第八章 中断系统.ppt

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1、第八章第八章 中断系统中断系统第第8 8章章 中断系统中断系统教学重点n中断的类型中断的类型n中断的响应条件、处理过程中断的响应条件、处理过程n中断矢量表的分配中断矢量表的分配n中断嵌套的应用中断嵌套的应用 第一节第一节 中断的基本概念中断的基本概念一、中断的定义一、中断的定义断点断点主程序主程序中断请求中断请求中断服务程序中断服务程序对外设对外设进行处理进行处理继续执行继续执行返回断点返回断点1、中断、中断第一节 中断的基本概念2、中断源、中断源n能能发发出出中中断断请请求求的的外外部部或或内内部部设设备备都都称称为为中断源。中断源。n在在计计算算机机系系统统中中，每每中中断断源源都都有有一

2、一个个触触发发器器，整整个个计计算算机机系系统统的的中中断断触触发发器器构构成成中中段寄存器，其内容称为中断字或中断码。段寄存器，其内容称为中断字或中断码。n8088/8086的的中中断断系系统统可可以以处处理理256种种不不同类型的中断。同类型的中断。第一节 中断的基本概念二、中断分类与中断类型码二、中断分类与中断类型码1、中断分类、中断分类n硬件中断：也称为外部中断，是由外部硬件电路产生的。其硬件中断：也称为外部中断，是由外部硬件电路产生的。其中硬件中断又分为可屏蔽中断中硬件中断又分为可屏蔽中断INTR和非屏蔽中断和非屏蔽中断NMI。n软件中断：是在执行指令的过程当中引起的中断，因此软中软

3、件中断：是在执行指令的过程当中引起的中断，因此软中断也称为内中断。软中断都是非屏蔽性的。如：断也称为内中断。软中断都是非屏蔽性的。如：DIV指令、指令、INT n中断指令引起的中断，单步中断和断点中断等。中断指令引起的中断，单步中断和断点中断等。2、中断类型码：为了更好地为中断归类，我们把不同的中断划、中断类型码：为了更好地为中断归类，我们把不同的中断划分为不同的类型。分为不同的类型。如类型如类型0为除法出错中断；类型为除法出错中断；类型1为单步中断；类型为单步中断；类型2为非屏蔽为非屏蔽中断中断第一节 中断的基本概念三、中断矢量表三、中断矢量表1、中断向量：每个中断服务子程序的入口称为一个中

4、断、中断向量：每个中断服务子程序的入口称为一个中断向量。向量。2、中断矢量表：把系统中所有的中断向量按照一定的规、中断矢量表：把系统中所有的中断向量按照一定的规律排列成一个表，就是中断向量表，也称中断矢量表。律排列成一个表，就是中断向量表，也称中断矢量表。当中断源发出中断请求时，当中断源发出中断请求时，CPU响应中断后即可查找中响应中断后即可查找中断向量表，找出该中断源的中断向量，就可转入相应的断向量表，找出该中断源的中断向量，就可转入相应的中断服务子程序。中断服务子程序。第一节 中断的基本概念三、中断矢量表三、中断矢量表n中断向量表位于内存中断向量表位于内存0段段000003FFH的的1K存

5、储区内，各中断存储区内，各中断向量按其中断类型码的大小顺序向量按其中断类型码的大小顺序依次存放。每依次存放。每4个连续的字节作个连续的字节作为一个中断服务程序入口地址。为一个中断服务程序入口地址。高地址字单元中存放段地址高地址字单元中存放段地址CS，低地址字单元中存放偏移地址，低地址字单元中存放偏移地址IP。如图。如图(分析例子分析例子)n如果已知中断类型号为如果已知中断类型号为N，那么，那么它所对应的中断入口地址为它所对应的中断入口地址为N*4第一节 中断的基本概念三、中断矢量表三、中断矢量表例如：某设备的中断类型例如：某设备的中断类型码为码为2H，则中断向量的存，则中断向量的存放位置为放位

6、置为2H*4=8H，即，即0008H，设其中断服务子程，设其中断服务子程序的入口地址为序的入口地址为4530H：2000H，则，则0008H000BH这四个单元中应依次装入这四个单元中应依次装入00H，20H，30H，45H。000H004H008H03FCH第二节 中断的基本原理一、中断过程一、中断过程1.中断请求中断请求2.中断响应中断响应3.中断处理中断处理第二节 中断的基本原理（一）中断请求（一）中断请求中断源：能发出中断请求的外部设备。主要有中断源：能发出中断请求的外部设备。主要有1、数据输入、数据输入/输出外设请求中断输出外设请求中断2、定时器时间到申请中断、定时器时间到申请中断3

7、、故障报警申请中断、故障报警申请中断4、程序高度设置断点产生的中断、程序高度设置断点产生的中断注注：申申请请中中断断的的外外设设接接口口电电路路中中必必须须包包含含中中断断请求触发器。请求触发器。第二节 中断的基本原理（二）中断响应（二）中断响应1、判断响应条件：、判断响应条件：n非屏蔽中断（非屏蔽中断（NMI），），CPU若无总线请求立即响应若无总线请求立即响应n可屏蔽中断（可屏蔽中断（INTR），必须同时满足以下条件才响应：），必须同时满足以下条件才响应：A、无总线请求、无总线请求B、无非屏蔽中断请求、无非屏蔽中断请求C、CPU允许中断，即允许中断，即IF=1D、CPU执行完现行指令执行完

8、现行指令2、若响应则进行关中断，紧接着就进行中断处理过程。、若响应则进行关中断，紧接着就进行中断处理过程。第二节 中断的基本原理（三）中断处理（三）中断处理1、保护断点和现场、保护断点和现场(进栈保护进栈保护PUSH)2、判判别别中中断断源源，选选择择优优先先级级最最高高的的中中断断源源，转转向向中中断断服服务务程程序序的的入入口口(段段地地址址送送CS，偏偏移移量送量送IP)3、如允许中断嵌套需打开中断、如允许中断嵌套需打开中断4、执行中断服务程序、执行中断服务程序5、关中断、关中断6、恢复现场和断点（、恢复现场和断点（POP）7、开开中中断断，中中断断返返回回，返返回回原原程程序序的的断断

9、点点处处继继续执行主程序。续执行主程序。中断请求中断请求关关 中中 断断保存断点、保护现场保存断点、保护现场开开 中中 断断执行中断服务程序执行中断服务程序关关 中中 断断恢复现场、恢复断点恢复现场、恢复断点开开 中中 断断返返 回回 断断 点点判断中断判断中断 中断处理过程中断处理过程第二节 中断的基本原理二、中断优先权二、中断优先权n各各类类中中断断由由高高至至低低的的顺顺序序如图所示。如图所示。n系系统统进进行行中中断断的的优优先先权权判判断常常采用软硬两种方法：断常常采用软硬两种方法：a、用用软软件件查查询询方方法法确确定定中中断优先权断优先权b、硬件优先权排队电路、硬件优先权排队电路

10、查询中断的顺序，查询中断的顺序，决定了各种中断源的优先权决定了各种中断源的优先权n软件中断软件中断n除法错中断除法错中断n指令中断指令中断n溢出中断溢出中断n非屏蔽中断非屏蔽中断n可屏蔽中断可屏蔽中断n单步中断单步中断高高低低第二节 中断的基本原理三、中断的嵌套三、中断的嵌套n所所谓谓的的中中断断嵌嵌套套是是指指在在处处理理某某一一个个中中断断的的过过程程中中又又发发生生了了新新的的中中断断，从从而而中中断断该该服服务务程程序序的的执执行行转转而而去去执执行行新新的的中中断断处处理的现象。理的现象。n例例：有有1 1、2 2、3 3三三级级中中断断源源，他他们们的的优优先先级级别别由由高高到到

11、低低的的顺顺序序为为3-2-13-2-1。假假设设在在CPUCPU执执行行主主程程序序的的过过程程中中，同同时时出出现现中中断断请请求求3 3和和1 1；在在执执行行的的过过程程中中出出现现了了中中断断2 2；当当执执行行2 2的的过过程程中中又又出出现现了了中中断断请请求求3 3。根根据据中中断断的的优优先先级级和和中中断断的的嵌嵌套套原原理理，判判断断CPUCPU进行多重中断处理的先后顺序，并画图表示。进行多重中断处理的先后顺序，并画图表示。第第8 8章教学小结章教学小结1.1.理解中断的基本概念、中断的类型理解中断的基本概念、中断的类型2.2.理解中断优先级关系理解中断优先级关系3.3.掌握中断的响应条件、处理过程掌握中断的响应条件、处理过程 4.4.掌握中断矢量表的分配关系掌握中断矢量表的分配关系5.5.掌握中断嵌套的应用掌握中断嵌套的应用 作业：作业：P294P2941 1题题