070033《微机原理》第7章 中断系统02
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《微机原理与应用教学资料》第七章 中断(课件)
高不睬低，停低转高 中断嵌套 5、中断屏蔽
中断源 硬件屏蔽 CPU的IF
CPU
ppt课件
7
二、中断分类
1、内部中断（软件中断）
⑴中断指令 INT n
n—中断类型码 n=0～255
⑵由CPU的运算错误引起的：
a.除法错中断： INT 0 （除数为零或商超过范围，自动产生中断）
b.溢出中断： INT 4 （当OF=1，且在程序中有INTO指令，产生中断）
b.中断请求
显然，中断请求的方法较合理
中断定义：当有外部数据输入或内部异常时，发送请求给 CPU，CPU暂时停止正在运行的程序，处理中断结束后， 返回继续运行先前的程序。
两个最重要的特点:可返回性，现场保护
ppt课件断点保护
2
一、中断概念
1、中断源：引起程序中断的事件，内部中断、外部中断
2、中断响应：对外部中断而言，INTA对INTR的响应
ppt课件
00103H 13H 5
★各个外设的中断服务子程序的入口地址集中在一个表
（中断向量表）中，CPU响应中断时，根据中断源提供 的中断类型号 i， →i×4→在中断向量表查找对应的中断 服务子程序 i 的入口地址，内容装入CS、IP，转而执行 中断服务子程序 i
ppt课件
6
4、中断优先级： ①当同时有多个中断请求，先响应优先级高的 ②当一个中断服务程序正在执行时，又一个中断源申请中断：
ppt课件
9
2、外部中断（硬件中断） ⑴不可屏蔽中断NMI
a. 上升沿触发 b. CPU必须予以响应，不能用IF屏蔽 c. INT 2，中断类型码为2，
中断向量固定存放于00008H～ 0000BH中 d. 用于发生重大故障时申请中断
中断源 硬件屏蔽 CPU的IF
CPU
ppt课件
7
二、中断分类
1、内部中断（软件中断）
⑴中断指令 INT n
n—中断类型码 n=0～255
⑵由CPU的运算错误引起的：
a.除法错中断： INT 0 （除数为零或商超过范围，自动产生中断）
b.溢出中断： INT 4 （当OF=1，且在程序中有INTO指令，产生中断）
b.中断请求
显然，中断请求的方法较合理
中断定义：当有外部数据输入或内部异常时，发送请求给 CPU，CPU暂时停止正在运行的程序，处理中断结束后， 返回继续运行先前的程序。
两个最重要的特点:可返回性，现场保护
ppt课件断点保护
2
一、中断概念
1、中断源：引起程序中断的事件，内部中断、外部中断
2、中断响应：对外部中断而言，INTA对INTR的响应
ppt课件
00103H 13H 5
★各个外设的中断服务子程序的入口地址集中在一个表
（中断向量表）中，CPU响应中断时，根据中断源提供 的中断类型号 i， →i×4→在中断向量表查找对应的中断 服务子程序 i 的入口地址，内容装入CS、IP，转而执行 中断服务子程序 i
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4、中断优先级： ①当同时有多个中断请求，先响应优先级高的 ②当一个中断服务程序正在执行时，又一个中断源申请中断：
ppt课件
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2、外部中断（硬件中断） ⑴不可屏蔽中断NMI
a. 上升沿触发 b. CPU必须予以响应，不能用IF屏蔽 c. INT 2，中断类型码为2，
中断向量固定存放于00008H～ 0000BH中 d. 用于发生重大故障时申请中断
十二五教材讲稿微机原理与接口技术第7章中断系统
2. 陷井（Traps）是在引起异常的指令执行之后才被报告
的一种异常，且服务程序完成后，返回到原程序引起异 常指令的下一条指令处继续向下执行。
★陷井与中断处理方法一样，但与失效不同
3. 夭折（Abort）是一种不能确定引起异常指令确切位置
的异常（有时称为中止或失败）。
7
2020年4月12日星期日
返回
辑
控制器
IRQ0 IRQ1 IRQ2
： IRQ15
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2020年4月12日星期日
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外部中断
1. 不可屏蔽中断(NMI):
含义：不能用软件来控制是否允许中断的一种外部中断。 常见NMI中断有： （1）电源掉电 （2）存储器检验出错 （3）总线奇偶错等。
2. 可屏蔽中断(INTR):
含义：可用软件控制是否允许中断的外部中断。即STI使IF=1，允许 中断；CLI使IF=0，禁止中断。
第7章 微型计算机的中断系统
【本章提要】
首先介绍中断与异常的基本概念，然后讨论实地址和保护地址方 式下的中断，进而详细介绍8259中断控制器及其编程应用，最后介绍 中断调用及中断程序设计的一般方法。
【学习目标】
熟悉中断与异常的概念 熟练掌握实地址方式和保护方式下的中断服务程序入口地址的求法 理解可屏蔽中断的中断响应过程 掌握可编程控制器8259A工作原理 理解8259A的工作方式，并熟练掌握8259A的编程方法及应用 了解常用中断调用方法，掌握中断程序设计方法
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2020年4月12日星期日
返回
中断服务（处理）
1．保护现场
保护现场实质：将重要信息压入堆栈。
2．开中断
目的：开放所有可屏蔽中断，以允许高级中断嵌套。
微机原理与接口技术知识第七章中断控制器
中断控制器与外设接口电路配合工作，实现对 外设中断请求的接收和传递。
04
中断控制器的主要技术指标和参数
中断控制器的主要技术指标
最大中断嵌套深度
指中断控制器能够同时处理的 最大中断嵌套层数。
优先级分配
指中断控制器能够为外部硬件 设备分配的优先级数目。
优先级屏蔽
指中断控制器是否支持优先级 屏蔽功能，即是否允许某些优 先级的中断被更高优先级的中 断所屏蔽。
微机原理与接口技术知识 第七章中断控制器
• 中断控制器概述 • 中断控制器的组成和工作原理 • 中断控制器在微机系统中的应用 • 中断控制器的主要技术指标和参数 • 中断控制器的发展趋势和未来展望 • 总结
01
中断控制器概述
中断的基本概念
中断
指计算机在执行程序过程中，出现异常或特殊情况，使得 计算机暂停当前程序的执行，转而去执行相应的处理程序， 处理完毕后再返回到原程序继续执行。
定时器功能
指中断控制器是否内置定时器 功能，以便在特定时间间隔内
产生中断。
中断控制器的参数设定与调整
中断向量表
用于存储中断向量的表格，需要正确设 定和调整以满足不同硬件设备的需求。
屏蔽寄存器
用于设置和调整中断屏蔽的寄存器， 能够控制哪些优先级的中断被允许或
屏蔽。
优先级寄存器
用于设置和调整中断优先级的寄存器， 需要合理配置以确保系统的正常运行。
更广泛的应用领域
随着技术的不断发展，中断控制器将应用于更多领域，如智能家居、智能交通、医疗电子等。未来中断 控制器将更加注重跨领域应用，以满足不同领域的需求。
06
总结
中断控制器的重要性和作用
实现实时处理
实现并行处理
04
中断控制器的主要技术指标和参数
中断控制器的主要技术指标
最大中断嵌套深度
指中断控制器能够同时处理的 最大中断嵌套层数。
优先级分配
指中断控制器能够为外部硬件 设备分配的优先级数目。
优先级屏蔽
指中断控制器是否支持优先级 屏蔽功能，即是否允许某些优 先级的中断被更高优先级的中 断所屏蔽。
微机原理与接口技术知识 第七章中断控制器
• 中断控制器概述 • 中断控制器的组成和工作原理 • 中断控制器在微机系统中的应用 • 中断控制器的主要技术指标和参数 • 中断控制器的发展趋势和未来展望 • 总结
01
中断控制器概述
中断的基本概念
中断
指计算机在执行程序过程中，出现异常或特殊情况，使得 计算机暂停当前程序的执行，转而去执行相应的处理程序， 处理完毕后再返回到原程序继续执行。
定时器功能
指中断控制器是否内置定时器 功能，以便在特定时间间隔内
产生中断。
中断控制器的参数设定与调整
中断向量表
用于存储中断向量的表格，需要正确设 定和调整以满足不同硬件设备的需求。
屏蔽寄存器
用于设置和调整中断屏蔽的寄存器， 能够控制哪些优先级的中断被允许或
屏蔽。
优先级寄存器
用于设置和调整中断优先级的寄存器， 需要合理配置以确保系统的正常运行。
更广泛的应用领域
随着技术的不断发展，中断控制器将应用于更多领域，如智能家居、智能交通、医疗电子等。未来中断 控制器将更加注重跨领域应用，以满足不同领域的需求。
06
总结
中断控制器的重要性和作用
实现实时处理
实现并行处理
第7章 微机中断系统 (2)
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中断向量表
中断类型号：8086/8088系统有256种类型的中断，对应类 型号0～FFH（P501）。 0——除法出错 1——单步中断 2——不可屏蔽中断 3——断点中断 4——溢出中断 5——打印屏幕 8～0FH——8259A中断 10H～1FH——BIOS中断 20H～3FH——DOS中断调用 中断向量表：8086、8088中断系统按中断类型号由小到大 的顺序把与它们对应的中断处理程序的入口地址放在一张 表中，并将它安置在内存中00000H～003FFH的1K空间内， 这张表就称为中断向量表（也称中断矢量表） 每个中断向量占4个字节，高2个字节放中断入口地址 的段地址（CS），低2字节放偏移地址（IP） 中断向量地址＝中断类型号×4
30
中断嵌套
原主程序 1#中断 服务程序 2#中断 服务程序 3#中断 服务程序
响应
响应
响应
1#中断请求
2#中断请求 3#中断请求 返回 返回 返回
中断优先级 3#>2#>1#
中断嵌套可以有多级，具体级数原则上不限， 只取决于堆栈深度。
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考试题型
一、1填空 （10分） 二、2改错：（20分） 三、分析读程 30分 四、编程设计 40分 1、 设计程序 2、 存储器与cpu接连 3、 8255端口地址，命令字、编程
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中断请求的查询
是否有内 部中断 是否有不可 屏蔽中断 是否有可 屏蔽中断 是否允许外部中断
是否有单步 执行中断
12
PSW入栈
保护现场
恢复现场
TF
检查是否有不 可屏蔽中断
保护程序 断点地址
允许CPU继续 响应其他中断
检查是否有单 步执行中断
微机原理与接口技术第7章中断系统
系统将所有的中断划分为四级，以0级为最高，依次降低，
各级情况如下： 0级---除单步中断以外的所有内部中断 1级---不可屏蔽中断 2级---可屏蔽中断 3级---单步中断 不同级别的中断同时申请时，CPU根据级别高低依次决定响
应顺序。
7.1.4 中断类型号 系统中的每个中断源指定了一个唯一的编号，称为中断类型 号。8086获取中断类型号的方法为： 1．可屏蔽中断（硬件中断）：由中断控制器8259提供。 2．软件中断：在中断指令INT n 中，参数n即为中断类型号。 3．除上面二种情况外，其余中断都是固定类型号：除法错 （类型0）、单步中断（类型1）、断点中断INT 3（类型3）、 溢出中断INTO（类型4），不可屏蔽中断（类型2）。 7.1.5 中断矢量表 中断服务程序的地址叫做中断矢量，将全部中断矢量集中在 一张表中，这张表叫做中断矢ห้องสมุดไป่ตู้表。PC机中断矢量表的位 置固定在内存的最低1K字节中，即00000H～003FFH处。每 一个中断服务程序的入口地址在表中占4字节：前2字节为偏 移量，后2字节为段基址。如图7－1所示（见下页）。
中断的过程最为复杂，如图7－4所示。
7.3 可编程中断控制器8259A
7.3.1 8259A的结构与引脚 1．8259A的内部结构
8259A内部结构如图7－5所示（见下页），它由8个部分组 成： （1）数据总线缓冲器 （2）读/写控制逻辑 （3）级联缓冲器/比较器 （4）中断请求寄存器IRR （5）中断屏蔽寄存器IMR （6）正在服务寄存器ISR （7）优先权分析器PR （8）控制逻辑 2．8259A的引脚
第7章 中断系统
开始
7.1 中断概述
7.1.1 中断的概念 中断是指计算机的CPU在执行主程序时，收到了外部的或
各级情况如下： 0级---除单步中断以外的所有内部中断 1级---不可屏蔽中断 2级---可屏蔽中断 3级---单步中断 不同级别的中断同时申请时，CPU根据级别高低依次决定响
应顺序。
7.1.4 中断类型号 系统中的每个中断源指定了一个唯一的编号，称为中断类型 号。8086获取中断类型号的方法为： 1．可屏蔽中断（硬件中断）：由中断控制器8259提供。 2．软件中断：在中断指令INT n 中，参数n即为中断类型号。 3．除上面二种情况外，其余中断都是固定类型号：除法错 （类型0）、单步中断（类型1）、断点中断INT 3（类型3）、 溢出中断INTO（类型4），不可屏蔽中断（类型2）。 7.1.5 中断矢量表 中断服务程序的地址叫做中断矢量，将全部中断矢量集中在 一张表中，这张表叫做中断矢ห้องสมุดไป่ตู้表。PC机中断矢量表的位 置固定在内存的最低1K字节中，即00000H～003FFH处。每 一个中断服务程序的入口地址在表中占4字节：前2字节为偏 移量，后2字节为段基址。如图7－1所示（见下页）。
中断的过程最为复杂，如图7－4所示。
7.3 可编程中断控制器8259A
7.3.1 8259A的结构与引脚 1．8259A的内部结构
8259A内部结构如图7－5所示（见下页），它由8个部分组 成： （1）数据总线缓冲器 （2）读/写控制逻辑 （3）级联缓冲器/比较器 （4）中断请求寄存器IRR （5）中断屏蔽寄存器IMR （6）正在服务寄存器ISR （7）优先权分析器PR （8）控制逻辑 2．8259A的引脚
第7章 中断系统
开始
7.1 中断概述
7.1.1 中断的概念 中断是指计算机的CPU在执行主程序时，收到了外部的或
微机原理与接口技术第七章中断控制器
地应对各种突发事件和任务。来自对中断控制器的应用和思考
在实际应用中，中断控制器可以应用于各种需要 实时响应的场景，如工业控制、通信、多媒体处 理等。
在使用中断控制器时，需要注意避免中断嵌套和 中断优先级冲突等问题，以确保计算机系统的稳 定性和可靠性。
在设计计算机系统时，应该充分考虑中断控制器 的性能和功能，以确保计算机系统能够高效地处 理各种中断。
现代的中断控制器功能强大，能够同 时处理多种不同类型的中断，支持更 复杂的控制逻辑和优先级管理。
02
中断控制器的结构和工作原理
中断控制器的结构
请求触发器
用于检测中断请求信号，当有中断请 求时，触发器被置位。
优先权编码器
将多个中断源的优先级进行编码，确 定哪个中断源具有最高优先级。
排队器
对多个同时发生的中断请求进行排队， 按照优先级顺序进行处理。
任务管理
中断控制器能够对系统中的任务进行管理，包括任务的创建、删除、挂起和恢复等操作， 使得系统能够更好地控制和管理任务。
优先级管理
中断控制器能够对任务的优先级进行管理，确保高优先级的任务能够得到优先处理，提 高系统的效率和响应速度。
中断控制器在多媒体处理系统中的应用
音频和视频处理
中断控制器能够实现音频和视频的实时处理，使得系统能够快速响 应音频和视频的输入和输出请求。
03
02
允许中断
通过设置控制寄存器，允许某些中 断源的中断请求。
中断处理程序调用
当微处理器响应中断请求时，自动 调用相应的中断处理程序。
04
03
中断控制器的编程与使用
中断控制器的编程语言和工具
编程语言
汇编语言、C语言、机器语言 等。
工具
在实际应用中，中断控制器可以应用于各种需要 实时响应的场景，如工业控制、通信、多媒体处 理等。
在使用中断控制器时，需要注意避免中断嵌套和 中断优先级冲突等问题，以确保计算机系统的稳 定性和可靠性。
在设计计算机系统时，应该充分考虑中断控制器 的性能和功能，以确保计算机系统能够高效地处 理各种中断。
现代的中断控制器功能强大，能够同 时处理多种不同类型的中断，支持更 复杂的控制逻辑和优先级管理。
02
中断控制器的结构和工作原理
中断控制器的结构
请求触发器
用于检测中断请求信号，当有中断请 求时，触发器被置位。
优先权编码器
将多个中断源的优先级进行编码，确 定哪个中断源具有最高优先级。
排队器
对多个同时发生的中断请求进行排队， 按照优先级顺序进行处理。
任务管理
中断控制器能够对系统中的任务进行管理，包括任务的创建、删除、挂起和恢复等操作， 使得系统能够更好地控制和管理任务。
优先级管理
中断控制器能够对任务的优先级进行管理，确保高优先级的任务能够得到优先处理，提 高系统的效率和响应速度。
中断控制器在多媒体处理系统中的应用
音频和视频处理
中断控制器能够实现音频和视频的实时处理，使得系统能够快速响 应音频和视频的输入和输出请求。
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02
允许中断
通过设置控制寄存器，允许某些中 断源的中断请求。
中断处理程序调用
当微处理器响应中断请求时，自动 调用相应的中断处理程序。
04
03
中断控制器的编程与使用
中断控制器的编程语言和工具
编程语言
汇编语言、C语言、机器语言 等。
工具
第七章 微型计算机中断系统
7.1 概述
二、中断分类 8086/8088中断源类型
软件中断指令 n 溢出中断 断点中断 除法错 2 NMI
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中断逻辑
非屏蔽中断请求
0 1 INTR
单步中断 8086/8088CPU内部逻辑
中断控 制器 8259A PIC
可 屏 蔽 中 断 请 求
7.1 概述
二、中断分类 (续) 8086/8088共有256个中断源，分内部中断和 外部中断两大类： 1. 外部中断： 由外部硬件产生的中断。分为非屏蔽中断和 可屏蔽中断两种：
对于不可屏蔽中断和IF无关，也不用判 断中断源，直接转到中断 2，在中断处理过 程过程中仍能响应不可屏蔽中断。
对于软件中断由程序设定，能被不可屏 蔽中断和可屏蔽中断所中断。
8086/8088 中断过程
非屏蔽中断 内部中断
中断请求
可屏蔽中断 第1个INTA周期 第2个INTA周期读 中断向量码 FLAGS→((SP)-1) ((SP)-2) (CS)→((SP)-3) ((SP)-4) (IP)→((SP)-5) ((SP)-6) (SP)-6 →SP 0 →IF 0 →TF (4n) (4n+1) → (IP) (4n+2) (4n+3) → CS 中断处理
7.2 中断处理过程
二、中断向量表 中断n的服务程序 入口地址存放在 4n 开始连续的4 个单元中
(4×0+2) (4×0 +3) 两个单元 (4×0) ห้องสมุดไป่ตู้4×0 +1) 2个单元
3FFH
n=255
3FCH
. . .
008H
CS
004H IP CS 000H IP
微机原理课件第七章微型计算机中断系统
中断判优
CPU根据中断优先级和状态等信 息，判断哪个中断请求应先被响 应。
中断响应
CPU响应中断请求，将当前程序 的计数器PC和状态寄存器PSW保 存到堆栈中，并跳转到相应的中 断处理程序入口地址。
执行中断服务程序
CPU执行相应的中断处理程序， 完成对突发事件的响应和处理。
中断请求
当某个事件发生时，相应的中断 源向CPU发出中断请求。
中断的历史与发展
中断的概念最早出现在1950年代的真空管计算机中，当时主要用于实现人机交互。
随着集成电路和计算机技术的发展，中断系统逐渐完善，并广泛应用于各种计算机 系统中。
现代计算机的中断系统已经实现了向量中断、可编程中断控制器等技术，能够更好 地满足各种应用需求。
02
中断的基本概念
中断的定义与特点
VS
实时处理广泛应用于工业控制、航空 航天、医疗设备等领域，对于这些领 域来说，系统的实时性至关重要，中 断系统的快速响应和高效处理能力能 够保证系统的稳定性和可靠性。
多任务处理
多任务处理是指计算机系统同时处理多个任务的能力。在多任务处理中，中断系统同样扮演着重要的角色。当多个任务同时 请求计算机系统进行处理时，中断系统能够根据任务的优先级和紧急程度进行调度和管理，确保系统能够高效地完成多个任 务。
中断向量包括中断处理程序的地址和中断类型号，通过中 断向量表可以快速找到对应的中断处理程序地址，从而实 现快速响应和处理中断。
04
中断处理过程
中断请求与优先级
中断请求
当某个外部事件需要CPU立即处 理时，相应的设备会向CPU发出 中断请求信号。
中断优先级
多个中断同时发生时，CPU会根 据中断优先级的高低来决定先处 理哪个中断。
CPU根据中断优先级和状态等信 息，判断哪个中断请求应先被响 应。
中断响应
CPU响应中断请求，将当前程序 的计数器PC和状态寄存器PSW保 存到堆栈中，并跳转到相应的中 断处理程序入口地址。
执行中断服务程序
CPU执行相应的中断处理程序， 完成对突发事件的响应和处理。
中断请求
当某个事件发生时，相应的中断 源向CPU发出中断请求。
中断的历史与发展
中断的概念最早出现在1950年代的真空管计算机中，当时主要用于实现人机交互。
随着集成电路和计算机技术的发展，中断系统逐渐完善，并广泛应用于各种计算机 系统中。
现代计算机的中断系统已经实现了向量中断、可编程中断控制器等技术，能够更好 地满足各种应用需求。
02
中断的基本概念
中断的定义与特点
VS
实时处理广泛应用于工业控制、航空 航天、医疗设备等领域，对于这些领 域来说，系统的实时性至关重要，中 断系统的快速响应和高效处理能力能 够保证系统的稳定性和可靠性。
多任务处理
多任务处理是指计算机系统同时处理多个任务的能力。在多任务处理中，中断系统同样扮演着重要的角色。当多个任务同时 请求计算机系统进行处理时，中断系统能够根据任务的优先级和紧急程度进行调度和管理，确保系统能够高效地完成多个任 务。
中断向量包括中断处理程序的地址和中断类型号，通过中 断向量表可以快速找到对应的中断处理程序地址，从而实 现快速响应和处理中断。
04
中断处理过程
中断请求与优先级
中断请求
当某个外部事件需要CPU立即处 理时，相应的设备会向CPU发出 中断请求信号。
中断优先级
多个中断同时发生时，CPU会根 据中断优先级的高低来决定先处 理哪个中断。
第7章_微型计算机中断系统资料
§7-1 概述 ——中断概念
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 序进入中断服务子程序，这些中断服务程序的入口地址存放 在中断向量表中。内存中专门开辟一个区域，存放中断向量 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，中断系统判别中断申请 的优先级，CPU响应优先级高的中断，挂起优先级低的 中断。当CPU在运行中断服务子程序时，又有新的更高 优先级的中断申请进入，CPU要挂起原中断进入更高级 别的中断服务子程序，实现中断嵌套功能。
第 8页
2018年10月25日星期四
§7-1 概述 ——中断分类
⑵可屏蔽中断请求 由CPU的引脚INTR引入，采用电平触发，高电平有效， INTR信号的高电平必须维持到CPU响应中断才结束。 可用软件设置来屏蔽，即使外部设备有可屏蔽中断请求， CPU可以不予响应。 由外部设备引起的可屏蔽中断请求要得到响应有两个条 件：一个是外设中断请求未被屏蔽，一个是CPU允许响 应中断。
§7-2 中断处理过程 ——CPU响应中断过程
2. CPU响应可屏蔽中断的过程 ① 从数据总线上读取中断类型号，将其存入内部暂存器。 ② 将标志寄存器PSW的值入栈。 ③ 将PSW中的中断允许标志IF和单步标志TF清0，以屏蔽外部其 它中断请求，避免CPU以单步方式执行中断处理子程字。
④ 保护断点，将当前指令下面一条指令的段地址CS和指令指针IP
2. 中断响应 CPU在每条指令的最后一个T周期检测INTR引脚，一旦检测到有 中断请求，在满足中断响应的条件下(IF＝1)，响应中断，向外设 发出INTA中断响应信号。并保护断点(当前CS，IP和PSW入栈)， 转向中断服务程序。执行完毕，CPU返回中断处，继续向下执行， 称为中断返回。
微机原理第七章中断系统
；中断向量表段基址为0 ；存入偏移地址
；存入段基址
4、8086/8088中断处理过程
1）中断申请 外中断申请（包括NMI、INTR）,内部中断不执行此步。 2）中断响应 响应条件：IF=1，中断允许；中断为高优先级；当前指令已执行完
响应过程：
获取中断类型号； 清除IF和TF的状态标志位； 保存正在执行的主程序断点；
2、8086/8088内部中断的特征
Biblioteka 中断类型代码是指令中指定的，或隐含的，或是预定的。 CPU不执行中断响应总线周期INTA。 除单步中断外，其他内部中断的优先级都比外部中断的要高， 都不能被屏蔽（禁止）。 单步中断的优先级是所有中断里最低的，它可以用中断允许 标志位TF置0来屏蔽。
保护现场 执行中断服务程序 恢复现场 开中断 中断处理过程通常由软件来完成。
中断请求
中断判优
中断响应
5、中断返回
中断服务程序的最后一条指令是中断返回指令IRET， 回到主程序断点处继续执行。 中断处理
中断返回
中断服务程序入口
入口地址：
CPU 响应中断后 自动关中断 保护现场 起始部分 开中断 中断服务 关中断 恢复现场 开中断 中断返回 结尾部分 主体部分
三、 中断的一般处理过程
这里以外设中断处理过程为例。一个完整的中 断处理过程应包括：中断请求、中断排队、中断响 应、中断处理、中断返回。 1、中断请求 中断源向CPU发出中断请求(INT)： 外设准备好，信息交换； 当前执行程序允许中断请求，即IF=1
CPU: CPU复位时，自动关中断。 CPU响应中断后自动开中断。
中 断 服 务 程 序 框 图 与 程 序 示 例
；开中断 ；中断返回
《微机原理》教学课件 第7章中断系统
类型 IFH 类型 FFH
每个中断向量占4 个字节，256个中 断向量共占1K个单
元。
Байду номын сангаас
15页
2021/8/7
第7章 中断系统
7.3.3 8086硬件中断的响应时序
1．8086硬件中断的响应过程 ⑴ CPU读取中断类型码并存入暂存器； ⑵ 标志寄存器值压栈保护； ⑶ IF和TF清零，即禁止单步执行中断服务程序； ⑷ 保存断点，即将断点地址（CS，IP）压栈保护； ⑸ 根据中断类型码从中断向量表中取出中断向量，转 入中断服务程序执行。
⑵ 实现优先排队。响应优先级最高的中断请求。 ⑶ 实现中断嵌套。当CPU响应某一中断并进行处理 时，若有优先级更高的中断源发出申请，则响应。
4页
2021/8/7
第7章 中断系统
8.1.2 中断源类型
⑴ 处理机内部中断：如零作除数，为调试程序设 置的断点等。
⑵ I/O设备中断：如键盘、打印机等输入输出设 备引起的中断。
⑶ 故障处理。如电源掉电及软、硬件故障等，提 高了计算机系统的可靠性。
3页
2021/8/7
第7章 中断系统
⑷ 实现人机对话。操作人员通过控制台发命令， 对系统进行随机干预。
⑸ 实现多机系统中各主机间的联系。实现多机系 统中，各个处理机之间的信息交流和任务切换。
3．中断系统的功能
⑴ 实现中断和返回。CPU判断中断源，转入相应 中断处理程序，处理完毕后返回原断点，继续执行。
D6 5
D7～D0
IR7～IR0
D5 6 D4 7
CS RD WR A0 SP/EN INT
8259A
CAS0 CAS1 CAS2 INTA
VCC GND
微型计算机的中断系统(2)
▪ 中断向量：把各个中断服务子程序的入口都称为一个中断向量；
▪ 中断向量表：将这些中断向量按一定的规律排列成一个表，就是所谓的中断向 量表，当中断源发出中断请求时，即可查找该表，找出其中断向量，就可转入 相应的中断服务子程序。
▪ 向量表地址：中断向量在中断向量表中的位置。
8086中断系统中的中断向量表是位于0段的0～3FFFH的存贮区内，每个中断 向量占四个单元，其中前两个单元存放中断处理子程序的入口地址的偏移量(IP)， 低位在前，高位在后；后两个单元存放中断处理子程序入口地址的段地址(CS)， 也是低位在前，高位在后，整个中断向量的排列是按中断类型号进行的。
控制。当其中某位置”0”时，则相应的中断请求可以向CPU提出；否则，相应 的中断请求被屏蔽，即不允许向CPU提出中断请求。该寄存器的内容为8259A的 操作命令字OCW1，可以由程序设置或改变。 ▪ 中断服务寄存器ISR： 8位，当CPU正在处理某个中断源的中断请求时，ISR寄存 器中的相应位置1。 ▪ 优先级比较器PR：用以比较正在处理的中断和刚刚进入的中断请求之间的优先 级别，以决定是否产生多重中断或中断嵌套。
最高
非屏蔽中断NMI
可屏蔽中断INTR
单步中断
最低
中断类型码或者包含在指令中，或者预先规定； 所有内部中断和NMI中断都不执行INTA总线周期； 除单步中断外，任何内部中断都无法禁止且都比外部中断优先级高；
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第七章：微型计算机的中断系统——8086的中断系统
中断向量和中断向量表
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第七章：微型计算机的中断系统——8086的中断系统
中断分类及中断类型码
8086/8088系统最多可处理256级不同类型的中断。
▪ 中断向量表：将这些中断向量按一定的规律排列成一个表，就是所谓的中断向 量表，当中断源发出中断请求时，即可查找该表，找出其中断向量，就可转入 相应的中断服务子程序。
▪ 向量表地址：中断向量在中断向量表中的位置。
8086中断系统中的中断向量表是位于0段的0～3FFFH的存贮区内，每个中断 向量占四个单元，其中前两个单元存放中断处理子程序的入口地址的偏移量(IP)， 低位在前，高位在后；后两个单元存放中断处理子程序入口地址的段地址(CS)， 也是低位在前，高位在后，整个中断向量的排列是按中断类型号进行的。
控制。当其中某位置”0”时，则相应的中断请求可以向CPU提出；否则，相应 的中断请求被屏蔽，即不允许向CPU提出中断请求。该寄存器的内容为8259A的 操作命令字OCW1，可以由程序设置或改变。 ▪ 中断服务寄存器ISR： 8位，当CPU正在处理某个中断源的中断请求时，ISR寄存 器中的相应位置1。 ▪ 优先级比较器PR：用以比较正在处理的中断和刚刚进入的中断请求之间的优先 级别，以决定是否产生多重中断或中断嵌套。
最高
非屏蔽中断NMI
可屏蔽中断INTR
单步中断
最低
中断类型码或者包含在指令中，或者预先规定； 所有内部中断和NMI中断都不执行INTA总线周期； 除单步中断外，任何内部中断都无法禁止且都比外部中断优先级高；
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中断向量和中断向量表
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第七章：微型计算机的中断系统——8086的中断系统
中断分类及中断类型码
8086/8088系统最多可处理256级不同类型的中断。
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第3章
微机系统的中断系统
3.3.2 中断响应
CPU给设备发出一个中断应答信号；当外设 提出的中断申请被CPU接收并认可后，首先解决 的是必须关中断，其次是微处理器在处理中断、 实现控制权的转移前必须把当前程序状态保存起 来，最后是查找中断源，即查找提出中断请求的 是外围设备还是内部系统。
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0010H
0014H
备用 的中 断指 针 用户使 用的中 断指针
0080H
第3章
微机系统的中断系统
表 中 断 向 量 地 址 一 览 表
3.2
第3章
微机系统的中断系统
表3.2 中断向量地址一览表续表
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第3章
微机系统的中断系统
3.3 微机系统的中断过程
• 3.3.1 中断请求
• 3.3.2 中断响应 • 3.3.3 现场保护 • 3.3.4 执行中断服务程序 • 3.3.5 恢复现场 • 3.3.6 中断返回
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第3章
微机系统的中断系统
3.4.1 8259A芯片的功能
8259A作为一种可编程中断控制器，是一种 集成芯片。它用来管理输入到CPU的各种中断申 请，主要外围设备，能提供中断向量、屏蔽各种 中断输入等功能。每一个8259A芯片都能直接管 理8级中断，最多可以用9片8259A芯片级连，由 其构成级连机构可以管理64级中断。
• 3.2.3 异常
• 3.2.4 中断的优先权及其管理 • 3.2.5 中断向量表
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第3章
微机系统的中断系统
3.2.1 中断源
单步 (tf=1)
除数 0 溢出
INT n 指令
INT 指令
8259A 中断 控制器
中断控制逻辑
非屏蔽中断
图3.3 微机系统中的各种中断源
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第3章
微机系统的中断系统
（3）中断类型号32~255为用户使用的中断指针，占用 0080H~03FFH的896个字节，它可由用户指定。
第3章
微机系统的中断系统
0000H 0004H
除数零中断 单步中断 NMI 中断 单字节中断 溢出中断
0008H 000CH
专 用 的 中 断 指 针
图 3 7 中 断 向 量 指 针 表
计算机采用中断控制技术主要用在以下 三个方面：
• • • （1）故障处理 （2）分时操作 （3）实时处理
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第3章
微机系统的中断系统
3.1.2 中断过程与中断技术
一个完整的中断过程由中断请求、中断判 优及屏蔽、中断响应、中断处理及中断返回五 个部分组成。微机系统中使用的中断技术有单 线中断、多级中断、矢量中断三种。图3.1为微 处理器的3种中断技术示意图。一个完整的中断 过程，如图3.2所示。
图 3 2 一 个 完 整 的 向 量 中 断 过 程
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.
中断处理
中断返回
自动结束？ N CPU 发中断结束命令给中断控制器
Y
CPU 执行中断返回指令 IRET 返 回到断点现场，继续执行原程序
第3章
微机系统的中断系统
3.2 微机系统的中断类型及机构
• 3.2.1 中断源
• 3.2.2 中断类型
IN AL,100H
SAL AL,1
；查询
；寄存器逻辑左移1
JC SERV A
；为1则执行A服务程序
SAL AX,1 ；寄存器逻辑左移1
第3章
微机系统的中断系统
JC SERV B；为1则执行B服务程序 ……………..
SAL AL,1 ；寄存器逻辑左移1 JC SERV H ；为1则执行H服务程序
SERV H
第3章
中断请求 中断判优
微机系统的中断系统
各个设备异步实时提出中断请求
中断控制器按判优原则选中 当前优先级最高的中断请求
CPU 执行完当前一条指令
中断响应
中断有效？ N Y 允许中断？ Y 向中断控制器输出 INTA 表示中断应答 中断控制器给 CPU 输出选中的中断信号 CPU 将中断号乘 4 做为中断向量地址 到中断向量表获取相应的中断向量 CPU 禁止中断（置标志 IF=0）并保护 断点现场（返回地址）转向中断服务程序 CPU 执行中断服务程序完成设备请求服务 N CPU 取下一条指令
3.2.5 中断向量表
中断向量表由三部分组成，如图3.7所示。地址如表3.2所 示。 （ 1 ） 中 断 类 型 号 0~4 为 专 用 中 断 指 针 ， 占 用 0000H~0013H的20个字节，并且用户不能对其修改。 （ 2 ） 中 断 类 型 号 5~13 为 保 留 中 断 指 针 ， 占 用 0013H~007FH的108个字节，这是Intel公司保留的中断指 针，用户不应使用。
中断请求信号
外调 A CPU 中断响应信号
外设 B
外设 C
允许 中断 接收 请求
允许 中断 接收 请求
允许 中断 接收 请求
图3.4 排队链优先权的控制方法
第3章
微机系统的中断系统
外设 A 中 中央 处理器 CPU 断 控 制 器
外设 B
外设 C
中断请求 允许接受
中断请求 允许接受
中断请求 允许接受
第3章
微机系统的中断系统
3.3.3 现场保护
为了确保在中断完成之后，程序能正确地返回 到原来的断点处，继续执行原程序的下一条指令， 必须对断点处的各种数据进行现场保护，主要是标 志寄存器和CS、IP的值，我们可以将其压入堆栈 中，利用堆栈来进行保护。同时还要清除中断标志 IF和TF，关闭中断。
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第3章
微机系统的中断系统
表3.1为异常一览表
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第3章
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3.2.4 中断的优先权及其管
1．优先权概念
根据中断源提出中断申请的轻重缓急为每个 中断源确定CPU对它们响应的优先权。CPU在分 配优先权时，一般是按照提出中断的外设的速度 和它们在微机系统中所处的地位来进行分配的。 在8086/8088微机系统中，中断源的优先权由高 到低的顺序依次为：除零数、INT n、INT o、 NMI、INTR、单步执行中断。
第3章
微机系统的中断系统
中断处理程序 原 程 序 中断 请求 中断返回 中断 CPU 响应中断
图3.8 中断过程
第3章
微机系统的中断系统
3.3.1 中断请求
此过程由欲提出中断的外部设备或内部系统 提出。当外部设备需要完成某种特定的操作或者 处理器系统内部出错时，需要CPU进行处理，外 部设备可以向CPU提出中断申请，请求CPU进行 处理。
图3.5 矢量中断优先权的控制系统
第3章
微机系统的中断系统
中断程序入口 保护现场 Y 是 A 设备 N 是 B 设备 N 是 C 设备 N 恢复现场 C 中断服务程序 Y B 中断服务程序 Y A 中断服务程序
图 3 6 软 件 查 询 方 法 流 程 图
.
开中断，返回
第3章
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用软件查询的程序如下： INTER PROC PUSH BX PUSH DX PUSH AX PUSH CX ；现场保护
第3章
微机系统的中断系统
2．中断权的优先管理 （1）用硬件实现中断优先权的管理 最常用的方法是采用、所示的排队链优先权的控 制方法。如图3.4、3.5所示。 （2）用软件实现中断优先权的管理 最常用的方法是软件查询方法，它要借助一些简 单的接口电路来实现，如图3.6所示。
第3章
微机系统的中断系统
第3章
微机系统的中断系统
3.3.4 执行中断服务程序
根据中断类型号N，可以在中断向量表中查 出要执行中断服务程序的入口地址，从而执行相 应的中断处理程序，该程序可以是用户自己编写 的程序，也可以是系统提供的程序。
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第3章
微机系统断处理程序完成后，应当对现场进行恢 复。此时可以将保存在堆栈中的内容弹出，即按 照“后进先出”的原则将相应的值弹出到原来的 寄存器中，从而恢复中断前的状态。
l 中断类型及中断向量 l 中断过程 l 8259A中断原理 l 中断在微机系统中的应用
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第3章
微机系统的中断系统
3.1 中断系统概述
•3.1.1 计算机采用中断控制技术的主要用途
•3.1.2 中断过程与中断技术
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第3章
微机系统的中断系统
3.1.1 计算机采用中断控制技术的主要用途
3.2.2 中断类型
1．外部中断
（1）可屏蔽中断INTR、（2）非可屏蔽中断NMI 2．内部中断 （1）除数零中断、（2）单步执行中断、 （3）溢出中断、（4）指令中断
3．软件中断
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第3章
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3.2.3 异常
异常是在指令执行期间检测到的不正常的或非 法的状态，使指令不能成功执行。异常分为：故障、 陷阱和中止（或失败）。故障是引起该故障的程序 可被恢复执行的异常。陷阱是在指令执行期间被检 测到的，并在引起异常的指令执行之后向系统报告 的一种异常。中止（失败）是微处理器面临严重错 误时产生的异常。
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第3章
微机系统的中断系统
微型计算机系统的中断过程大致分为： 中断请求：由需要提供中断服务程序的设备 提出；中断响应：CPU给设备发出一个中断 应答信号；现场保护：保护执行中断服务程 序前的各种信息；执行中断服务程序：完成 特定的操作；退出中断服务程序：恢复现场。 微机中断过程如图3.8所示。
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第3章
微机系统的中断系统
3.3.6 中断返回
任何一个中断都必须在中断服务程序 的末尾并在中断服务程序指令返回之前重 新开中断。