微型計算機原理及應(yīng)用課件-第3章

中斷是現(xiàn)代計算機必須具備的重要功能，也是計算機發(fā)展史上的一個重要里程碑。中斷功能的主要優(yōu)點是，只有服務(wù)時才能得到CPU的響應(yīng)，而不需要CPU不斷的查詢等待。這樣，CPU就可以空出時間去做其他事情，直到接口需要它服務(wù)時為止。3.1計算機中斷基本概念①中斷申請（中斷請求）中斷源向CPU提出處理請求

②中斷響應(yīng)CPU暫時終止自身的事務(wù)，將斷點地

址壓入堆棧，并形成中斷入口地址

③中斷服務(wù)（或中斷處理）

CPU針對外部事件執(zhí)行的程序

④中斷返回斷點地址從堆棧中彈出,使CPU回到

斷點處繼續(xù)執(zhí)行被中斷前的程序。3.1.1中斷的定義3.1.2中斷意義①處理突發(fā)事件②多任務(wù)操作③提高CPU利用率3.1.3中斷源中斷源是指向CPU發(fā)出中斷申請的外部設(shè)備或引起中斷的來源。1.硬件中斷源（1）.外部硬件中斷源（2）.內(nèi)部硬件中斷源內(nèi)部資源產(chǎn)生的中斷，定時器/串行口/AD等外部擴展設(shè)備產(chǎn)生的中斷請求2.故障中斷源（1）.硬件故障中斷源（2）.軟件故障中斷源3.軟件中斷源

操作系統(tǒng)提供的一些特定功能調(diào)用引起的中斷。軟件中斷源與其它中斷源不同之處在于其它中斷源的中斷服務(wù)程序是CPU被動執(zhí)行的，而軟件中斷源的中斷服務(wù)程序是CPU主動調(diào)用執(zhí)行的，因此軟中斷也稱為CPU內(nèi)部中斷。電源掉電等運算結(jié)果溢出等3.1.4中斷的響應(yīng)1.中斷響應(yīng)的條件（1）CPU開放中斷。（2）申請中斷的中斷源優(yōu)先級別最高。（3）無特殊操作指令或動作。（4）執(zhí)行完當前指令后。（5）若當前指令與中斷相關(guān)，須再執(zhí)行其它1條指令。3.1.5中斷源優(yōu)先權(quán)1.軟件設(shè)定優(yōu)先權(quán)方案CPU響應(yīng)中斷請求后通過軟件查詢程序，確定請求中斷的中斷源的優(yōu)先權(quán)。2.硬件設(shè)定優(yōu)先權(quán)方案（1）.鏈形電路

鏈形電路是利用外設(shè)在系統(tǒng)中的物理位置來決定其中斷優(yōu)先權(quán)的。（2）.編碼電路

注：表中I0~I7=0表示有中斷請求，I0~I7=1表示無中斷請求，I0~I7=X表示不確定有無中斷請求。3.軟硬件結(jié)合優(yōu)先權(quán)管理方案

中斷優(yōu)先級的理想管理方案應(yīng)結(jié)合的方案實現(xiàn)，即通過可編程中斷控制器。例如8259A是典型的軟硬件結(jié)合的中斷優(yōu)先級管理芯片，該芯片既有硬件方案的邏輯簡單、響應(yīng)中斷快速等優(yōu)點，又可以通過軟件控制命令字和操作命令字對中斷優(yōu)先級進行靈活設(shè)置，因此被廣泛應(yīng)用于微型計算機中斷系統(tǒng)。3.1.5中斷嵌套中斷嵌套的原則是高級別中斷可以嵌套低級別中斷，低級別中斷不能嵌套高級別中斷，同級別中斷不能互相嵌套。3.1.7中斷服務(wù)程序

中斷服務(wù)程序包括保護現(xiàn)場、中斷處理、恢復(fù)現(xiàn)場、中斷返回。