单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,微型计算机原理与应用,-8086,中断系统简介,主讲人：马永红,主要内容：,一、中断及中断过程,二、,8086,的中断系统,中断服务程序,发申请,中断服务程序,发申请,中断方式下,CPU,执行程序流程,外,设,由外设通过接口电路向,CPU,发出中断请求信号，,CPU,在满足一定的条件下，暂停执行当前正在执行的主程序，转入执行相应能够进行输入,/,输出操作的子程序，待输入,/,输出操作执行完毕之后,CPU,即返回继续执行原来被中断的主程序,1,、什么是中断？,PPT,比如,.,讲课,相当于子程序,正在看书,电话铃响,接电话,继续看书,执行程序,事件发生,事件处理,继续执行程序,中断处理,中断请求及响应,实际场景,计算机,中断返回,计算机应外设的要求暂停主程序的执行，转而执行一个子程序这个过程就是中断,中断与子程序调用的区别：,中断源是随机产生的；,中断的处理过程与子程序调用完全不同,中断也是微处理器与外部设备进行信息交换的一种方式,。,平时,CPU,和外设你干你的事我干我的事，有事的时候才联系。,这样,CPU,就避免了把大量时间耗费在等待、查询状态信号的操作上，使其,工,作效率得以大大地提高。,2,、中断方式的优点：,程序员：,INT n,指令,引起中断,外部设备,：,IO,设备、实时时钟,什么是中断源？,引起中断的原因或发出中断请求的设备称为中断源。,3,、中断源,PPT,内部中断源,:,CPU,运行时出现的非正常情况,(,除数为零、溢出、内存不够）,程序执行,（单步执行、断点执行）,中断指令,INT n,外部中断源,:,外设提出的请求（可屏蔽中断、不可屏蔽中断）,出现在,INTR,线上的中断请求，,CPU,是否响应要取决于,标志位,IF,的状态：,若,IF=1,，则,CPU,就响应,，此时,CPU,是处在开中断状态；,若,IF=0,，则,CPU,就不响应,此时,CPU,是处在关中断状态。,而,IF,标志位的状态，可以用指令,STI,使其置位，即开,中断；也可以用,CLI,指令来使其复位，即关中断。,可屏蔽中断,4,、可屏蔽中断与不可屏蔽中断,出现在,NMI,线上的中断请求，,不受标志位,IF,的影响,，在当前指令执行完以后,CPU,就响应。,NMI,线上的中断请求信号是,边沿触发,的，它的出现是异步的,由内部把它锁存。要求,NMI,上的中断请求脉冲的有效宽度,(,高电平的持续时间,),要大于两个时钟周期。,非屏蔽中断,5.,中断系统应具备的功能,能够实现中断，并能正确地返回；能够进行优先级排队和实现中断嵌套；（多个中断源的情况）能够禁止中断（不响应中断）和中断屏蔽（不让中断请求挂到,CPU,引脚上）,。,与硬件中断,可屏蔽,不可屏蔽,软件中断,中断源的类型？,外设,时钟,在自动控制中，常采用一个外部时钟电路控制其时间间隔。需要定时时，,CPU,发出启动时钟电路开始计时，待定时时间到，就会向,CPU,发出中断请求，由,CPU,转去完成检测和控制等任务。,中断请求,4,。可屏蔽中断的处理过程,中断判优,中断响应,中断处理,中断返回,先以,官员接待访客,介绍这五个步骤,官员接待来访者？,中断过程的五个步骤：重点介绍其中三个,中断的处理过程总结,INTA,IF=0,1,）中断请求,外设要求,CPU,为他服务时就输出一个请求,信号，加载到,CPU,的中断请求输入引脚,只有一个中断源的情况,外设（中断源）发出中断请求信号，经中断管理器送到,CPU,的,INTR,引脚。,-,CPU,怎,么知道来了中断请求？,中断接口电路来管理中断请求！,客人,敲门,秘书登记、排序、拒绝,1,多个个中断源的情况,申请阶段的工作,请求需要登记,:,外设提出的中断请求信号，用,中断请求触发器,保存；,多个中断源管理,：多个中断源的中断请求，到底选哪一个中断请求信号与,CPU,的,INTR,引脚相沟通，用,中断屏蔽触发器,；,控制你的请求信号能否到达,CPU,的,INTR,引脚。,允许或禁止,CPU,响应中断,：用,中断允许触发器，,IF,标志来控制（用,STI,指令使,IF,标志为“,1”,，用,CLI,指令使,IF,标志为“,0”,）。,秘书处登记，秘书通报,-,多个中断源产生中断，,CPU,首先为谁服务？,-,排序,看成是申请阶段的工作内容,中断优先级控制两个含义：,对同时产生的中断：应首先处理优先级别较高的中断；,对非同时产生的中断：低优先级别的中断处理程序允许被高优先级别的中断源所中断,即允许,中断嵌套,。,优先级的问题一般,由专门的中断控制器来处理。,秘书给排号,（,1,）从申请进入响应阶段，要具备一定条件：,外设提出中断请求，该请求到达,CPU,的,INTR,引脚；（不能被屏蔽）,CPU,执行完当前指令；,中断允许触发器,IF,状态为“,1”,。,CPU,在指令的最后一个时钟周期去检查,INTR,引脚,2,）中断响应,在每条指令的最后一个时钟周期，,CPU,检测,INTR,，若某些条件成立，则,CPU,响应中断：,（,2,）可屏蔽中断响应时序,1,2,2,）中断响应,可屏蔽中断响应周期包含两个总线周期,第一个总线总线周期,INTA,出现一次低电平，第二个总线周期又出现一次,第,1,个低电平表示响应引脚上的中断申请，由于这个申请已被响应，那么对应的（中断申请触发器内）,请求标志要被清除,。告知外设我响应你的请求。,第,2,个低电平：（中断请求对应一个编码,中断类型号）将,中断类型号,读到,CPU,；中断类型号从哪里来？由中断控制器,8259,中来的，通过数据总线传给,CPU,；读进来后，根据,这个号找到中断服务程序的起始地址,，然后就,执行服务程序,。,读取中断类型号（在,-INTA,的第,2,个低电平时间，从数据总线上读取,中断类型号,N,（由中断控制器提供）,。,保存,PSW,（,F,标志寄存器）标志入堆栈,关中断（,IF=,“,0,”,、,TF=,“,0,”,）,保存断点（当前的,CS,、,IP,入堆栈保存）,主要是保证中断结束后能返回被中断的程序。,调用中断服务程序的入口地址（比较复杂，单独介绍）,执行,中断服务程序,（,3,）可屏蔽中断的响应处理,1,断点没保护好，中断服务程序入口地址,没找到，,将,IF,位置,0,；暂时不接待其他中,断请求,-,别打扰我！,计算机自动处理的。断点具体在哪里我,们是不知道的，只知道是,下一条指令,的,地址。,2,）中断响应,CPU,自动完成上述过程！,中断类型号,N*4=,中断向量表的偏移地址（内部计算）,。,从中断向量表,0000H,：,N*4,内存单元中读取中断向量（中断服务程序的入口地址）四个字节,将中断向量送入,IP,、,CS,中,怎么找到,中断服务程序的首地址？,小结中断服务程序的首地址是这样来的：,N,什么时候读到的？中断相应开始，,INTA,引脚,第二次等于,0,的时候，由中断控制器通过数据总,线传到,CPU,；读进来做什么呢？把他乘以,4,，以,他为偏移地址与,0000,段叠加得到一个地址；这,个内存单元有四个字节内容，低地址两个单元,内容送,IP,高地址的内容送,CS,这样就找到了中断,服务程序的入口地址,2,）中断响应,入口地址，学名,中断向量,，放哪里了呢？放到内存中的一片区域中,这片区域位于,0,段，范围是,0000,：,00000000:0325,这个区域，这个区域由于是存放中断向量的地方称为,中断向量表,。,放在什么地方了呢？由类型号确定，,0000:4*N,开始的,4,个单元中,段地址在哪儿，偏移地址是多少,中断服务程序的首地址的讲解,1,）,中断类型码,8086,可处理,256,个中断源，为每个中断源分配了一个编码，这个编码对应一个中断子程序，其取值范围为,0,255,，称为,中断类型码。,2,）中断向量,中断服务子程序都有的入口地址（中断服务程序的段基址和偏移量），称为,中断向量。,3,）中断向量表,中断向量放在固定的一块地址中（,000H-3FFH,）而且按中断类型,码的顺序来放 形成一个地址表，,叫中断向量表,预备知识,(1),保护现场（由一系列的,PUSH,指令完成）。目的是为了保护那些在子程序中可能改变的寄存器，,(,如,AX,，,BX,，,CX,等,),。,(2),开中断（由,STI,指令实现）。目的是为了能实现中断的嵌套。,(3),中断服务,-,执行子程序,(4),恢复现场是与保护现场对应的。,(5),返回（使用中断返回指令,IRET,）。,在中断子程序中通过编写代码完成上述过程,。,中断子程序的结构,2,）中断响应,（,4,）可屏蔽中断的响应处理,2,执行中断子程序,3,）中断返回,IP,L,IP,H,CS,L,CS,H,FLAG,L,FLAG,H,SP,IP,L,IP,H,CS,L,CS,H,FLAG,L,FLAG,H,SP,IP,CS,FLAG,进入中断服务程序时,中断返回后,PPT,执行,IRET,指令：。,从堆栈顶弹出断点送,IP,、,CS,寄存器,SP+4,送,SP,从堆栈顶弹出现场送F标志寄存器,SP+2送SP,根据,IP,、,CS,的值返回原来的程序。,回顾小结,1、中断处理包括哪几个阶段？,2、请求阶段涉及那几个硬件？,中断请求触发器：用来保存中断请求信号,中断屏蔽触发器：管理多个中断源，让谁的中断挂到CPU的INTA引脚上）,中断允许触发器：常说的IF标志。,3、可屏蔽中断的响应有几步,读类型码,保持IF,关中断,断点保护,调用中断服务程序入口地址,执行子程序,4、返回阶段执行什么操作？,5、怎么通过中断类型码找到入口地址,如何将中断服务程序的入口地址放入中断向量表,中断向量表是内存当中的一个部分,用来存放中断向量；表存放的位置是段地址为,0000H,偏移地址从,0000H-03FH,这么一片区域。共,1024,个单元，每个中断向量占,4,个单元，总共可放,256,个中断向量。,怎么存放呢？每个,中断向量,占,4,个单元,而且按中断类型码的顺序来放,，,形成一个地址表，叫中断向量表,。,这样如果中断类型码是,0,，那么中断向量放在,0000,开始的,4,个单元，如果类型码是,1,，就放在,0004,开始的单元，类推下去，类型码为,N,，则放在,4*N,开始的,4,个单元,中断向量表,中断向量号（表）的规定,000H,004H,008H,00CH,014H,080H,3FFH,IP,偏移地址,CS,段基地址,IP,偏移地址,CS,段基地址,IP,偏移地址,CS,段基地址,中断类型码,0,（除法错）,中断类型码,1,（单步中断）,中断类型码,2,（,NMI,中断）,中断类型码,3,（断点中断）,中断类型码,4,（溢出中断）,中断类型码,5,（保留）,系统保留中断,用户自定义中断,某些外设的中断类型码由程序员给定范围是,32-255,中断类型号,0-4,是专用中断，,中断类型号,5-31,系统保留的,中断类型号,32-255,是用户可以,使用的。如果自己编写某个中,断源对应的中断服务程序，那,么中断源的编号只 能从,32-,255,之间选。,入口地址放入中断向量表程序,例：某个中断源，程序员将其中断类型码设置为,N,，并编写一个名字为,int48h,中断子程序，最后要编写程序将该中断处理子程序的入口地址放入向量表。,只需把子程序,INT48H,的,IP,和,CS,放到,地址表,-,中断向量表中去就可以了。,如何将中断服务程序的入口地址放入中断向量表,中断向量表的初始化程序,CLI,MOV AX，0,MOV DS，AX,；将,DS,内容设为,0-,0,段,MOV SI，48H*4,MOV