导图社区 8.中断系统
微型计算机,中断系统是计算机系统中不可或缺的一部分,它通过允许外部设备和程序请求处理器的注意力,提高了系统的效率和响应速度。中断系统的工作原理涉及到中断请求、中断响应、中断处理和中断结束等多个步骤,这些步骤共同确保了中断系统的有效运行。
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中断系统
基本概念
中断
中断源:能够引发中断的事件,即中断请求的来源
分类
外部中断:以外设发出的中断请求
可屏蔽硬件中断
非屏蔽硬件中断
内部中断:由CPU内部事件引发的中断
软件中断(INT)
异常
中断类型码
概念:为了区分这些不同的中断,微型计算机系统给每个中断分配了一个中断号n
中断号对应的中断型【笔记】???
中断向量:实模式下,中断服务子程序的入口地址:前两字节——>偏移地址(低地址);后两字节——>段地址(高地址)
中断向量表
概念:存放中断向量的存储区(实模式下,RAM中最低的1KB空间)
初始化
用户自己编写程序填写中断向量(DS:[BX])【笔记】
使用DOS设计【笔记】
INT 21H的35H号子功能(ES:[BX];AL=n)
INT 21H的25H号子功能(DS:[DX];AL=n)
中断响应和处理的过程
非屏蔽硬件中断请求:CPU自动生产中断类型码2
可屏蔽硬件中断请求:在关、开中断过程中,硬件将中断类型码送给CPU
DOS、BIOS:INT XXH
异常:自动
INT n处理过程
F寄存器内容推入栈中
断电地址推入栈中:CS:[IP]
从中断向量表中取出中断向量:放入CS:[IP];执行中断服务主程序
返回主程序:恢复第二、一步
多级中断管理
中断优先级
除法出错中断
软件中断INT XXH
断电中断
溢出中断
NMI中断
INTR中断
单步中断
相关概念
禁止中断:CPU不能中断现行程序的执行
中断屏蔽:用程序有选择地封锁部分中断,而其余部分可以响应
中断嵌套:在执行中断服务子程序时,仍可响应中断申请
中断指令
开中断指令STI:F寄存器I标置1;系统可以在连续运行是中断,去运行中断服务函数,
关中断指令CLI:F寄存器I标置0;关闭系统中断,不允许系统打断连续的运行
软件中断指令INT n:见之前的中断处理
中断返回IRET:依次从栈顶弹出6个字节:IP、CS、F
溢出中断指令:判别F中的O标是否为1,若是,直接调用类型为4的中断子程序
中断应用举例
日时钟中断
中断源:系统8254 0#计数器,每55ms有一次中断请求
中断类型:08H
中断处理流程
开中断,保护现场
日时钟计数一次:40H:6CH~40H:6FH
测算关闭时间
执行INT 1CH
向主8259发送中断结束命令
应用+程序【笔记】
PC系列机的中断系统
中断管理方式
触发:边缘触发
中断屏蔽:普通屏蔽方式
优先管理:完全嵌套
中断结束:常规结束方式
非屏蔽中断:CPU不可屏蔽
条件
NMI引脚有INT
CPU当前指令执行完毕
过程:每条指令的最后一个时钟周期,检查NMI,若有INT,产生中断类型码2...
可屏蔽中断:CPU可屏蔽
INTR里有INT;NMI里没有
处于开中断
过程:每条指令的最后一个时钟周期,检查INTR,若有INT,将n送给CPU...
中断控制器8259A
功能
可编程的中断控制器
管理8级外部中断;可以通过级联实现1主8从的方式
中断触发方式、中断屏蔽方式、中断优先级管理方式、中断结束方式、总线连接
结构
中断请求寄存器(IRR):寄存IR0~IR7的中断请求(INT)
中断屏蔽寄存器(IMR):保存程序员写入的屏蔽字
优先权电路:比较中断请求
中断服务寄存器(ISR):记录CPU正在为哪个中断源服务
中断控制电路:内部控制器:INTA信号:俩个负脉冲(一个ISR、IRR;一个宋中断码)
引脚
RD、WR:读写
INT:中断请求
INTA:中断响应
中断过程
INT中断请求
中断屏蔽发挥作用IMR——>优先权电路
INTA发出俩个负脉冲响应:第一个IRR清零、ISR变为1(表示进入中断);第二个将中断类型码发给CPU
CPU从中断向量表取出中断向量