微机原理第八章中断

第八章

中

断

8.1 引言中断的定义所谓中断就是指CPU在正常运行程序时，由于内部/ 外部事件(或程序中的预先安排的事件)引起CPU 中止当前正在运行的程序，转而执行为这一事件服 务的程序，执行完毕，再返回被暂时中止的程序断 点处继续执行，这一过程就称为中断。

一、中断的优点 1.可以实现CPU与外设同步工作，以及实现多个 外设同时工作。

2. 可以实现外设工作请求的实时处理。3.可以完成对一些故障的自行处理。如电源跳变 以及运算溢出等。

二、中断源及其种类中断源——引起中断的原因，或能发出中 断请求的来源。 种类： 1.一般的输入输出设备，如键盘、打印机 2.数据通道中断源，如磁盘 3.实时时钟，如定时时间到 4.故障源，如电源掉电时需要保护现场及 数据 5.人为设置，如调试程序用的单步和断点

三、中断系统的功能1. 实现中断及返回当某一中断源发出中断请求时，CPU能决定是否响应 这个中断请求。若允许响应这个中断请求，CPU必须在现行 的指令执行完后，保护断点和现场。然后转到需要处理的中 断源的服务程序的入口，同时清除中断请求触发器。当中断 处理完后，再恢复被保留下来的各个寄存器和标志位的状态 (称为恢复现场),恢复IP和CS值(称为恢复断点),使CPU返回 断点，继续执行主程序。

2.实现优先权的排队在计算机系统中通常有多个中断源。会出现两个或更 多个中断源同时提出中断请求的情况，这样就必须要设计 者事先根据轻重缓急，给每个中断源确定 一个中断级别— —优先权。 3. 高级中断源能中断低级中断源的中断处理 即实现中断嵌套；当CPU正在执行优先级较低的服务时， 如果有较高优先级的中断请求出现，则应暂时中断当前的处 理过程，转而去处理较高优先级的中断请求，完毕后再回来 处理较低优先级的中断。 。

8.2

最简单的中断情况

一、CPU响应中断的条件1. 设置中断请求触发器——每个中断源有一个中断请 求触发器，中断源通过该触发器向CPU发请求信号， 直到CPU响应这个中断请求，才清除该请求信号。

2.设置中断屏蔽触发器——对于多个中断源的情况，需要对中断请求进行控制，通过设置中断 屏蔽触发器来实现。

3. 中断必须是开放的—— 即CPU内部的中断允许 触发器必须置“1”。该触 发器对应的就是中断允许 标志位IF,所以可以用 STI和CLI指令来改变。 4. 现行指令执行结束—— CPU必须在现行指令执行 到最后一个机器周期的最 后一个T状态才去采用 INTR线。响应流程如右 图。

二、CPU对中断的响应 大体上可以分成六步：1. 关中断 8086在CPU响应中断后，发出中断响

应信号INTA的同时，内 部自动地实现关中断。 2. 保留断点 CPU响应中断，封锁IP+1,并且把IP和CS推入堆栈保留，以 备中断处理完毕后，能返回主程序。 3. 保护现场 为了使中断处理程序不影响主程序的运行，故要把断点处的有 关的各个寄存器的内容和标志位的状态，推入堆栈保护起来。 4. 给出中断入口，转入相应的中断服务程序 8086是由中断源提供的中断矢量形成中断入口地址(即中断服务 程序的起始地址)

5. 恢复现场 把所保存的各个内部寄存器 的内容和标志位的状态从堆 栈弹出，送回CPU中的原来 位置。这个操作在8086中也 是由服务程序中用POP指令 来完成的。 6. 开中断与返回 在中断服务程序的最后，要 开中断(以便CPU能响应新的 中断请求)和安排一条返回指 令，将堆栈内保存的IP和CS 值弹出，运行就恢复到主程 序。

8.3 中断优先权当出现多个中断源同时提出中断请求时， CPU既要识别有哪些中断源提出请求，还要辨 别和比较它们的优先权，先响应优先权最高的 中断请求。如果CPU正在处理中断，也要能够 响应优先权更高级的中断请求，而屏蔽掉同级 或低级的中断请求。 中断优先权的确定有两种方法：软件的方 法和硬件优先权排队电路。

一、软件确定中断优先权软件采用查询技术。当CPU响应中断后，就用软件查 询以确定是哪些外设申请中断，并判断它们的优先权。 把各个外设的中断请求信号相“或” 后，作为INTR信号，故任一个外设 有中断请求，都可以向CPU送出 INTR信号。当CPU响应中断后，把 中断寄存器的状态，作为一个外设 读入CPU,逐位检测它们的状态， 若有中断请求就转到相应的服务程 序的入口

软件查询程序流程：

查询程序有两种方式： (1) 屏蔽法 IN AL,20H];输入中断请求触发器的 状态 TEST AL,80H;检查最高位(电源故障)是否 有请求 JNE PWF;有，则转至电源故障处理程序 TEST AL 40H;否，检查磁盘是否有请求 JNE DISS;有，转至磁盘服务程序 TEST AL 20H;否，检查磁带是否有请求 JNE MT;有，转至磁带服务程序

(2) 移位法 XOR IN RCL JC RCL JC ┇

AL,AL AL,[20H] AL,1 PWF AL,1 DISS