2014微机原理与接口技术21

§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
CPU对可屏蔽中断请求的响应过程要执行两个连续的中断响 应INTA总线周期，每个总线周期包括4个时钟周期T1~T4。第一个
中断响应总线周期，CPU通知外设准备响应中断，外设应该准备
好中断类型号，第二个中断响应总线周期，CPU接收外设接口发 来的中断类型号。
5. 软件中断响应过程
① 软件中断由程序设定，没有随机性，它不受中断允许标
志位IF的影响，中断类型号由指令INT n中n决定。 ② 正在执行软件中断时，如果有不可屏蔽中断请求，就会 在当前指令执行完后立即予以响应。 ③ 如果有可屏蔽中断请求，并且IF＝1，也会在当前指令执
行完后予以响应。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
2. 第二个INTA周期
CPU向8259A发出第二个INTA信号，8259A响应第二个INTA，在T2和T3 周期将一个字节的中断类型号N送到数据总线低8位。 CPU读取中断类型号N，乘以4，得到中断向量表的地址继而查得中断 服务程序入口地址。
存放中断服务程序的入口地址而构成的表称为中断向量表
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§ 8-1中断 －中断向量表
3.中断向量表
2）中断向量表

中断向量表又称中断服务程序入口地址表。
8086/8088系统允许处理256种类型的中断，对应类型号为0~FFH。
在存储器的00000H~003FFH，占1K字节空间，用作存放中断向量。 每个类型号对应的中断向量占4个字节，高2个字节存放中断入口地址的 段地址，低2个字节存放段内偏移地址 。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理

中断响应
响应中断后根据不同的中断源形成不同的中断类型码，
在根据中断类型码在中断向量表中寻找到各自的中断服务 程序的入口地址，转入相应的中断处理程序。 例如n=2，则形成中断类型码2，再在中断向量表中找 到n×4=2×4=8开始的连续4个字节单元，从中取出CS：IP，
① 8086要求中断请求信号INTR是一个电平信号，必须维持2个时钟周期的
高电平。否则CPU执行完一条指令后，如果总线接口部件正在执行总线
周期，则会使中断请求得不到响应而执行其他的总线周期。 ② 8086工作在最大模式时，不从INTA引脚上发中断响应脉冲，而是由
S2S1S0组合为000，通过总线控制器8288发出INTA中断响应信号。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
4. CPU响应不可屏蔽中断的过程
① 不必判断IF是否为1，也不是由外设接口给出中断类型号，
从NMI引脚进入的中断请求规定为类型2。 ② 在运行中断子程序过程中，若NMI上有不可屏蔽中断请 求进入，CPU仍能响应。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
进入中断处理程序
又有NMI N Y TEMP=1 N Y
形成中断类型码1 返回 主程 序 标志寄存器出栈 恢复断点CS、IP出栈
执行中断处理程序
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
1. CPU响应可屏蔽中断的四个条件


外设提出中断申请
本中断位未被屏蔽 本中断优先级最高 CPU允许中断
微机原理与接口技术
第二十一讲
自动化学院 王俊宏
公共邮箱 :zdhwjyl@ 密码:wjyl1234
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§7-1 概述 实验一 INTEL88软件实验
时间：2014.5.16 (星期五) 13:30-15:10
地点：第二实验楼南608-610
实验一 程序设计实验 (一) 两个多位十进制数相减实验 (二) 两个数相乘的实验 (三) BCD码相乘实验 LEDSHOW 放在公共邮箱 实验指导书电子稿放在公共邮箱
CPU保护PSW，清标志位IF和TF，将断点返回地址CS和IP入栈，转向 中断服务程序入口。 【注意】8086执行中断响应时，在两个中断响应周期之间要插入2~3个空
闲状态，8088系统并没有在两个中断响应总线周期中插入空闲 状态。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
3.说明
外设向CPU发出中断请求的时间是随机的，而CPU在每条指令
的最后一个机器周期的最后一个T状态去采样中断请求输入线INTR， 当CPU在INTR引脚上接收到一个有效的中断请求信号，而CPU内部 中断允许触发器是开放的(开中断可用指令STI来实现)，且中断接口 电路中的中断屏蔽触发器未被屏蔽，则在当前指令执行完后CPU响 应中断。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
1. 第一个INTA周期
CPU将地址/数据总线置于浮动状态，在T2~T4期间发出中断响
应信号INTA给8259A，表示CPU响应此中断请求，禁止来自
其它总线控制器的总线请求。 在最大模式时，CPU启动LOCK信号，通知系统中总线仲裁器 8289，使系统中其它处理器不能访问总线。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
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序。 ④ 保护断点，将当前指令下一条指令的段地址CS和指令指针IP的值入栈，中断 处理完毕后，能正确返回到主程序继续执行。 ⑤ 根据中断类型号到中断向量表中找到中断向量，转入相应中断服务子程序。 ⑥ 中断处理程序结束以后，从堆栈中依次弹出IP、CS和PSW，然后返回主程序 断点处，继续执行原来的程序。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
3. CPU须执行完下一条指令才响应可屏蔽中断的情况 ① 发出中断请求时，CPU正在执行封锁指令 。 ② 执行向段寄存器传送数据的指令(MOV和POP指令) 。
③ 遇STI和IRET指令。
注意：当遇到等待指令或串操作指令时，允许在指令执行过程 中进入中断，但在一个基本操作完成后响应中断。
主程序
中断1
中断2
中断3
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2）中断嵌套
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第八章 中断和可编程中断控制器8259A
内容提要
8-1 中断
1）中断概念和分类 2）中断的响应和处理过程
8-2 8259A的工作原理 8-3 8259A的应用举例
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§ 8-1 中断—中断响应过程
一、CPU响应中断过程
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中断入口地址偏移地址 中断入口地址段地址
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IP
CS
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§8-1中断 －中断概念和分类
3．中断向量表
000 专 用 中 断 类型0中断入口（除法出错） 类型1中断入口（单步中断） 类型2中断入口（NMI） 类型3中断入口（断点中断） 类型4中断入口（溢出中断） 类型5中断入口
各个中断处理程序的段地址 008 和段内偏移地址按中断类型号顺 序存放在中断向量表中。 （5个） 00C 因此由中断类型号n×4即可 得到相应中断向量的地址，取4n 系 和4n十1单元中的内容(中断入口 统 段内偏移地址)装入指令指针寄 使 用 存器IP，取4n十2和4n十3单元中 内容(中断入口段地址)装入代码 （27个） 段寄存器CS，即可转入中断处 供 理程序。 用 户 使 用
转去执行可屏蔽中断。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
结束当前指令 标志寄存器入栈 Y 形成中断类型码n Y Y
内部中断
N NMI N
TEMP←TF
IF、TF清0
形成中断类型码2
Y 响应中断 读类型码
保护断点CS、IP入栈
INTR
N TF=1 N 执行下一条指令
IF=1 N
Y
IBM PC机中规定优先级从高到低的次序为：
内中断(除法错，INTO，INT n) 不可屏蔽中断(NMI) 可屏蔽中断(INTR) 单步中断
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§8-1中断 －中断概念和分类
4．中断优先级和中断嵌套 2）中断嵌套
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 的中断服务子程序，实现中断嵌套 功能。
为低电平，而ALE在每个总线周期的T1状态输出一个高电平脉冲，作
为地址锁存信号。 ⑥ 软件中断和非屏蔽中断不按照这种时序来响应中断。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
中断处理和返回
由硬件自动完成以下工作：标志寄存器的内容入栈；保护单
步标志TF；清IF标志，在中断处理过程中禁止其它中断进入，
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004
IP CS IP CS
010 014
……
07C 080 类型31中断入口 类型32中断入口 …… 类型255中断入口 IP CS
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03F （224个）
§8-1中断 －中断概念和分类
4．中断优先级和中断嵌套 1）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。
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§ 8-1 中断—8086的中断响应与处理
8086的中断响应与处理分成几步：

ห้องสมุดไป่ตู้
中断查询