硬件技术基础第七章中断系统VIP专享VIP免费

教学目的和要求本章主要介绍中断的基本概念，中断响应过程，8088的中断方式，IBMPC/XT的中断方式，之后又介绍了中断控制器8259，重点掌握中断概念、中断响应过程、8088中断方式。中断系统内容提要中断概述CPU响应中断的条件和过程中断优先权及多重中断8088的中断方式IBMPC/XT的中断方式中断控制器8259A中断系统中断系统中断:指CPU在正常运行程序时，由程序预先安排好的事件或由内、外部事件引起CPU中断正在运行的程序，而转到预先安排的事件或内、外部事件服务的程序中去。中断源:引起程序中断的事件。中断返回:中断服务程序执行完，返回原来执行程序的中断处（称为断点）继续往下执行。中断的优先级：有时中断请求信号（即中断源）可能有好几个，CPU响应这些中断的先后次序。挂起:优先级高的中断，CPU首先响应；优先级低的中断暂不响应。中断系统中断的屏蔽:有些中断源产生的中断，可以用编程的方法,使CPU不予理睬。CPU响应中断转去执行中断服务程序前，需要把被中断程序的现场信息保存起来，以便执行完中断服务程序后，接着从被中断程序的断点处继续往下执行，这些现场信息包括程序计数器的内容、CPU的状态信息、执行指令后的结果特征和一些通用寄存器的内容。中断处理的隐操作:有些信息的保存如程序计数器的内容等由机器硬件预先安排完成。中断向量：有些信息的保存是在中断服务程序中预先安排的。CPU响应中断，由中断源提供地址信息，中断系统引导程序转移并执行中断服务程序，这个地址信息称为中断向量，它一般是和中断源相对应的。在数据采集或实时控制中，CPU对接口设备的控制或交换信息，查询、中断、DMA方式均可使用，而中断方式以其执行速度快，可实时处理，不占用CPU过多的时间等优点，在接口技术中较多地被采用。中断概述中断的必要性CPU在与外设交换信息时，若用查询的方式，则CPU就要浪费很多时间去等待外设。这样就存在一个快速的CPU与慢速的外设之间的矛盾，这也是计算机在发展过程中遇到的严重问题之一。为解决这个问题，一方面要提高外设的工作速度；另一方面发展了中断的概念。实现了中断，就有以下好处：同步操作：有了中断功能，就可以使CPU和外设同时工作。而且有了中断功能，CPU可命令多个外设同时工作。这样就大大提高了CPU的利用率，也提高了输入、输出的速度。中断概述实现实时处理当计算机用于实时控制时，中断是一个十分重要的功能。现场的各个参数、信息，需要的话可在任何时间发出中断申请，要求CPU处理；CPU就可以马上响应（若中断是开放的话）加以处理。这样及时处理在查询的工作方式下是做不到的。故障处理计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况，或出现一些故障；如电源突跳，存储出错，运算溢出等等。计算机就可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。中断概述中断源引起中断的原因，或能发出中断申请的来源，称为中断源。通常中断源有以下几种：一般的输入、输出设备:如键盘、打印机等。数据通道中断源:如磁盘、磁带等。实时时钟:在控制中，常要遇到时间控制问题等，常用外部时钟电路，当需要定时时，CPU发出命令，令时钟电路开始工作，待规定的时间到了后，时钟电路发出中断申请，由CPU加以处理。中断概述故障源:例如电源掉电。需要把正在执行程序的状态─PC（或IP）、各个寄存器的内容和标志位的状态保留下来，以便重新供电后能从断点处继续运行等。为调试程序而设置的中断源：一个新的程序编制好以后，必须经过反复调试才能可靠地工作。在程序调试时，为了检查结果，或为了寻找毛病所在，往往要求在程序中设置断点，或进行单步工作（一次只执行一条指令），这些就要由中断系统来实现。中断概述中断系统的功能为了满足上述各种情况下的中断要求，中断系统应具有如下功能：实现中断及返回能实现优先排队高级中断低级中断的处理CPU响应中断的条件和过程CPU由于引脚的限制，它的中断请求线的数量是有限的。CPU响应中断的条件设置中断请求触发器要求每一个中断源有一个中断源请求触发器A。CPU响应中断的条件和过程设置中断屏蔽触发器CPU响应中断的条件和过程中断是开...