微機(jī)原理中斷技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-05-11 01:22 本頁(yè)面
【正文】 第 7章 輸入 /輸出與中斷 中 斷 技 術(shù) 中斷的基本概念 1． 中斷的定義 在 CPU執(zhí)行程序的過(guò)程中 ， 出現(xiàn)了某種緊急或異常的事件(中斷請(qǐng)求 )， CPU需暫停正在執(zhí)行的程序 ， 轉(zhuǎn)去處理該事件 (執(zhí)行中斷服務(wù)程序 )， 并在處理完畢后返回?cái)帱c(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行被暫停的程序 ， 這一過(guò)程稱(chēng)為中斷 。 斷點(diǎn)處是指返回主程序時(shí)執(zhí)行的第一條指令的地址 。 中斷過(guò)程如圖 。 為實(shí)現(xiàn)中斷功能而設(shè)置的硬件電路和與之相應(yīng)的軟件 ， 稱(chēng)為中斷系統(tǒng) 。 第 7章 輸入 /輸出與中斷 圖 中斷過(guò)程示意圖 繼續(xù)執(zhí)行斷點(diǎn)主程序中斷服務(wù)程序有中斷請(qǐng)求中斷處理返回?cái)帱c(diǎn)第 7章 輸入 /輸出與中斷 2． 中斷源 任何能夠引發(fā)中斷的事件都稱(chēng)為中斷源 ， 可分為 硬件中斷源和軟件中斷源兩類(lèi) 。 硬件中斷源主要包括外設(shè) (如鍵盤(pán) 、 打印機(jī)等 )、 數(shù)據(jù)通道 (如磁盤(pán)機(jī) 、 磁帶機(jī)等 )、 時(shí)鐘電路 (如定時(shí)計(jì)數(shù)器8253)和故障源 (如電源掉電 )等；軟件中斷源主要包括為調(diào)試程序設(shè)置的中斷 (如斷點(diǎn) 、 單步執(zhí)行等 )、 中斷指令 (如 INT 21H等 )以及指令執(zhí)行過(guò)程出錯(cuò) (如除法運(yùn)算時(shí)除數(shù)為零 )等 。 第 7章 輸入 /輸出與中斷 3． 中斷處理過(guò)程 對(duì)于一個(gè)中斷源的中斷處理過(guò)程應(yīng)包括以下幾個(gè)步驟 ， 即中斷請(qǐng)求 、 中斷響應(yīng) 、 保護(hù)斷點(diǎn) 、 中斷處理和中斷返回 。 1) 中斷請(qǐng)求 中斷請(qǐng)求是中斷源向 CPU發(fā)出的請(qǐng)求中斷的要求 。軟件中斷源是在 CPU內(nèi)部由中斷指令或程序出錯(cuò)直接引發(fā)中斷；而硬件中斷源必須通過(guò)專(zhuān)門(mén)的電路將中斷請(qǐng)求信號(hào)傳送給 CPU， CPU也有專(zhuān)門(mén)的引腳接收中斷請(qǐng)求信號(hào)。例如， 8086/8088 CPU用 INTR引腳 (可屏蔽中斷請(qǐng)求 )和 NMI引腳 (非屏蔽中斷請(qǐng)求 )接收硬件中斷請(qǐng)求信號(hào)。一般外設(shè)發(fā)出的都是可屏蔽中斷請(qǐng)求。 第 7章 輸入 /輸出與中斷 amp。輸入鎖存器數(shù)據(jù)總線(xiàn)中斷請(qǐng)求D端口譯碼地址總線(xiàn)Q中斷屏蔽 I N T＋ 5 V輸入設(shè)備三態(tài)緩沖器Qamp。RD圖 中斷請(qǐng)求與屏蔽接口電路 第 7章 輸入 /輸出與中斷 當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，便發(fā)出選通信號(hào)，該信號(hào)一方面把數(shù)據(jù)存入接口的鎖存器中，另一方面使中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置1。此時(shí)，如果中斷屏蔽觸發(fā)器 Q端的狀態(tài)為 1，則產(chǎn)生了一個(gè)發(fā)往 CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào) INT。中斷屏蔽觸發(fā)器的狀態(tài)決定了系統(tǒng)是否允許該接口發(fā)出中斷請(qǐng)求。可見(jiàn)，要想產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)， 需滿(mǎn)足兩個(gè)條件：一是要由外設(shè)將接口中的中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置 1，二是要由 CPU將接口中的中斷屏蔽觸發(fā)器 Q端置1。 第 7章 輸入 /輸出與中斷 2) 中斷響應(yīng) CPU在每條指令執(zhí)行的最后一個(gè)時(shí)鐘周期檢測(cè)其中斷請(qǐng)求輸入端 ， 判斷有無(wú)中斷請(qǐng)求 ， 若 CPU接收到了中斷請(qǐng)求信號(hào) ， 且此時(shí) CPU內(nèi)部的 中斷允許觸發(fā)器的狀態(tài)為 1， 則 CPU在現(xiàn)行指令執(zhí)行完后 ， 發(fā)出 INTA信號(hào)響應(yīng)中斷 。 從圖 ， 一旦進(jìn)入中斷處理 ， 立即清除中斷請(qǐng)求信號(hào) 。 這樣可以避免一個(gè)中斷請(qǐng)求被 CPU多次響應(yīng) 。 圖 CPU內(nèi)部產(chǎn)生中斷響應(yīng)信號(hào)的邏輯電路。對(duì)于 8086/8088 CPU可以用開(kāi)中斷 (STI)或關(guān)中斷 (CLI)指令來(lái)改變中斷允許觸發(fā)器 (即 IF標(biāo)志位 )的狀態(tài)。 第 7章 輸入 /輸出與中斷 amp。R≥1允許中斷開(kāi)中斷指令關(guān)中斷指令C P UC P U 響應(yīng)中斷信號(hào)I N T RR E S E TS Q圖 CPU內(nèi)部設(shè)置中斷允許觸發(fā)器 第 7章 輸入 /輸出與中斷 3) 保護(hù)斷點(diǎn) CPU一旦響應(yīng)中斷，需要對(duì)其正在執(zhí)行程序的斷點(diǎn)信息進(jìn)行保護(hù)，以便在中斷處理結(jié)束后仍能回到該斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。對(duì)于 8086/8088 CPU，保護(hù)斷點(diǎn)的過(guò)程由硬件自動(dòng)完成，主要工作是關(guān)中斷、將標(biāo)志寄存器內(nèi)容入棧保存以及將 CS和 IP內(nèi)容入棧保存。 第 7章 輸入 /輸出與中斷 4) 中斷處理 中斷處理的過(guò)程實(shí)際就是 CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序的過(guò)程。用戶(hù)編寫(xiě)的用于 CPU為中斷源進(jìn)行中斷處理的程序稱(chēng)為中斷服務(wù)程序。由于不同中斷源在系統(tǒng)中的作用不同，所要完成的功能不同，因此，不同中斷源的中斷服務(wù)程序內(nèi)容也各不相同。例如，對(duì)于圖 ，其中斷服務(wù)程序的主要任務(wù)是用輸入指令 (IN)從接口中的數(shù)據(jù)端口向 CPU輸入數(shù)據(jù)。 第 7章 輸入 /輸出與中斷 另外，主程序中有些寄存器的內(nèi)容在中斷前后需保持一致，不能因中斷而發(fā)生變化，但在中斷服務(wù)程序中
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1