计算机第七章优秀PPT.ppt
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1、计算机第七章计算机第七章现在学习的是第1页,共88页8.1 80888.1 8088中断系统中断系统n n8088的中断系统采用向量中断机制n n能够处理256个中断n n用中断向量号0255区别n n可屏蔽中断还需要借助专用中断控制器Intel 8259A实现优先权管理现在学习的是第2页,共88页8.1.1 8088的中断类型的中断类型的中断类型的中断类型非屏蔽中断源非屏蔽中断源中断逻辑中断逻辑INTO指令指令单步单步中断中断除法除法错误错误INT N指令指令CPUINTRNMI可屏蔽中断源可屏蔽中断源8259A中断中断控制器控制器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7外外设设中中
2、断断源源 INTAn n内部中断n n除法错中断除法错中断n n指令中断指令中断n n溢出中断溢出中断n n单步中断单步中断n n外部中断n n非屏蔽中断非屏蔽中断n n可屏蔽中断可屏蔽中断现在学习的是第3页,共88页1.内部中断内部中断n n内部中断是由于8088内部执行程序出现异常引起的程序中断n n利用内部中断,微处理器为用户提供了发现、调试并解决程序执行时异常情况的有效途径n n例如,ROM-BIOS和DOS系统利用内部中断为程序员提供了各种功能调用内部中断的中断向量号已定内部中断的中断向量号已定现在学习的是第4页,共88页 除法错中断除法错中断除法错中断除法错中断n n在执行除法指令
3、时,若除数为0或商超过了寄存器所能表达的范围,则产生一个向量号为0的内部中断,称为除法错中断例如:mov bl,0idiv bl;除数;除数BL0,产生除法错中断,产生除法错中断mov ax,200hmov bl,1div bl;商;商200H,不能用,不能用AL表达表达;产生除法错中断;产生除法错中断现在学习的是第5页,共88页 指令中断指令中断n n在执行中断调用指令INT n时产生的一个向量号为n(0 255)的内部中断,称为指令中断n n其中向量号为3的指令中断比较特别(生成一个字节的指令代码:11001100),常用于程序调试,被称为断点中断例如:例如:DEBUG.EXE调试程序的运
4、行命令调试程序的运行命令G设置的设置的断点,就是利用断点,就是利用INT 3指令实现的指令实现的现在学习的是第6页,共88页 溢出中断溢出中断n n在执行溢出中断指令INTO时,若溢出标志OF为1,则产生一个向量号为4的内部中断,被称为溢出中断例如:mov ax,2000hadd ax,7000h;2000H7000H9000H,溢出:,溢出:OF1into;因为;因为OF1,所以产生溢出中断,所以产生溢出中断现在学习的是第7页,共88页单步中断单步中断n n若单步中断TF为1,则在每条指令执行结束后产生一个向量号为1的内部中断,称为单步中断例如:例如:DEBUG.EXE调试程序的单步命令调试
5、程序的单步命令T就利用单步就利用单步中断实现对程序的单步调试中断实现对程序的单步调试现在学习的是第8页,共88页2.2.外部中断外部中断n n外部中断是由于8088外部提出中断请求引起的程序中断n n利用外部中断,微机系统可以实时响应外部设备的数据传送请求,能够及时处理外部意外或紧急事件n n外部中断的原因是处理器外部随机产生的,所以是真正的中断(Interrupt)n n内部中断的原因是处理器执行程序出现异常,所以经常被称为异常(Exception)现在学习的是第9页,共88页 非屏蔽中断非屏蔽中断n n通过非屏蔽中断请求信号向微处理器提出的中断请求,微处理器无法通过非屏蔽中断请求信号向微处
6、理器提出的中断请求,微处理器无法禁止,将在当前指令执行结束予以响应,这个中断被称为非屏蔽中断禁止,将在当前指令执行结束予以响应,这个中断被称为非屏蔽中断n n80888088的非屏蔽中断的向量号为的非屏蔽中断的向量号为2 2,非屏蔽中断请求信号为,非屏蔽中断请求信号为NMINMIn n非屏蔽中断主要用于处理系统的意外或故障。例如:非屏蔽中断主要用于处理系统的意外或故障。例如:n n电源调电前的数据保护电源调电前的数据保护n n存储器读写错误的处理存储器读写错误的处理现在学习的是第10页,共88页 可屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断n n外部通过可屏蔽中断请求信号向微处理器提出的中断,微处
7、外部通过可屏蔽中断请求信号向微处理器提出的中断,微处理器在允许可屏蔽中断的条件下,在当前指令执行结束予以理器在允许可屏蔽中断的条件下,在当前指令执行结束予以响应,同时输出可屏蔽中断响应信号,这个中断就是可屏蔽响应,同时输出可屏蔽中断响应信号,这个中断就是可屏蔽中断中断n n80888088的可屏蔽中断请求和响应信号分别是的可屏蔽中断请求和响应信号分别是INTRINTR和和INTA*INTA*;由;由IFIF标标志控制可屏蔽中断是否允许响应;向量号来自外部中断控制志控制可屏蔽中断是否允许响应;向量号来自外部中断控制器器n n80888088通常需要配合中断控制器通常需要配合中断控制器8259A8
8、259A共同处理可屏蔽中断共同处理可屏蔽中断n n可屏蔽中断主要用于主机与外设交换数据可屏蔽中断主要用于主机与外设交换数据IF控制可屏蔽中断的响应控制可屏蔽中断的响应现在学习的是第11页,共88页中断标志中断标志中断标志中断标志IF的状态的状态的状态的状态n nIF0:可屏蔽中断不会被响应n n关中断、禁止中断、中断屏蔽关中断、禁止中断、中断屏蔽n n系统复位,使系统复位,使IFIF0 0n n任何一个中断被响应,使任何一个中断被响应,使IFIF0 0n n执行指令执行指令CLICLI,使,使IFIF0 0n nIF1:可屏蔽中断会被响应n n开中断、允许中断、中断开放开中断、允许中断、中断开
9、放n n执行指令执行指令STISTI,使,使IFIF1 1n n执行指令IRET恢复原IF状态明确明确IF标志的状态是关键标志的状态是关键现在学习的是第12页,共88页8.1.2 80888.1.2 8088的中断响应过程的中断响应过程的中断响应过程的中断响应过程NMIN软件中断软件中断INTRTF=1中断响应周期中断响应周期读中断向量号读中断向量号下条指令下条指令现行指令现行指令IF1NNNNYYYYY查询中断的顺序,决定了各种中断源的优先权n n软件中断n n除法错中断除法错中断n n指令中断指令中断n n溢出中断溢出中断n n非屏蔽中断n n可屏蔽中断n n单步中断高高低低现在学习的是第
10、13页,共88页8.1.2 80888.1.2 8088的中断响应过程的中断响应过程(续)(续)(续)(续)Y还有还有NMITEMP1标志寄存器入栈标志寄存器入栈TEMPTF,IFTF0CS:IP入栈入栈获取中断向量获取中断向量执行服务程序执行服务程序弹出弹出CS:IP弹出标志寄存器弹出标志寄存器返回被中断程序返回被中断程序(1)(2)(3)(4)(5)NNY(6)n n8088各种中断源的优先权,实际上是指被识别出来的先后n n多种中断同时请求时,最先响应的则可能是单步中断或NMI中断现在学习的是第14页,共88页8.1.3 8088的中断向量表的中断向量表n n中断向量:中断服务程序的入口
11、地址(首地址)中断向量:中断服务程序的入口地址(首地址)n n逻辑地址含有段地址逻辑地址含有段地址CSCS和偏移地址和偏移地址IPIP(3232位)位)n n每个中断向量的低字是偏移地址、高字是段地址,需占用每个中断向量的低字是偏移地址、高字是段地址,需占用4 4个字个字节节n n80888088微处理器从物理地址微处理器从物理地址000H000H开始,依次安排各个中断向量,向开始,依次安排各个中断向量,向量号也从量号也从0 0开始开始n n256256个中断占用个中断占用1KB1KB区域,就形成区域,就形成中断向量表中断向量表向量号为向量号为N的中断向量的的中断向量的物理地址物理地址N4现在
12、学习的是第15页,共88页8.2 8.2 内部中断服务程序内部中断服务程序内部中断服务程序内部中断服务程序n n编写内部中断服务程序与编写子程序类似n n利用过程定义伪指令利用过程定义伪指令PROC/ENDPPROC/ENDPn n第第1 1条指令通常为开中断指令条指令通常为开中断指令STISTIn n最后用中断返回指令最后用中断返回指令IRETIRETn n通常采用寄存器传递参数通常采用寄存器传递参数n n主程序需要调用中断服务程序n n调用前,需要设置中断向量调用前,需要设置中断向量n n利用利用INT nINT n指令调用中断服务程序指令调用中断服务程序现在学习的是第16页,共88页例例
13、8.1 内部中断服务程序内部中断服务程序n n编写80H号中断服务程序n n功能:显示以“0”结尾字符串的功能n n利用显示器功能调用INT 10Hn n字符串缓冲区首地址为入口参数n nDS:DX(段地址:偏移地址)传递参数现在学习的是第17页,共88页数据段数据段数据段数据段intoffdw?intsegdw?intmsgdb A Instruction Interrupt!db 0dh,0ah,0例8.1以以“0”结尾结尾回车、换行回车、换行现在学习的是第18页,共88页保存中断向量保存中断向量保存中断向量保存中断向量mov ax,3580hint 21hmov intoff,bx;保存
14、偏移地址mov intseg,es;保存段基地址例8.1获取中断向量(获取中断向量(DOS功能调用功能调用INT 21H)功能号:功能号:AH35H入口参数:入口参数:AL中断向量号中断向量号出口参数:出口参数:ES:BX中断向量(段地址:偏移地址)中断向量(段地址:偏移地址)现在学习的是第19页,共88页设置中断向量设置中断向量设置中断向量设置中断向量push dsmov dx,offset new80hmov ax,seg new80hmov ds,axmov ax,2580hint 21hpop ds例8.1设置中断向量(设置中断向量(DOS功能调用功能调用INT 21H)功能号:功能号
15、:AH25H入口参数:入口参数:AL中断向量号中断向量号DS:DX中断向量(段地址:偏移地址)中断向量(段地址:偏移地址)现在学习的是第20页,共88页调用中断服务程序调用中断服务程序调用中断服务程序调用中断服务程序;设置入口参数:DS段地址(已设置)DX偏移地址mov dx,offset intmsgint 80h;调用80H中断服务程序例8.1A Instruction Interrupt!现在学习的是第21页,共88页;80H号内部中断服务程序:;显示字符串(以“0”结尾);入口参数:DS:DX缓冲器首地址new80hprocsti;开中断push ax;保护寄存器push bxpush
16、 si例8.1进入中断服务程序进入中断服务程序进入中断服务程序进入中断服务程序A Instruction Interrupt!现在学习的是第22页,共88页显示字符串显示字符串显示字符串显示字符串mov si,dxnew1:mov al,sicmp al,0jz new2mov bx,0mov ah,0ehint 10hinc sijmp new1例8.1A Instruction Interrupt!现在学习的是第23页,共88页退出中断服务程序退出中断服务程序退出中断服务程序退出中断服务程序new2:pop si;恢复寄存器pop bxpop axiret;中断返回new80hendp例8
17、.1A Instruction Interrupt!现在学习的是第24页,共88页主程序结束主程序结束主程序结束主程序结束mov dx,intoffmov ax,intsegmov ds,axmov ax,2580hint 21hmov ax,4c00hint 21h例8.1A Instruction Interrupt!现在学习的是第25页,共88页8.3 8259A8.3 8259A中断控制器中断控制器n nIntel 8259A是可编程中断控制器PICn n可用于管理Intel 8080/8085、8086/8088、80286/80386的可屏蔽中断n n8259A的基本功能n n一片
18、一片8259A8259A可以管理可以管理8 8级中断,可扩展至级中断,可扩展至6464级级n n每一级中断都可单独被屏蔽或允许每一级中断都可单独被屏蔽或允许n n在中断响应周期,可提供相应的中断向量号在中断响应周期,可提供相应的中断向量号n n8259A8259A设计有多种工作方式,可通过编程选择设计有多种工作方式,可通过编程选择现在学习的是第26页,共88页8.3.1 8259A8.3.1 8259A的内部结构和引脚的内部结构和引脚的内部结构和引脚的内部结构和引脚D7D0INTAINT中中断断请请求求寄寄存存器器中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器数据数据总线总线缓冲器缓冲器IR0IR7读读/写写控
19、制控制逻辑逻辑级联级联缓冲器缓冲器比较器比较器RDWRA0CSCAS0CSA1CAS2SP/EN优优先先权权判判别别电电路路中中断断服服务务寄寄存存器器控制逻辑控制逻辑现在学习的是第27页,共88页1.中断控制中断控制中断控制中断控制n n中断请求寄存器中断请求寄存器IRRIRRn n保存保存8 8条外界中断请求信号条外界中断请求信号IR0IR0IR7IR7的请求状态的请求状态n nDiDi位为位为1 1表示表示IRiIRi引脚有中断请求;为引脚有中断请求;为0 0表示无请求表示无请求n n中断服务寄存器中断服务寄存器ISRISRn n保存正在被保存正在被8259A8259A服务着的中断状态服
20、务着的中断状态n nDiDi位为位为1 1表示表示IRiIRi中断正在服务中;为中断正在服务中;为0 0表示没有被服务表示没有被服务n n中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMRIMRn n保存对中断请求信号保存对中断请求信号IRIR的屏蔽状态的屏蔽状态n nDiDi位为位为1 1表示表示IRiIRi中断被屏蔽(禁止);为中断被屏蔽(禁止);为0 0表示允许表示允许现在学习的是第28页,共88页2.与处理器接口与处理器接口与处理器接口与处理器接口 A A0 0 RD*WR*CS*RD*WR*CS*功能功能 0 1 0 00 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
21、1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1写入写入ICW1ICW1、OCW2OCW2和和OCW3OCW3写入写入ICW2ICW2ICW4ICW4和和OCW1OCW1读出读出IRRIRR、ISRISR和查询字和查询字读出读出IMRIMR数据总线高阻状态数据总线高阻状态数据总线高阻状态数据总线高阻状态现在学习的是第29页,共88页3.3.中断级连中断级连n n一个系统中,一个系统中,8259A8259A可以级连,有一个主可以级连,有一个主8259A8259A,若干个(最多,若干个(最多8 8个)从个)从8259A8259An n级连时,主级连时,主8259A8259A的三条级连
22、线的三条级连线CAS0CAS0CAS2CAS2作为输出线,连作为输出线,连至每个从至每个从8259A8259A的的CAS0CAS0CAS2CAS2n n每个从每个从8259A8259A的中断请求信号的中断请求信号INTINT,连至主,连至主8259A8259A的一个中断请的一个中断请求输入端求输入端IRIRn n主主8259A8259A的的INTINT线连至线连至CPUCPU的中断请求输入端的中断请求输入端n nSP*/EN*SP*/EN*在非缓冲方式下,规定该在非缓冲方式下,规定该8259A8259A是主片(是主片(SP*SP*1 1)还)还是从片(是从片(SP*SP*0 0)动画动画示例示
23、例现在学习的是第30页,共88页8.3.2 8259A8.3.2 8259A的中断过程的中断过程的中断过程的中断过程CAS0CAS2D0D7SP/ENIR0IR7CPU响应周期响应周期8259A工作波形工作波形INT第一个周期第一个周期T1 T2 T3 T4ALECLK 第二个周期第二个周期T1 T2 T3 T4第一个前保持为高电平第一个前保持为高电平 INTALOCK动画动画现在学习的是第31页,共88页8.3.3 8259A8.3.3 8259A的工作方式的工作方式的工作方式的工作方式普通全嵌套方式普通全嵌套方式特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式自动循环方式自动循环方式特殊循环方式特殊循环方式优
24、先权固定方式优先权固定方式优先权循环方式优先权循环方式设置优先权方式设置优先权方式普通中断结束方式普通中断结束方式特殊中断结束方式特殊中断结束方式自动中断结束方式自动中断结束方式非自动中断结束方式非自动中断结束方式结束中断处理方式结束中断处理方式屏蔽中断源方式屏蔽中断源方式普通屏蔽方式普通屏蔽方式特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式中断触发方式中断触发方式边沿触发方式边沿触发方式电平触发方式电平触发方式数据线连接方式数据线连接方式缓冲方式缓冲方式非缓冲方式非缓冲方式现在学习的是第32页,共88页1.设置优先权方式设置优先权方式n n普通全嵌套方式普通全嵌套方式n n8259A8259A的中断的中断优先权顺
25、序固定不变优先权顺序固定不变,从高到低依次为,从高到低依次为IR0IR0、IR1IR1、IR2IR2、IR7IR7n n中断请求后,中断请求后,8259A8259A对对当前请求中断中优先权最高的中断当前请求中断中优先权最高的中断IRiIRi予以予以响应响应,将其向量号送上数据总线,对应将其向量号送上数据总线,对应ISRISR的的DiDi位置位,至到中断结束(位置位,至到中断结束(ISRISR的的DiDi位复位)位复位)n n在在ISRISR的的DiDi位置位期间,位置位期间,禁止再发生同级和低级优先权的中断禁止再发生同级和低级优先权的中断,但允许高,但允许高级优先权中断的嵌套级优先权中断的嵌套
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