断请求，而将正在处理的
中断暂时挂起，这就是中断嵌套。第二节8086/8088的中断系统2、内部中断
内部中断又称软件中断，主要来自CPU内部的软
件中断。
图6.6中，上部是外部的硬件中断；下部是内部
的软件中断。
二、中断向量表
1、中断向量的定义
所谓中断向量实际上就是中断服务程序的入口地
址。每个中断类型号对应一个中断向量。中断向量
占4个字节存储单元，其中前两个字节放中断向量
的偏移地址（IP)，且低字节在前，高字节在后；后
两个字节放中断向量的段地址（CS），也是低字节
在前，高字节在后。2、中断向量表
存放中断向量的存储区称为中断向量表。通
常在存储器的低地址区。
3、8086/8088的中断向量表
8086/8088有256种中断类型，类型号为0-255（或0-FFH），共有256个中断向量，每个占4个存储单元，所以需要1024个字节，在存储器的最低端，地址从00000H-003FFH，这块地址空间就是中断向量表。
如图6.7所示。
从表中，知道了中断类型号，便可计算出相应的中断向量
在表中存放的位置，称为中断向量表地址，或称为中断向量
指针。从中断向量表地址中取出中断向量，便得到了该中断
类型号的中断服务程序入口地址。即
中断类型号×4=中断向量指针的低地址
中断类型号×4+2=中断向量指针的高地址
（中断向量指针的低地址）→（IP）
（中断向量指针的高地址）→（CS）
例1：中断类型号为27H
则中断向量指针的