微機中斷技術(shù)

1、3.1 計算機中斷基本概念,3.1.1 中斷的定義,中斷服務(wù)程序,中斷返回,中斷響應(yīng),主程序,中斷優(yōu)點：只有服務(wù)時才能得到CPU的響應(yīng)，不需要CPU不斷的查詢。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。,2014/06,2.中斷過程包括,中斷申請 中斷響應(yīng) 中斷處理 中斷返回,3.1.2 中斷源,中斷源,-引起中斷的原因或產(chǎn)生中斷請求的來源。,1）外部設(shè)備中斷 2）定時時鐘中斷 3）故障中斷 4）軟件（人為）設(shè)置中斷,1、中斷源的分類,2、中斷源發(fā)出請求信號的條件,1）中斷請求觸發(fā)器接收中斷源 2）中斷屏蔽觸發(fā)器開放,2014/06,3.1.3 中斷的響應(yīng),1）CPU開

2、放中斷，否則禁止響應(yīng)中斷。 2）中斷源優(yōu)先級別最高。 3）當前沒有發(fā)生諸如復(fù)位（RESET）、保持（HOLD）。 4）等到CPU將當前指令運行結(jié)束后，才能響應(yīng)中斷。 5）若當前執(zhí)行的指令是開中斷和中斷返回指令時，則不僅需要執(zhí)行完當前指令，還需緊接著再執(zhí)行其它一條指令，CPU才能響應(yīng)中斷請求。,1、中斷響應(yīng)的條件,2、中斷的響應(yīng)過程,1）關(guān)中斷,2）保存斷點,3）形成中斷入口地址,2014/06,對于中斷的優(yōu)先權(quán)問題，主要有三種解決方法：,1、軟件方案,3.1.4 中斷優(yōu)先權(quán),2014/06,通過硬件電路的設(shè)計有目的的將某個中斷設(shè)定為高級別或低級別。硬件電路有鏈形電路和編碼電路。,2、硬件方案,

3、1）鏈形電路,中斷優(yōu)先級自上而下，上面端口的中斷請求可以屏蔽下面的中斷請求。硬件電路自然完成了中斷判優(yōu)。,2014/06,2）編碼電路,74LS148編碼器管腳圖及真值表,74LSl48是一個8-3優(yōu)先級編碼器，它是一個16引腳雙列直插式TTL器件。,2014/06,優(yōu)先控制,失效控制,中斷屏蔽寄存器0開,中斷請求觸發(fā)器 1有請求,中斷優(yōu)先級編碼電路,2014/06,3）軟硬件方案,中斷優(yōu)先級的管理常通過軟硬件結(jié)合的方案實現(xiàn)，即通過可編程中斷控制器（如8259A）實現(xiàn)對中斷優(yōu)先級的管理。這種方式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

4、設(shè)置，因此被廣泛采用。,2014/06,CPU執(zhí)行某中斷服務(wù)程序時，可以響應(yīng)中斷優(yōu)先級別更高的中斷請求，這就是中斷嵌套。,根據(jù)事情的輕重緩急，中斷級別可以由軟件或硬件設(shè)置。,3.1.5 中斷嵌套,2014/06,中斷服務(wù)程序要做保護現(xiàn)場、開中斷、中斷服務(wù)、關(guān)中斷、恢復(fù)現(xiàn)場、開中斷并返回等6件事。,PUSH AX ；保護現(xiàn)場 . PUSH BX STI ； 開中斷 ；中斷處理 CLI ；關(guān)中斷 POP BX ；恢復(fù)現(xiàn)場 . POP AX ； STI ；開中斷 IRET ；中斷返回,3.1.6 中斷處理,2014/06,（1）保護現(xiàn)場,CPU響應(yīng)中斷時自動完成寄存器CS和IP以及標志寄存器FR的保

5、護，但主程序使用的寄存器的保護則由用戶根據(jù)使用情況而定。由用戶保護寄存器的這段程序稱為保護現(xiàn)場，實質(zhì)上是執(zhí)行PUSH指令將需要保護的寄存器內(nèi)容推入堆棧。,CPU接收并響應(yīng)一個中斷后自動關(guān)閉中斷。但在CPU正在處理當前中斷源時，有可能出現(xiàn)更優(yōu)先的中斷源發(fā)出中斷請求信號給CPU的情況。此時，應(yīng)停止對該中斷的服務(wù)而轉(zhuǎn)入優(yōu)先級更高的中斷處理，故需要開中斷。中斷的嵌套。,（2）開中斷,2014/06,（3）中斷服務(wù),中斷服務(wù)程序的核心就是對某些情況進行處理，如傳輸數(shù)據(jù)、處理掉電緊急保護和各種報警狀態(tài)等。,由于上述的開中斷，因而在此應(yīng)對應(yīng)一個關(guān)中斷過程，以便下面的恢復(fù)現(xiàn)場的工作順利而不被打斷。,（4）關(guān)中

6、斷,在返回主程序前要將用戶保護的寄存器內(nèi)容從堆棧中彈出，以便返回主程序后繼續(xù)正確執(zhí)行主程序?；謴?fù)現(xiàn)場用POP指令。,（5）恢復(fù)現(xiàn)場,（6）開中斷并返回,在返回主程序前（中斷服務(wù)程序的第二條指令）是開中斷指令，最后一條是返回主程序指令I(lǐng)RET。,2014/06,中斷系統(tǒng)的特點: 矢量中斷，中斷矢量表。,3.2 中斷系統(tǒng),1、矢量中斷（中斷向量),8086系統(tǒng)共有256個中斷源，將這些中斷源都編上號，依次是00HFFH號，這個號就稱為中斷類型號。,每個中斷都對應(yīng)著相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，這些中斷服務(wù)程序可以存放在存儲器的任何位置。每個中服程序的入口地址稱為一個中斷向量。 將這些中斷類型號對應(yīng)的中服入口地址集中起來列成一個表，放到存儲器的固定區(qū)域內(nèi)，這個按順序存放中服入口地址的表就稱為中斷向量表。,2014/06,2、中斷矢量表,中斷向量表存放在