微机原理课件 第七章 微型计算机中断系统

例7-2 测试加法的溢出 ADD AX，BX ， INTO （3）由调试程序 ）由调试程序debug设置的中断 设置的中断 在调试程序时，为了检查中间结果或寻找程序中的错误， 在调试程序时，为了检查中间结果或寻找程序中的错误， 在程序中可设置断点或进行单步跟踪，调试程序debug有此功能 在程序中可设置断点或进行单步跟踪，调试程序 有此功能 它也是由中断来实现的。 它也是由中断来实现的。 单步中断：单步是每次只执行一条指令， ①单步中断：单步是每次只执行一条指令，然后屏幕显示当前各 寄存器和有关存储单元的内容，以及下条要执行的指令。 寄存器和有关存储单元的内容，以及下条要执行的指令。这样逐 条运行指令，来跟踪程序的流程，以检查出程序中的错误。 条运行指令，来跟踪程序的流程，以检查出程序中的错误。 单步中断是在标志位 是在标志位TF=1时，每条指令执行后，CPU自动 单步中断是在标志位 时 每条指令执行后， 自动 产生中断类型号为 的中断。 中断类型号为1的中断 产生中断类型号为 的中断。 断点中断：中断类型号为3。 调试程序时， ②断点中断：中断类型号为 。用debug调试程序时，可用 命令 调试程序时 可用G命令 设置断点。 执行到断点时便产生中断， 设置断点。当CPU执行到断点时便产生中断，同时显示当前各寄 执行到断点时便产生中断 存器和有关存储单元的内容，以及下条要执行的指令， 存器和有关存储单元的内容，以及下条要执行的指令，供用户检 设置断点实际上是把一条断点指令INT 3插入到断点设置处。 插入到断点设置处。 查。设置断点实际上是把一条断点指令 插入到断点设置处
中断类型号。 中断类型号。 例7-1 测试存储器容量 INT 12H CPU执行这条指令时，立即产生一个中断。并从中断向 执行这条指令时， 执行这条指令时 立即产生一个中断。 量表的0： 开始的单元中取出4个字节 量表的 ：12H×4开始的单元中取出 个字节，其内容为中断服 × 开始的单元中取出 个字节， 务子程序的段地址和偏移地址， 务子程序的段地址和偏移地址，然后转去此入口去执行中断服 务子程序，完成对存储器的测试。 务子程序，完成对存储器的测试。 （2）由CPU的某些运算错误引起的中断 ） 的某些运算错误引起的中断 CPU在运行程序时 会发现一些运算中出现的错误， CPU在运行程序时，会发现一些运算中出现的错误，此 在运行程序时， 就会中断， 时CPU就会中断，让用户去处理这些错误。主要有： 就会中断 让用户去处理这些错误。主要有： 除法错中断：除法错中断类型号为0，在除法运算中， ①除法错中断：除法错中断类型号为 ，在除法运算中，若除数 或商超过了寄存器所能表达的范围， 为0或商超过了寄存器所能表达的范围，就产生一个类型号为 或商超过了寄存器所能表达的范围 就产生一个类型号为0 的中断，转去类型号为0的中断处理 的中断处理。 的中断，转去类型号为 的中断处理。 溢出中断：溢出中断类型号为4，专用指令为INTO。若OF=1 ②溢出中断：溢出中断类型号为 ，专用指令为 。 执行中断指令INTO；若OF=0，不执行中断指令。通常 执行中断指令 ； ，不执行中断指令。通常INTO放 放 在加、减法运算指令的后面。 在加、减法运算指令的后面。
引脚上。 中设有中断屏蔽寄存器， 的INTR引脚上。8259A中设有中断屏蔽寄存器，它的 位对应 引脚上 中设有中断屏蔽寄存器 它的8位对应 控制8个外设 通过设置这个寄存器的某位为0或 ， 个外设， 控制 个外设，通过设置这个寄存器的某位为 或1，可以允许 或禁止某个外设的中断请求。一块8259A可管理 个中断，当 可管理8个中断 或禁止某个外设的中断请求。一块 可管理 个中断， 外设超过8个时 可以使用多个8259A进行级联，扩大到 级 个时， 进行级联， 外设超过 个时，可以使用多个 进行级联 扩大到64级 中断。外设与8259A的连接是由用户来设计的，硬件连线决定 的连接是由用户来设计的， 中断。外设与 的连接是由用户来设计的 了中断类型号和中断优先级次序。 了中断类型号和中断优先级次序。 CPU是否允许响应中断，与中断允许位 有关。IF=1 是否允许响应中断， 有关。 是否允许响应中断 与中断允许位IF有关 CPU允许响应中断；IF=0，CPU禁止响应中断。 允许响应中断； 禁止响应中断。 允许响应中断 ， 禁止响应中断 2. 内部中断 内部中断又称为软件中断。软件中断通常有三种情况引 内部中断又称为软件中断。 由中断指令INT引起的中断；②由CPU的某些运算错误 引起的中断； 起：①由中断指令 引起的中断 的某些运算错误 引起的中断； 由调试程序debug设置的中断。 设置的中断。 引起的中断；③由调试程序 设置的中断 内部中断只要由上面三种情况引起了，是不可屏蔽的！ ※内部中断只要由上面三种情况引起了，是不可屏蔽的！ （1）由中断指令 ）由中断指令INT引起的中断 引起的中断 CPU执行一条 执行一条INT n指令后立即产生中断，并且调用系 指令后立即产生中断， 执行一条 指令后立即产生中断 统中相应的中断处理程序去完成中断功能，指令中的n指出了 统中相应的中断处理程序去完成中断功能，指令中的 指出了
中断请求何时发生是随机的。 中断请求何时发生是随机的。CPU在每条指令的最后一 在每条指令的最后一 周期去检测INTR引脚，CPU一旦检测到有中断请求，在满 引脚， 一旦检测到有中断请求， 个T周期去检测 周期去检测 引脚 一旦检测到有中断请求 足中断响应的条件下（ ），CPU响应中断，会向外设发出 响应中断， 足中断响应的条件下（IF=1）， ）， 响应中断 中断响应信号。并保护断点（当前CS、 和 值 INTA中断响应信号。并保护断点（当前 、IP和PSW值 入栈 ），然后转向中断服务程序 中断服务程序执行完毕， 然后转向中断服务程序。 ），然后转向中断服务程序。中断服务程序执行完毕，CPU返 返 回原执行程序的中断处，继续向下执行，称为中断返回。 回原执行程序的中断处，继续向下执行，称为中断返回。 3. 中断向量表 CPU响应中断后，必须由中断源提供地址信息，引导程 响应中断后， 响应中断后 必须由中断源提供地址信息， 序进入中断服务子程序，这些中断服务子程序的入口地址 中断服务子程序的入口地址存放 序进入中断服务子程序，这些中断服务子程序的入口地址存放 在中断向量表中。内存中专门开辟了一个区域，存放中断向量 中断向量表中。内存中专门开辟了一个区域， 表中 也称中断矢量表）。 表（也称中断矢量表）。 4. 中断优先级 当有多个中断源请求中断时， 当有多个中断源请求中断时，中断系统判别中断申请的 优先级， 响应优先级高的中断， 优先级，CPU响应优先级高的中断，挂起优先级低的中断。当 响应优先级高的中断 挂起优先级低的中断。 CPU在运行中中断服务子程序时，又有新的更高优先级的中断 在运行中中断服务子程序时， 在运行中中断服务子程序时 申请进入， 要挂起原中断进入更高级的中断服务子程序， 申请进入，CPU要挂起原中断进入更高级的中断服务子程序， 要挂起原中断进入更高级的中断服务子程序
1. 外部中断 8086/8088 CPU有两个外部中断请求线：不可屏蔽中断 有两个外部中断请求线： 有两个外部中断请求线 请求线NMI和可屏蔽中断请求线 和可屏蔽中断请求线INTR。 请求线 和可屏蔽中断请求线 。 引脚引入的不可屏蔽中断请求， （1） 由NMI引脚引入的不可屏蔽中断请求，采用边沿触发， ） 引脚引入的不可屏蔽中断请求 采用边沿触发， 上升沿之后维持两个时钟周期高电平有效。 上升沿之后维持两个时钟周期高电平有效。对于不可屏蔽中断 用户是不能用软件来屏蔽的，一旦有不可屏蔽中断请求， 用户是不能用软件来屏蔽的，一旦有不可屏蔽中断请求，CPU 必须予以响应。不可屏蔽中断请求的中断类型号为2， 必须予以响应。不可屏蔽中断请求的中断类型号为 ，即中断 处理程序的入口地址在0段的 段的0008H～000BH的4个单元中。 个单元中。 处理程序的入口地址在 段的 ～ 的 个单元中 引脚引入的外设提出的可屏蔽中断请求， （2） 由INTR引脚引入的外设提出的可屏蔽中断请求，采用 ） 引脚引入的外设提出的可屏蔽中断请求 电平触发，高电平有效，INTR信号的高电平必须维持到 电平触发，高电平有效， 信号的高电平必须维持到CPU 信号的高电平必须维持到 响应中断才结束。 响应中断才结束。可屏蔽中断是用户可以通过软件设置来屏蔽 的外部中断，即使外部设备有中断请求， 可以不予响应。 的外部中断，即使外部设备有中断请求，CPU可以不予响应。 可以不予响应 由外设引起的可屏蔽中断请求要得到响应应有两个条件： 由外设引起的可屏蔽中断请求要得到响应应有两个条件：①外 设中断请求是否被屏蔽； 是否允许响应中断。 设中断请求是否被屏蔽；②CPU是否允许响应中断。 是否允许响应中断 系统中， 在8086 CPU系统中，外设的中断请求信号接入可编程 系统中 中断控制器8259A的IRi端，而8259A的中断输出 的中断输出INT连到 连到CPU 中断控制器 的 端 的中断输出 连到
实现中断嵌套功能。 实现中断嵌套功能。 5. 中断屏蔽 当中断源申请中断时， 可以由软件设置， 当中断源申请中断时，CPU可以由软件设置，使之不能 可以由软件设置 响应，称为中断屏蔽。 响应，称为中断屏蔽。 本章讨论与8086/8088 CPU相配合的中断系统及中断接 本章讨论与 相配合的中断系统及中断接 口芯片8259A。 口芯片 。 二、中断分类 8086/8088有一个强有力的中断系统，可以处理256种不 有一个强有力的中断系统，可以处理 种不 有一个强有力的中断系统 同的中断。 系统上的中断源如图7-1所示 同的中断。 8086/8088系统上的中断源如图 所示。以产生中 系统上的中断源如图 所示。 断的方法来分类， 种中断可以分为两大类 外部中断和 种中断可以分为两大类： 断的方法来分类，256种中断可以分为两大类：外部中断和内 部中断。 部中断。
7-2 中断处理过程
可屏蔽中断处理的过程一般分成几步：中断请求； 可屏蔽中断处理的过程一般分成几步：中断请求；中断 响应；保护现场；转入中断服务子程序；恢复现场和中断返回。 响应；保护现场；转入中断服务子程序；恢复现场和中断返回。 其流程如图7-2所示 所示。 其流程如图 所示。