微機原理中斷概念

1中斷的定義及必要性2中斷源3中斷處理過程48086中斷系統(tǒng)中斷的根本概念

1整理課件定義：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

2整理課件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〔假設中斷是開放的話〕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。3整理課件

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

4整理課件

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

5整理課件

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)行低級中斷效勞程序CPU正在執(zhí)行高級中斷效勞程序CPU正在執(zhí)行低級中斷效勞程序掛起的中斷中斷排隊6整理課件中斷響應條件：IF=1,執(zhí)行完一條指令保護斷點將下一條指令的CS和IP及目前標志存放器FR的內(nèi)容壓入堆棧尋找中斷效勞程序入口地址7整理課件中斷處理保護現(xiàn)場保護中斷效勞程序中用到的存放器和狀態(tài)標志的內(nèi)容中斷效勞程序相應的中斷源效勞，完成一定的I/O操作恢復現(xiàn)場完成中斷效勞后，將保存在堆棧中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)恢復開中斷和中斷返回IRET(中斷返回指令〕pushAXpushBX……

popBXpopAX……8整理課件中斷效勞程序用戶編程設計9整理課件子程序與中斷服務程序的區(qū)別對強迫中斷的效勞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中斷效勞程序返回用IRET處理內(nèi)容不同，中斷一般處理I/O操作。10整理課件48086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0～255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。11整理課件指令/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NMIINTR8086中斷分類圖INTOINT3OF=1TF=112整理課件1.可屏蔽中斷（MaskableInterrupt）

2.非屏蔽中斷（NonMaskableInterrupt）

3.軟件中斷（SoftwareInterrupt）

INTNMI中斷的分類

13整理課件中斷類型中斷請求信號

可屏蔽中斷INTR中斷請求輸入線上輸入非屏蔽中斷NMI中斷請求輸入線上輸入軟件中斷用中斷指令使CPU響應中斷中斷類型CPU響應中斷的方式可屏蔽中斷開中斷指令(IF=1)響應關中斷指令(IF=0)屏蔽INTR上來的中斷請求非屏蔽中斷CPU必須予以響應，不能由軟件指令屏蔽軟件中斷CPU只要執(zhí)行該指令，即完成相應的中斷功能14整理課件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1K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以下圖所示：15整理課件03FFH03FCHType225CSIP:0083HCSType32IP0080H007FHCSType31IP007CH:CSType5IP0014H0013HCSType4IPCSType3IPIPIPIPCSCSCS0010H000FH000CH000FH0008H0007H0004H0003H0000HType8Type1Type0:224保留27個用戶定義個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08086/8088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16整理課件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=0030H8086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。17整理課件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，中斷效勞程序的偏移地址是1234H,段地址5678HMOV AX,00HMOV ES,AX;0段MOV BX,60H*4;(=180H)中斷向量指針MOV AX,1234；中斷效勞程序偏移地址MOV ES:[BX],AX;裝入偏移地址MOV AX,5678H;中斷效勞程序段地址MOV ES:[BX+2],AX；裝入段地址18整理課件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。假設此時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，標志存放器入棧，去除IF和TF標志位。19整理課件T1第一個中斷響應總線周期第二個中斷響應總線周期T2T3T4T1T2T3T4CLKALEINTA*AD7~AD0TYPE8086中斷響應時序20整理課件總結：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)轉入中斷處理程序(5)返回到斷點例：設中斷INT4AH〔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)CS21整理課件中斷向量的修改：使用系統(tǒng)的中斷資源利用DOS功能調(diào)用21H中的35H和25H號功能修改中斷向量

1.獲取原中斷向量：AH=35HAL=中斷類型號INT21H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=25HAL=中斷類型號DS:DX=新中斷向量段地址：偏移地址INT21H3.恢復原中斷向量AH=25HAL=中斷類型號DS:DX=舊中斷向量段地址：偏移地址INT21H22整理課件

1.獲取原中斷向量：

MOVAL,N ;N為指定中斷號

MOVAH,35HINT21H;取原中斷向量到ES:BXPUSHESPUSHBX;保存原中斷向量，入棧

……

例 用DOS功能調(diào)用修改中斷向量，假設原中斷效勞程序的中斷號為n，新中斷效勞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：23整理課件

2.設置新中斷向量：

PUSHDSMOVAX,SEINMOVDS,AX;新中斷向量段地址放DSMOVDX,OFI