接口PPT课件第3章中断技术.ppt

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1、中断技术中断技术中断是计算机中一个重要且实用的技术。中断是计算机中一个重要且实用的技术。采用中断技术主要为解决两个问题采用中断技术主要为解决两个问题:1.在输入输出过程中在输入输出过程中,解决快速的解决快速的CPU与慢速与慢速的外设之间速度不匹配的问题，实现的外设之间速度不匹配的问题，实现CPU与外设与外设并行工作并行工作,提高提高CPU的利用率。的利用率。2.确保确保CPU在运行过程中具有实时响应和处在运行过程中具有实时响应和处理随机事件的能力。理随机事件的能力。1中断实例中断实例n每按一下键盘，就产生一个键盘中断，每按一下键盘，就产生一个键盘中断，CPU就要就要停下手边的工作来处理，记录下

2、来哪个键被按下停下手边的工作来处理，记录下来哪个键被按下了，如果按下这个键要对应某一个操作，就赶快了，如果按下这个键要对应某一个操作，就赶快先做这个操作，做完之后，才恢复刚才的工作。先做这个操作，做完之后，才恢复刚才的工作。对于接在串口上的对于接在串口上的MODEM也是一样，从电话线也是一样，从电话线上传来数据了，这个串口就会产生一个中断，上传来数据了，这个串口就会产生一个中断，CPU就要停下来，先将数据收下来，放到一个安就要停下来，先将数据收下来，放到一个安全的地方。我们能够一边写文章，一边从网上下全的地方。我们能够一边写文章，一边从网上下载数据，就全靠中断的正常工作。载数据，就全靠中断的正

3、常工作。2第第3 3章章 中断技术中断技术3.1中断及中断处理过程中断及中断处理过程3.2中断优先权中断优先权3.38086中断系统中断系统3.4可编程中断控制器可编程中断控制器8259A3.5中断程序设计中断程序设计33.1 中断及中断处理过程中断及中断处理过程3.1.1中断源及分类中断源及分类3.1.2中断处理过程中断处理过程4CPU在正常执行程序的在正常执行程序的过程中，由于某些事件过程中，由于某些事件(外部外部或内部或内部)发生，引起发生，引起CPU暂时暂时中止当前程序的执行，而转中止当前程序的执行，而转去执行一段特殊程序（称中去执行一段特殊程序（称中断服务子程序），以处理该断服务子程

4、序），以处理该事件。该事件处理完后，再事件。该事件处理完后，再返回原被中断的程序继续执返回原被中断的程序继续执行。行。一、中断一、中断CPU执行程序执行程序事件发生事件发生中中断断服服务务子子程程序序中断响应中断响应中断返回中断返回继继续续执执行行K:DK:处处理理事事件件断点断点3.1.1 中断源及分类中断源及分类5正在看书正在看书电话铃响电话铃响接电话接电话继续看书继续看书执行程序执行程序事件发生事件发生事件处理事件处理继续执行程序继续执行程序生活场景中生活场景中的中断的中断计算机中计算机中的中断的中断对比对比6中断源：中断源：能够向能够向CPU发出中断请求的设备或事件。发出中断请求的设备

5、或事件。1.外部中断源外部中断源 一般的一般的I/O设备，如显示器、打印机、键盘等。设备，如显示器、打印机、键盘等。数据通道中断源，如磁盘直接与内存交换数据所要数据通道中断源，如磁盘直接与内存交换数据所要求的中断。求的中断。实时时钟，如外部所需的定时电路等实时时钟，如外部所需的定时电路等 计算机内部故障引起的中断，如电源掉电、存储出计算机内部故障引起的中断，如电源掉电、存储出错等。错等。二、中断源二、中断源3.1.1 中断源及分类中断源及分类72.内部中断源内部中断源CPU指令执行异常。如运算结果溢出、除法错指令执行异常。如运算结果溢出、除法错等。等。在程序调试过程中由程序员所设置的中断。如在

6、程序调试过程中由程序员所设置的中断。如单步中断、软中断指令单步中断、软中断指令INTn等。等。微机系统中，中断分为微机系统中，中断分为内部中断和外部中断内部中断和外部中断两两大类。大类。3.1.1 中断源及分类中断源及分类8中断系统应具有以下功能中断系统应具有以下功能:1.1.能实现中断响应、中断服务和中断返回能实现中断响应、中断服务和中断返回 2.2.能实现中断优先级排队能实现中断优先级排队 3.3.能实现中断嵌套能实现中断嵌套3.1.1 中断源及分类中断源及分类93.1.2 中断处理过程中断处理过程一个完整的中断处理过程包括：一个完整的中断处理过程包括：1.中断请求中断请求2.中断优先级的

7、判别（中断判优）中断优先级的判别（中断判优）3.中断响应中断响应4.中断处理中断处理5.中断返回中断返回10中断中断请求请求中断响应中断响应中断处理中断处理中断返回（断点恢复）中断返回（断点恢复）注意：中断过程由硬件和软件共同实现的。注意：中断过程由硬件和软件共同实现的。识别中断源识别中断源禁止中断禁止中断保护断点保护断点并并进入中断子进入中断子程序程序保护现场保护现场（开启中断以实现（开启中断以实现中断嵌套中断嵌套STI）中断服务中断服务（关中断（关中断CLI）恢复现场恢复现场中断中断判优判优3.1.2 中断处理过程中断处理过程11n确定中断优先级的方法确定中断优先级的方法1.软件排优：软件

8、排优：由由硬件电路硬件电路和和软件查询软件查询程序配合起来才能程序配合起来才能实现优先级的排队。各中断源的优先权由软件安排，实现优先级的排队。各中断源的优先权由软件安排，与硬件关系不大。与硬件关系不大。2.硬件排优：硬件排优：用专门的硬件电路或中断控制器对各中断用专门的硬件电路或中断控制器对各中断源的优先权进行安排。如源的优先权进行安排。如菊花链电路菊花链电路、可编程中断控可编程中断控制器制器（如（如8259A）3.2 3.2 中断优先权中断优先权123.3 80X863.3 80X86中断系统中断系统硬件中断硬件中断（外部中断）（外部中断）软件中断软件中断（内部中断）（内部中断）除法错中断除

9、法错中断溢出中断溢出中断断点中断断点中断单步中断单步中断软件中断软件中断非屏蔽中断非屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断中断分类中断分类中断类型码中断类型码133.3 80X863.3 80X86中断系统中断系统3.3.180X86中断结构中断结构NMIINTR中断逻辑中断逻辑软件中断软件中断INT nINT n溢出中断溢出中断除法错中断除法错中断单步中断单步中断非屏蔽中断非屏蔽中断中断控中断控制器制器8259A断点中断断点中断n40312定时器定时器键盘键盘保留保留串行通信接口串行通信接口串行通信接口串行通信接口硬盘硬盘打印机打印机软盘软盘可可屏屏蔽蔽中中断断IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR

10、6IR7内部中断内部中断外部中断外部中断80X86中断结构图中断结构图外部硬件设备引起的外部硬件设备引起的中断，又称硬件中断。中断，又称硬件中断。又称软件中断又称软件中断CPU根据软件的根据软件的某些指令或者软件对标志寄存器某某些指令或者软件对标志寄存器某个标志位的设置而产生的，与外部个标志位的设置而产生的，与外部中断电路完全无关。中断电路完全无关。148086的中断源分类的中断源分类一、外部中断一、外部中断8086CPU提供两条引脚提供两条引脚INTR、NMI接受中断请求接受中断请求信号信号从从NMI引脚进入的中断引脚进入的中断非屏蔽中断非屏蔽中断从从INTR引脚进入的中断引脚进入的中断可屏

11、蔽中断可屏蔽中断8086CPUNMIINTR非屏蔽中断请求输入端非屏蔽中断请求输入端可屏蔽中断请求输入端可屏蔽中断请求输入端INTA中断响应信号输出端中断响应信号输出端151.非屏蔽中断（非屏蔽中断（NMI中断）中断）中断类型码中断类型码2上升沿触发申请中断上升沿触发申请中断不不受受中中断断允允许许标标志志IF的的控控制制与与影影响响（即即不不可可屏屏蔽蔽），一一旦旦NMI引引脚脚出出现现中中断断请请求求，CPU在在当当前前指指令令执执行行完完后，必须立即响应。后，必须立即响应。由由计计算算机机内内部部硬硬件件出出错错而而引引发发，一一般般用用于于处处理理紧紧急急事事件件。如如：PC机机中中内

12、内存存奇奇偶偶校校验验出出错错和和系系统统主主要要故故障障（如电源断电等）。（如电源断电等）。8086CPUNMI8086的中断源分类的中断源分类162.可屏蔽中断（可屏蔽中断（INTR中断）中断）外设申请的中断外设申请的中断电平触发电平触发受中断允许标志受中断允许标志IF控制控制8086CPUINTRINTA8086的中断源分类的中断源分类IF=1（STI），开中断，允许响应），开中断，允许响应INTR中断中断IF=0(CLI)，关中断，禁止响应，关中断，禁止响应INTR中断中断当外设对当外设对CPU有服务请求，会向有服务请求，会向INTR发来一个发来一个高电平信号，并且高电平信号，并且IF

13、=1时，时，CPU在当前指令执在当前指令执行完后，响应可屏蔽中断。行完后，响应可屏蔽中断。178086CPU只有一个可屏蔽中断请求输入引脚，只有一个可屏蔽中断请求输入引脚，8086中断系中断系统设计中断控制器统设计中断控制器(8259A)管理各种外设提出的中断请求。所有管理各种外设提出的中断请求。所有外设的中断请求信号都可送至外设的中断请求信号都可送至8259A的中断请求输入端的中断请求输入端IRQ0IRQ7任何一个，任何一个，8259A选择其中优先级最高的中断请求，送至选择其中优先级最高的中断请求，送至CPU的的INTR引脚，向引脚，向CPU申请可屏蔽中断。申请可屏蔽中断。可屏蔽中断源的中断

14、类型码由可屏蔽中断源的中断类型码由8259A提供。提供。INTRINTA8086CPUINTINTA8259AIRQ0IRQ1IRQ2IRQ7可屏蔽可屏蔽中断请求中断请求输入端输入端8259A可对多个可屏蔽中断源可对多个可屏蔽中断源进行优先级控制，一片进行优先级控制，一片8259A可管理可管理8级可屏蔽中断。级可屏蔽中断。18n286以上系统使用两片以上系统使用两片8259A级联管理级联管理15级可屏蔽中断。级可屏蔽中断。比较常见的分配方式：比较常见的分配方式：IRQ0 系统定时器系统定时器IRQ1 键盘键盘IRQ2 可编程中断控制器可编程中断控制器8259AIRQ3 COM2（串口）（串口）

15、IRQ4 COM1（串口）（串口）IRQ6 软盘控制器软盘控制器IRQ7 并行口并行口LPT1IRQ8 系统系统CMOS/实时钟实时钟IRQ12 PS/2鼠标鼠标IRQ13 数学协处理器数学协处理器IRQ14 第一第一IDE控制器（硬盘）控制器（硬盘）IRQ15 第二第二IDE控制器控制器（CDROM）IRQ5 可用可用 （如声卡）（如声卡）IRQ9 可用可用 （如网卡）（如网卡）IRQ10 可用可用 （如（如USB）IRQ11 可用可用 （如（如SCSI主适配器）主适配器）PC机机外部中断外部中断分配分配可以给用户可以给用户的新添设备的新添设备使用使用系统系统隐含隐含要想计算机正常工作，要想

16、计算机正常工作，必须把中断合理分配必须把中断合理分配给外设，让它们没有给外设，让它们没有冲突。冲突。Win98以上的操作系以上的操作系统已支持统已支持PNP“即插即插即用即用”技术，它可以技术，它可以将中断进行自动分配，将中断进行自动分配，简化用户操作。简化用户操作。19二、内部中断二、内部中断不不需需要要外外部部硬硬件件支支持持，不不受受中中断断标标志志IF的的影影响响，中断类型码或包含在指令中，或预先规定。中断类型码或包含在指令中，或预先规定。8086/8088内部中断有以下内部中断有以下5种：种：n除法出错中断除法出错中断n断点中断断点中断n单步中断单步中断n溢出中断溢出中断n软件中断软

17、件中断8086的中断源分类的中断源分类208086的中断源分类的中断源分类1.除法出错中断除法出错中断类型码类型码0，CPU执行除法指令时，除数为执行除法指令时，除数为0或商或商溢出（超出规定范围，寄存器不能存放）时产生。溢出（超出规定范围，寄存器不能存放）时产生。2.溢出中断溢出中断类型码类型码4，执行执行INTO指令，且指令，且OF=1时产生。时产生。常放在带符号数加减指令后，可对溢出及时告警。常放在带符号数加减指令后，可对溢出及时告警。218086的中断源分类的中断源分类3.断点中断断点中断类型码类型码3，执行指令，执行指令INT3时产生。用于程序调时产生。用于程序调试时设置断点。试时设

18、置断点。利用断点中断的中断处理程序可进行某些特殊利用断点中断的中断处理程序可进行某些特殊处理，如显示有关寄存器或存储单元内容。断处理，如显示有关寄存器或存储单元内容。断点中断也是一种调试程序的方法。点中断也是一种调试程序的方法。228086的中断源分类的中断源分类4.单步中断单步中断类型码类型码1，TF=1时产生（当前指令需执行完）。时产生（当前指令需执行完）。用于调试程序，跟踪程序执行过程。用于调试程序，跟踪程序执行过程。单步中断的中断处理程序可显示单步中断的中断处理程序可显示CPU执行完当前指令后，执行完当前指令后，各个寄存器及有关存储单元内容。利用单步中断可一条一各个寄存器及有关存储单元

19、内容。利用单步中断可一条一条指令地跟踪程序的流程，观察条指令地跟踪程序的流程，观察CPU执行指令后，各个寄执行指令后，各个寄存器及有关存储单元内容的变化，从而指出和确定程序出存器及有关存储单元内容的变化，从而指出和确定程序出错的地方和产生错误的原因。单步中断是一种调试程序的错的地方和产生错误的原因。单步中断是一种调试程序的方法，用方法，用T命令也可实现。命令也可实现。238086的中断源分类的中断源分类说明：说明：1.处理中断时，处理中断时，CPU把标志寄存器压栈，清除把标志寄存器压栈，清除TF和和IF。当当CPU进入单步处理程序时，不再处于单步工作方式，进入单步处理程序时，不再处于单步工作方

20、式，单步工作方式结束时，恢复原标志，单步工作方式结束时，恢复原标志，CPU返回单步方返回单步方式。式。2.80X86中没有设置或清除中没有设置或清除TF的指令。的指令。PUSHFPOPAXORAX,0100HPUSHAXPOPF248086的中断源分类的中断源分类5.软中断软中断由设置在程序中的由设置在程序中的INTn指令产生（指令产生（n类型码类型码)PC机机中中，用用不不同同类类型型码码编编成成标标准准中中断断服服务务子子程程序序，用用户户可可使使用用INTn调调用用。因因此此软软件件中中断断相相当当于于调调用用子程序。子程序。主主要要用用于于实实现现ROMBIOS中中断断、DOS中中断断

21、调调用用、用户自定义中断。用户自定义中断。25内部中断内部中断（除法错中断、溢出（除法错中断、溢出中断、断点中断、中断、断点中断、软件中断）软件中断）NMI中断中断INTR中断中断单步中断单步中断8086中断源优先级顺序中断源优先级顺序优优先先级级由由高高至至低低对同时产生的中断：对同时产生的中断：首先处理优先级别较高首先处理优先级别较高的中断；若优先级别相的中断；若优先级别相同，则按先来先服务的同，则按先来先服务的原则处理；原则处理；对非同时产生的中断：对非同时产生的中断：允许低优先级别的中断允许低优先级别的中断处理程序被高优先级别处理程序被高优先级别的中断源所中断的中断源所中断中中断嵌套。

22、断嵌套。263.3.2 中断向量表中断向量表中断向量中断向量中断服务程序的中断服务程序的入口地址入口地址。段地址和偏移地址段地址和偏移地址每个每个每个每个中断处理程序中断处理程序中断处理程序中断处理程序都有一个都有一个都有一个都有一个唯一唯一唯一唯一的的的的中断向量中断向量中断向量中断向量。INT_PROCPROCPUSHDXPUSHAXIRETINT_PROCENDPINC_PROCPUSH DXPUSH AXIRET中断服务程序中断服务程序入口地址入口地址27u在内存的在内存的00000H003FFH地址范地址范围内围内，大小为，大小为1KB。中断向量地址中断向量地址 类型类型0中断向量中

23、断向量00000H类型类型1中断向量中断向量00008H00004H段地址段地址偏移地址偏移地址003FFH类型类型2中断向量中断向量FFFFFH类型类型255中断向量中断向量003FCH内存内存3.3.2 中断向量表中断向量表IVTu按中断类型码从小到大顺序依次按中断类型码从小到大顺序依次存放各类中断（存放各类中断（256种）的中断种）的中断向量（中断服务程序入口地址）。向量（中断服务程序入口地址）。u每个中断向量占用每个中断向量占用4 Bytes，低字为段内偏移地址（低字为段内偏移地址（IP），），高字为段基址（高字为段基址（CS）。）。u中断类型码中断类型码与中断向量地址的与中断向量地址

24、的关系关系:设某类中断的设某类中断的中断类型码中断类型码为为n 中断向量在中断向量在IVT中的存放地中的存放地址（向量地址）址（向量地址）4n28IP中断类型码与中断向量所在位置（中断向量地址指针）中断类型码与中断向量所在位置（中断向量地址指针）之间的对应关系为：之间的对应关系为：中断向量地址指针中断向量地址指针=4*中断类型码中断类型码CS5 5个个2727个个224224个个3FC294 n向量地址向量地址CPU获得中断类型码后，如何转去执行相应获得中断类型码后，如何转去执行相应 的中断服的中断服务程序？务程序？入口地址的入口地址的偏移地址偏移地址入口地址的入口地址的段基址段基址IPCS假

25、设假设CPU响应中断类型码为响应中断类型码为n的中断的中断由于所有中断服务程序的入口地址都放在中断向量表中，首由于所有中断服务程序的入口地址都放在中断向量表中，首先需将类型码转换为向量地址先需将类型码转换为向量地址即可转入相应中断服务程序执行。即可转入相应中断服务程序执行。查表取得中断向量查表取得中断向量字单元（字单元（4n，4n+1）字单元（字单元（4n+2，4n+3）3.3.2 中断向量表中断向量表30例、例、某系统中键盘中断的类型码为某系统中键盘中断的类型码为09H，试问其对，试问其对应中断服务程序的入口地址？应中断服务程序的入口地址？1）中断向量的存放地址）中断向量的存放地址由由4 n

26、=4 9=36=24H知知中断向量存放在中断向量存放在存储器中存储器中从从0000：0024H开始的开始的4个单元中，个单元中，即即0024H0027H单元。单元。40H30H20H10H0024H0025H0026H0027H存储器 IPIP CSCS2）由右图知）由右图知键盘中断的中断处理程序的键盘中断的中断处理程序的入口地址为入口地址为40304030：2010H2010H即可转入键盘中断服务程序执行。即可转入键盘中断服务程序执行。31CPU获取中断类型码的方法获取中断类型码的方法n外部外部INTR中断中断8259A提供提供n内部中断（除法出错、单步中断、溢出中断、内部中断（除法出错、单

27、步中断、溢出中断、断点中断）、外部断点中断）、外部NMI中断中断其中断类型码是固定值，由系统直接通过内部其中断类型码是固定值，由系统直接通过内部硬件电路自动提供。硬件电路自动提供。n软中断软中断INTn中断类型码中断类型码n在指令在指令INTn的机器码中提供的机器码中提供323.3.3 中断向量表的建立中断向量表的建立INT_TBLSEGMENTAT0ORG N*4DDINT_ICEINT_TBLENDSMCMODESEGMENT；主程序主程序INT_ICEPROCFAR；中断服务程序；中断服务程序IRETAT表达式表达式本逻辑段根据表达式求值的本逻辑段根据表达式求值的结果定位段基址。结果定位

28、段基址。AT8A00H：表示本段的段基址为：表示本段的段基址为8A00HORG指定偏移地址指定偏移地址1.绝对地址装入绝对地址装入332.使用串指令装入使用串指令装入CLI；禁止中断；禁止中断MOVAX，0MOVES，AXMOVDI，4*N；置矢量表段地址；置矢量表段地址MOVAX，OFFSETINT_ICE；置矢量表偏移地址；置矢量表偏移地址CLDSTOSWMOVAX，SEGINT_ICE；中断服务程序段地址；中断服务程序段地址STOSWSTI3.3.3 中断向量表的建立中断向量表的建立343.使用使用DOS调用调用利用利用DOS中中21H中断的中断的25H号功能设置中断向量号功能设置中断向

29、量要求：要求：入口参数：入口参数：AL=中断类型号中断类型号DS:DX=中断服务程序入口首地址中断服务程序入口首地址（段地址：偏移地址）（段地址：偏移地址）AH=25H(功能号功能号)3.3.3 中断向量表的建立中断向量表的建立35PUSHDSMOVDX，SEGINT60HMOVDS，DXMOVDX，OFFSETINT60HMOVAL，60HMOVAH，25HINT21HPOPDS3.3.3 中断向量表的建立中断向量表的建立363.3.3 中断向量表的建立中断向量表的建立如果用户想修改某一中断服务程序的首地址，应将如果用户想修改某一中断服务程序的首地址，应将原有的中断服务程序入口地址用原有的中

30、断服务程序入口地址用DOS中中21H中断中断的的35H号功能取出中断向量保存。当从用户程序中号功能取出中断向量保存。当从用户程序中退出时，再用退出时，再用25H功能恢复。功能恢复。要求：要求：入口参数入口参数AL=中断类型号中断类型号AH=35H(功能号功能号)出口参数出口参数ES:BX=当前中断服务程序的入口当前中断服务程序的入口首地址（段地址：偏移地址）首地址（段地址：偏移地址）373.3.3 中断向量表的建立中断向量表的建立取中断向量：取中断向量：功能号功能号=35H AL=中断类型号中断类型号 ES:BX=入口地址入口地址 置中断向量：置中断向量：功能号功能号=25H AL=中断类型号

31、中断类型号 DS:DX=入口地址入口地址383.3.3 中断向量表的建立中断向量表的建立例：将例：将0号中断的中断服务程序的入口地址取出号中断的中断服务程序的入口地址取出MOVAH，35HMOVAL，0INT21HMOVINTOSEG，ESMOVINTOFF，BXINTOSEGDW?INTOFFDW?393.3.3 中断向量表的建立中断向量表的建立4.直接装入法直接装入法设外设的中断类型号为设外设的中断类型号为6BH，则对应的中断向量表地址，则对应的中断向量表地址为为6BH 4=01ACH设中断服务程序地址设中断服务程序地址=1000:2000XORAX，AXMOVDS，AXMOVAX，200

32、0HMOVWORDPTR01ACH，AXMOVAX，1000HMOVWORDPTR01ACH+2，AX403.3.4 中断响应过程中断响应过程1.内部中断响应过程内部中断响应过程如何获取相应的中断类型码如何获取相应的中断类型码专用中断：中断类型码是自动形成的。专用中断：中断类型码是自动形成的。几种类型码为：类型几种类型码为：类型0、1、3、4。对于对于INTn指令，其类型码为指令中给定的指令，其类型码为指令中给定的n。413.3.4 中断响应过程中断响应过程取得了类型码后的处理过程：取得了类型码后的处理过程：类型码类型码*4向量表指针。向量表指针。标志寄存器标志寄存器FR入栈，保护各个标志。入

33、栈，保护各个标志。清除清除IF和和TF标志，屏蔽新的标志，屏蔽新的INTR中断和单步中断。中断和单步中断。保存断点（断点处保存断点（断点处IP和和CS压栈，先压压栈，先压CS后压后压IP）。）。从从中中断断向向量量表表中中取取出出中中断断服服务务程程序序入入口口地地址址分分别别送送入入IP和和CS中。中。按新的地址执行中断服务程序。按新的地址执行中断服务程序。423.3.4 中断响应过程中断响应过程内部中断的特点：内部中断的特点：中断类型码的获得与外部无关。中断类型码的获得与外部无关。除单步中断外，内部中断无法用软件禁止，不受除单步中断外，内部中断无法用软件禁止，不受IF的影响。的影响。没用随

34、机性。没用随机性。433.3.4 中断响应过程中断响应过程2.外部中断的响应过程外部中断的响应过程（1）非屏蔽中断响应）非屏蔽中断响应自动提供中断类型号自动提供中断类型号2，然后查找中断向量表指，然后查找中断向量表指针，其后的处理与内部中断一样。针，其后的处理与内部中断一样。443.3.4 中断响应过程中断响应过程（2）可屏蔽中断响应）可屏蔽中断响应当当INTR信号有效，如果信号有效，如果IF=1，则，则CPU执行完一条指执行完一条指令后，进入可屏蔽中断响应周期。在令后，进入可屏蔽中断响应周期。在中断响应周中断响应周期期中中CPU从数据线中获取中断类型码。从数据线中获取中断类型码。453.3.

35、4 中断响应过程中断响应过程可屏蔽中断响应时，可屏蔽中断响应时，CPU执行了执行了7个总线周期个总线周期执行第一个执行第一个INTA周期。周期。执行第二个执行第二个INTA周期，被响应的外设通过周期，被响应的外设通过D0D7的的8位数据线提供中断类型码位数据线提供中断类型码n（由（由8259A提供），提供），CPU接到接到类型码后，将它左移两位，形成向量表指针存入暂存器。类型码后，将它左移两位，形成向量表指针存入暂存器。执行一个总线写周期，把执行一个总线写周期，把FR压栈。同时压栈。同时IF和和TF为为0，以，以禁止中断响应过程中，其他可屏蔽中断的进入，同时也禁止中断响应过程中，其他可屏蔽中断

36、的进入，同时也禁止了中断过程中出现单步中断。禁止了中断过程中出现单步中断。463.3.4 中断响应过程中断响应过程执行一个总线写周期，执行一个总线写周期，CS压栈。压栈。执行一个总线写周期，执行一个总线写周期，IP压栈。压栈。执行一个总线读周期，从中断向量表中取出中断执行一个总线读周期，从中断向量表中取出中断服务程序入口地址的偏移量送服务程序入口地址的偏移量送IP中。中。执行一个总线读周期，从中断向量表中取出中断执行一个总线读周期，从中断向量表中取出中断服务程序入口地址的段值送服务程序入口地址的段值送CS。对对于于非非屏屏蔽蔽与与软软中中断断跳跳过过第第、步步，从从第第步步开始执行到第开始执行

37、到第步。步。473.3.4 中断响应过程中断响应过程各类中断的优先权顺序（从高到低）各类中断的优先权顺序（从高到低）内部中断内部中断（除法错中断、溢出中断、断点中断、软件中断）（除法错中断、溢出中断、断点中断、软件中断）NMI中断中断INTR中断中断单步中断单步中断483.3.4 中断响应过程中断响应过程NYNYNNNNNYY执行当前指令执行当前指令执行完执行完否否?IF=1?内部中内部中断断?NMI?INTR?TF=1?类型码类型码类型码类型码类型码类型码中断响中断响应应，读类，读类型码型码FLAG入栈入栈TEMPTFIF=TF=0当前当前CS、IP入栈入栈根据类型码计算中断向量地址根据类型

38、码计算中断向量地址高字高字CS低字低字IP执行中断执行中断服务程序服务程序NMI?转入中断处理程序转入中断处理程序弹出弹出CS和和IP弹出弹出FLAGS返回被中断返回被中断的程序的程序YYYYNIRET指令的指令的操作操作STITEMP=1?执行下一条指令执行下一条指令IF清清0：暂时屏蔽其他可屏蔽中：暂时屏蔽其他可屏蔽中断，以防止在没有完成此次中断，以防止在没有完成此次中断前又被另一个中断所打扰。断前又被另一个中断所打扰。TF清清0：避免：避免CPU以单步方式执以单步方式执行中断服务程序。行中断服务程序。重新开放外部可屏蔽中断。重新开放外部可屏蔽中断。493.4.1中断控制器中断控制器825

39、9A3.4.28259A的工作方式的工作方式3.4.38259A的命令字及其编程的命令字及其编程3.4.48259A的应用举例的应用举例3.4 3.4 可编程中断控制器可编程中断控制器8259A8259A5051n 中断服务寄中断服务寄存器存器ISR 保存所有正在保存所有正在被服务的中断信被服务的中断信号。某位号。某位=1表表示对应的示对应的IRi中断中断请求正在被服务，请求正在被服务，服务完后该位置服务完后该位置0。8259A的功能：的功能：接收、屏蔽、接收、屏蔽、判优和传递判优和传递外设的可屏蔽外设的可屏蔽中断请求，并中断请求，并在收到在收到CPU的的响应信号后，响应信号后，向向CPU送出

40、中送出中断类型码。断类型码。3.4.1 中断控制器中断控制器8259A的内部结构的内部结构n 中断请求寄中断请求寄存器存器IRR 保存从保存从IR0IR7来的中断请求来的中断请求信号，某位信号，某位=1表表示对应的示对应的IRi有中断有中断请求请求 n 优先权判别优先权判别器器PR 若多个中断若多个中断请求使请求使IRR中中某些位同时置某些位同时置1，PR负责判断负责判断和选择其中优和选择其中优先级最高的中先级最高的中断请求，并在断请求，并在第一个第一个INTA送送入入ISR对应位对应位的中断类型码。的中断类型码。n 中断屏蔽寄中断屏蔽寄存器存器IMR 存放被屏蔽存放被屏蔽的中断请求。的中断请

41、求。某位某位=1表示对表示对应的应的IRi中断被中断被屏蔽。屏蔽。数据数据总线总线缓冲缓冲器器读读/写写控制控制逻辑逻辑级联级联/缓冲缓冲比较比较器器523.4.1 8259A的内部结构的内部结构1.数据总线缓冲器数据总线缓冲器数据总线缓冲器用于数据总线缓冲器用于8259A与与CPU交换数据信息交换数据信息的接口，通过数据总线的接口，通过数据总线D7D0把把CPU传送给传送给8259A的初始化控制字和操作命令字接收下来，的初始化控制字和操作命令字接收下来，再通过再通过8259A的内部总线传送到相应的寄存器的内部总线传送到相应的寄存器中，也用来把中，也用来把8259A的状态通过数据总线的状态通过

42、数据总线D7D0传送至传送至CPU。533.4.1 8259A的内部结构的内部结构2.读读/写逻辑写逻辑是是8259A与与CPU进行控制信息交换的接口。进行控制信息交换的接口。CS：片选信号线。：片选信号线。一般接到译码电路的输出端，作一般接到译码电路的输出端，作为为8259A芯片的选通信号。芯片的选通信号。RD、WR：读、写信号线。：读、写信号线。当读信号有效时，通知当读信号有效时，通知8259A将某个寄存器的内容送到数据总线上。将某个寄存器的内容送到数据总线上。当写信号有效时，通知当写信号有效时，通知8259A从数据总线上接从数据总线上接收数据。收数据。543.4.1 8259A的内部结构

43、的内部结构A0：奇：奇/偶地址选择信号线。偶地址选择信号线。每片每片8259A有两个有两个I/O端口端口地址（奇地址和偶地址）来选择内部不同的寄存器。地址（奇地址和偶地址）来选择内部不同的寄存器。因为因为8259A是是8位接口芯片，当位接口芯片，当8259A与与16位位8086CPU相相连时，存在对偶地址访问时，数据流在低连时，存在对偶地址访问时，数据流在低8位数据总线位数据总线上有效；对奇地址访问时，数据流在高上有效；对奇地址访问时，数据流在高8位数据总线上位数据总线上有效的问题。有效的问题。当当8259A的的8位数据线与位数据线与8086CPU系统的低系统的低8位数据线相位数据线相连时，必

44、须保证连时，必须保证CPU输出访问输出访问8259A的地址都为偶地的地址都为偶地址，址，这就要求这就要求8259A的的A0线与线与CPU的的A1线线相连，实现相连，实现CPU用数据总线的低用数据总线的低8位和位和8259A交换数据。交换数据。553.4.1 8259A的内部结构的内部结构563.4.1 8259A的内部结构的内部结构573.4.1 8259A的内部结构的内部结构3.级连缓冲比较器级连缓冲比较器用于多块用于多块8259A的连接。的连接。与与CPU相连的相连的8259A叫主叫主8259A，与主，与主8259A相连的相连的8259A叫从叫从8259A。CAS2CAS0：级连信号线。：

45、级连信号线。对于主对于主8259A这三条线为输出，这三条线为输出，对于从对于从8259A这三条线为输入。这三条线为输入。SP/EN：此信号线为双向，作用有二：当为输入时，用来此信号线为双向，作用有二：当为输入时，用来决定本片是主片还是从片，决定本片是主片还是从片，SP/EN=1，该片为主片，该片为主片，SP/EN=0，该片为从片；当为输出时，该片为从片；当为输出时，SP/EN可作为启可作为启动数据总线驱动器的启动信号。动数据总线驱动器的启动信号。583.4.1 8259A的内部结构的内部结构4.控制电路控制电路作用：一是向作用：一是向CPU通过通过INT线发中断申请；二是接线发中断申请；二是接

46、收来自收来自CPU输出的中断响应信号输出的中断响应信号INTA。INTA信号使中断服务器的相应位置信号使中断服务器的相应位置1，表示，表示CPU将要将要执行该中断源的中断服务程序，并使中断申请执行该中断源的中断服务程序，并使中断申请寄存器相应位置寄存器相应位置0，避免该中断源一次中断申请，避免该中断源一次中断申请产生两次或两次以上的中断。产生两次或两次以上的中断。598259A的工作过程的工作过程数据数据总线总线缓冲缓冲器器读读/写写控制控制逻辑逻辑级联级联/缓冲缓冲比较比较器器(1)当有一个或多个中断源申请中断当有一个或多个中断源申请中断时，通过时，通过IR7IR0输入给输入给8259A，使

47、中断请求寄存器使中断请求寄存器IRR相应位置相应位置1。(2)当对中断源的中断申请不屏当对中断源的中断申请不屏蔽的情况下，中断申请信号转发蔽的情况下，中断申请信号转发给优先级判别器。给优先级判别器。(3)PR根据根据IRR的内的内容决定处理哪个中容决定处理哪个中断源申请的中断，断源申请的中断，再根据再根据ISR的内容的内容决定决定CPU正响应哪正响应哪一级中断源，经过一级中断源，经过优先级判别决定该优先级判别决定该中断源是否高于中断源是否高于CPU正在服务的中正在服务的中断源，若高于，通断源，若高于，通过控制逻辑的过控制逻辑的INT线向线向CPU申请中断。申请中断。(4)若若CPU处于开中处于

48、开中断状态断状态(IF=1)，则在，则在当前指令执行完后，当前指令执行完后，进入中断服务程序，进入中断服务程序，并用并用INTA信号作为响信号作为响应中断的回答信号。应中断的回答信号。(5)8259A接收到接收到INTA信号后，信号后，ISR相应位置相应位置1，使中断请求寄存器，使中断请求寄存器IRR的相应位置的相应位置0。(6)CPU启动另一个中断响应周启动另一个中断响应周期，输出另一个期，输出另一个INTA脉冲。这时脉冲。这时8259A通过数据总线向通过数据总线向CPU输出输出中断申请源的中断类型号，以便中断申请源的中断类型号，以便CPU转入中断服务程序。转入中断服务程序。(7)若若825

49、9A工作在工作在AEOI模式（自动模式（自动结束方式），在第二个结束方式），在第二个INTA脉冲结脉冲结束时，使中断源在束时，使中断源在ISR中的相应位置中的相应位置0；否则，直至中断服务程序结束，发；否则，直至中断服务程序结束，发出出EOI命令，才使命令，才使ISR中的相应位复中的相应位复位。位。60(1)当有一个或多个中断源申请中断时，通过当有一个或多个中断源申请中断时，通过IR7IR0输输入给入给8259A，使中断请求寄存器，使中断请求寄存器IRR相应位置相应位置1。(2)当对中断源的中断申请不屏蔽的情况下，向中断控制当对中断源的中断申请不屏蔽的情况下，向中断控制器发中断申请信号，中断控

50、制器把该信号转发给优先器发中断申请信号，中断控制器把该信号转发给优先级判别器。级判别器。(3)优先级判别器根据中断申请寄存器的内容决定处理哪优先级判别器根据中断申请寄存器的内容决定处理哪个中断源申请的中断，再根据中断服务寄存器的内容个中断源申请的中断，再根据中断服务寄存器的内容决定决定CPU正响应哪一级中断源，经过优先级判别决定正响应哪一级中断源，经过优先级判别决定该中断源是否高于该中断源是否高于CPU正在服务的中断源，若高于，正在服务的中断源，若高于，通过控制逻辑的通过控制逻辑的INT线向线向CPU申请中断。申请中断。8259A的工作过程的工作过程61(4)若若CPU处于开中断状态，则在当前