1、第八章 中斷8.1引言為什么要用中斷中斷源中斷系統(tǒng)的功能8.2 最簡單的中斷情況8.3 中斷優(yōu)先權(quán)8.4 中斷控制器Intel 8259A8.5 8086微處理器的中斷方式1.同步操作CPU與外設(shè)同時(shí)工作CPU可命令多個外設(shè)同時(shí)工作2.實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理3.故障處理 8.1.1 為什么要使用中斷8.1.2 中斷源定義：能發(fā)出中斷申請的來源稱為中斷源一般的輸入輸出設(shè)備數(shù)據(jù)通道中斷源實(shí)時(shí)時(shí)鐘故障源為調(diào)試程序設(shè)置的中斷源8.1.3 中斷系統(tǒng)的功能中斷系統(tǒng)是微機(jī)中實(shí)現(xiàn)中斷功能的各種軟、硬件的總稱一般包括CPU內(nèi)部相應(yīng)的中斷邏輯、接口中的中斷控制電路及各類中斷服務(wù)子程序。其實(shí)現(xiàn)的功能為：實(shí)現(xiàn)中斷及返回中斷源發(fā)

2、出中斷請求，CPU決定是否響應(yīng)，若響應(yīng)，則保護(hù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場，轉(zhuǎn)入相應(yīng)中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)結(jié)束后，恢復(fù)現(xiàn)場和斷點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行原程序CPU執(zhí)行流程中斷服務(wù)程序非預(yù)料事件2. 實(shí)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊(duì)1.按各中斷請求的重要程度排列CPU響應(yīng)的次序稱為中斷優(yōu)先級。2.即同時(shí)有多個中斷請求到來時(shí)，CPU會首先響應(yīng)和處理優(yōu)先級別最高的中斷請求。3.中斷優(yōu)先級的實(shí)現(xiàn)可以用軟件或硬件設(shè)置3.高級中斷源能中斷低級的中斷處理又稱之為中斷嵌套。其示意圖如下所示：8.2 最簡單的中斷情況8.2.1 CPU響應(yīng)中斷的條件1.設(shè)置中斷請求觸發(fā)器每一個中斷源，要能發(fā)出中斷請求信號。并且這個信號能保持著，直至CPU響應(yīng)這個中斷后，才可清

3、除中斷請求。每一個中斷源有一個中斷請求觸發(fā)器2.設(shè)置中斷屏蔽觸發(fā)器對于有多個中斷源。在每個外設(shè)的接口電路中，增加一個中斷屏蔽觸發(fā)器，只有當(dāng)此觸發(fā)器為“1”時(shí)，外設(shè)的中斷請求才能被送出之CPU。可把8個外設(shè)的終端屏蔽觸發(fā)器組成一個端口，用輸出指令控制他們的狀態(tài)。3.中斷是開放的 在 CPU的內(nèi)部有一個中斷允許觸發(fā)器。只有當(dāng)其為“1”時(shí)（即中斷開放時(shí)），CPU才能響應(yīng)中斷；若其為“0”（即中斷是關(guān)閉的），即使INTR線上有中斷請求，CPU也不響應(yīng)。 而這個觸發(fā)器的狀態(tài)由STI和CLI指令來改變。當(dāng)CPU復(fù)位時(shí)，中斷允許觸發(fā)器為“0”，即關(guān)中斷，所以必須要用STI指令來開中斷。當(dāng)中斷響應(yīng)后，CPU就

4、自動關(guān)中斷，所以必須在中斷服務(wù)程序中用STI指令來開中斷。4.現(xiàn)行指令執(zhí)行結(jié)束CPU在現(xiàn)行指令結(jié)束后響應(yīng)中斷，即運(yùn)行到最后一個機(jī)器周期的最后一個T狀態(tài)時(shí)，CPU才采樣INTR線。若發(fā)現(xiàn)有中斷請求，則把內(nèi)部的中斷鎖存器置“1”，然后下一個機(jī)器周期（總線周期）不進(jìn)入取指周期，而進(jìn)入中斷周期。注：8086中斷響應(yīng)周期為2個8.2.2 CPU對中斷的響應(yīng)1. 關(guān)中斷2.保留斷點(diǎn)3.保護(hù)現(xiàn)場4.給出中斷入口，轉(zhuǎn)入 相應(yīng)的中斷服務(wù)程序5.恢復(fù)現(xiàn)場6.開中斷與返回8.3 中斷優(yōu)先權(quán)多個外部硬件中斷源共用一條INTR線時(shí)，要在程序中采取一定措施或用外部硬件解決中斷源的優(yōu)先權(quán)排列和多級中斷的嵌套等。 確定優(yōu)先權(quán)

5、有軟件和硬件兩種方法。8.3.1 用軟件確定中斷優(yōu)先權(quán)軟件查詢排序方法： CPU響應(yīng)中斷后，在程序中用查詢的方法判定外設(shè)的中斷請求。軟件法排序的接口電路示意圖軟件查詢程序流程圖軟件法排序程序（1）屏蔽法 IN AL，20H ；讀中斷觸發(fā)器的狀態(tài) TEST AL，80H ；有電源故障請求？ JZ B1 ；沒有，繼續(xù)查詢 JMP PWF ；轉(zhuǎn)至電源故障程序入口B1：TEST AL，40H ；有磁盤請求嗎？ JZ B2 ；無，繼續(xù)查詢 JMP DISS；轉(zhuǎn)至磁盤服務(wù)程序B2：TEST AL，20H；有磁帶請求嗎？ JZ B3；無，繼續(xù)查詢 JMP MT；轉(zhuǎn)至磁帶服務(wù)程序B3：TEST AL，10H；

6、有CRT請求？ JZ B4；無，繼續(xù)查詢XOR AL,ALIN AL,20HRCL AL,1JC PWFRCL AL,1JC DISS軟件法排序程序（2）移位法查詢方法的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：詢問的次序即是優(yōu)先權(quán)的次序。最先訪問的，優(yōu)先權(quán)級別最高省硬件。不需要有判斷與確定優(yōu)先權(quán)的硬件排隊(duì)電路。缺點(diǎn)：由詢問轉(zhuǎn)至相應(yīng)的服務(wù)程序入口的時(shí)間長，尤其是中斷源較多的情況8.3.2 硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路 1.中斷優(yōu)先權(quán)編碼電路例1：中斷請求1與中斷請求2同時(shí)有效，當(dāng)前沒有正在服務(wù)的中斷例2：中斷請求1與中斷請求2同時(shí)有效，當(dāng)前有正在服務(wù)的中斷，且為中斷請求0例3：中斷請求1與中斷請求2同時(shí)有效，當(dāng)前有正在服務(wù)的中斷，且為中斷請求32.鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路例1: 中斷源A提出了請求例2: 中斷源A未提出了請求， B提出了請求8.4 中斷控制器Intel 8259A請參考微機(jī)原理課件8.5 8086微處理器的中斷方式NYNYNNNNNYY執(zhí)行指令執(zhí)行完否?取指令I(lǐng)F=1?內(nèi)部中斷?NMI?INTR?TF=1?類型碼=0255類型碼=2類型碼=1中斷響應(yīng)，讀回類型碼FLAG入棧TEMPTFIF=T