第八章 输入输出和中断
《汇编语言程序设计》第8章输入、输出与中断
输入输出程序设计示例
读取键盘输入
通过IN指令读取键盘控制器端 口的数据，解析按键信息。
控制LED显示
通过OUT指令向LED控制端口 发送数据，控制LED的亮灭和闪 烁。
串行通信程序设计
通过IN和OUT指令实现串行数 据的发送和接收，需要设置串 行通信参数和端口地址。
并行通信程序设计
通过IN和OUT指令实现并行数 据的传输，需要设置并行通信
改进方向
进一步加强汇编语言编程和调试技能的学习和实践，提高代码质量和效率。同时，探索更多的输入输出和中断应 用场景，拓展知识面和应用能力。
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CPU在执行输入输出指令时，可能需要等待外部设备的响应，此时CPU 可以转而执行其他任务，直到收到外部设备的中断请求后再继续执行输 入输出操作。
02 输入输出指令及编程方法
输入输出指令介绍
1 2
IN指令
从端口读取数据到累加器中，可用于读取外设状 态或数据。
OUT指令
将累加器中的数据输出到端口，可用于控制外设 或发送数据。
04 输入输出与中断控制芯片 介绍
典型输入输出控制芯片
01
02
03
8255芯片
具有三个8位并行I/O端口， 可通过编程控制各端口的 工作模式和数据传输方向。
8253芯片
可编程定时/计数器，可生 成定时中断或计数中断， 常用于控制外部设备的定 时操作。
串行通信接口芯片
如8250等，实现串行数据 的传输和控制，常用于与 其他设备的串行通信。
3
端口寻址方式
直接寻址和间接寻址，直接寻址指定端口地址， 间接寻址通过DX寄存器间接指定端口地址。
输入输出及中断技术
查询工作方式例
➢ 外设状态端口地址为03FBH，第5位(bit5)为状态 标志（=1忙，=0准备好）
➢ 外设数据端口地址为03F8H，写入数据会使状态 标志置1 ；外设把数据读走后又把它置0。
➢ 试画出其电路图，并将DATA下100B数据输出。
47
D7-D0
IOW
A9 | A3 A15 | A10
6
1、I/O 接口电路的基本功能
1. 对输入/输出数据进行缓冲、隔离和锁存
2. 对信号的形式和数据格式进行交换与匹配
3. 提供信息相互交换的应答联络信号
计算机执行指令时所完成的各种操作都是在规定的时钟信号下完 成的，并有一定的时序。而外部设备也有自己的定时与逻辑控制， 但通常与CPU 的时序是不相同的。外设接口就需将外设的工作状 态(如“忙”、“就绪”、“中断请求”)等信号及时通知CPU， CPU根据外设的工作状态经接口发出各种控制信号、命令及传递 数据，接口不仅控制CPU 送给外设的信息，也能缓存外设送给 CPU 的信息，以实现CPU 与外设间信息符合时序的要求，协调工 作。
30
图6.5 74LS374作为输出接口
31
图6.6 74LS374用作输入接口
32
I/O接口综合应用例
根据开关状态在7段数码管上显示数字或符号 设输出接口的地址为F0H 设输入接口地址为F1H 当开关的状态分别为0000～1111时，在7段数
码管上对应显示’0’～’F’
7段数码管图见教材p255
A2 A1 A0
IOR
74LS138
&G
Y0
≥1
G2A
G2B
C
Y3
B
A
D5
≥1 3F8H
第八章-输入输出系统(共64张PPT)全文编辑修改
3、中断类型：
– 按中断产生的位置： • 外部中断：CPU以外的部件引起的中断。 外中断又可分为不可屏蔽中断和可屏蔽中断 两种。不可屏蔽中断优先级较高，常用于 应急处理，如掉电、内存读写校验错等。 可屏蔽中断级别较低，常用于一般I/O设 备的数据传送。
• 内部中断：由CPU内部硬件或软件引起的中 断，如单步中断、溢出中断。
路之前，还要受到屏蔽触发器的控制。
当MASK=1，表示对应中断源的请求被屏蔽。 当MASK=0，才允许对应中断源的请求参与排队判优
中断屏蔽寄存器的作用
INT
≥1
由程序 控制
中断屏蔽 0 1 0 1 0 1 0 1 寄存器 ＆
向 量 地 址
……
编 码 器
排 队 逻 辑
＆
＆
＆ 0 1 0 1 0 1 0 1 中断请求 寄存器
程序查询方式——程序流程图
设置计数值
修改计数器
设置内存缓冲区首址
比如指令系统中的软中断指令INT n。 中断处理次序和中断响应次序是两个不同的概念：
否
中断事件在提出中断请求的同时，通过硬件向主机提供中断服务程序的入口地址，即向量地址。 传送完？
CPU等候输入设备的数据成为有效
（2）数据通道中断源，也称直接启存动储外器设存放（DMA）操作。
3级
4级
则 只 需 使 中 断 屏 蔽 码 改 （1）一般的输入、输出外围设备。
一般是故障引起的中断最优先；
为： 第1级 1 1 1 1 （4）DMA传送速度快，CPU和外设并行工作，提高了系统的效率；
先由主机通过启动指令启动外设工作，启动后主机用测试指令不断查询外设工作状态，当输入设备处于准备好状态或输出设备处于空闲状态时，
计算机组成原理习题 第八章输入输出系统
第八章输入输出系统一、填空题；1.直接内存访问（DMA）方式中，DMA控制器从CPU完全接管对的控制，数据交换不经过CPU,而直接在内存和之间进行。
2.通道是一个特殊功能的，它有自己的专门负责数据输入输出的传输控制。
3.并行I/O接口和串行I/O接口是目前两个最具有权威性的标准接口技术。
4.在计算机系统中，CPU对外围设备的管理，除了程序查询方式、程序中断方式外，还有方式、方式和方式。
5.程序中断方式控制输入输出的主要特点是，可以使A 和B 并行工作。
6.DMA控制器按其A 结构，分为B 型和C 型两种。
7.通道是一个特殊功能的A ，它有自己的B 专门负责数据输入输出的传输控制，CPU只负责C 功能。
8.通道有三种类型：A 通道、B 通道、C 通道。
9.二、选择题：1.下面有关“中断”的叙述，______是不正确的。
A.一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中断请求B.CPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序C.中断方式一般适用于随机出现的服务D.为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行程序，必须进行现场保存操作2.中断向量地址是______。
A. 子程序入口地址B. 中断服务例行程序入口地址C. 中断服务例行程序入口地址的地址D. 主程序返回地址3.在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，其转换是通过______。
A. 移位寄存器B. 数据寄存器C. 锁存器D. 指令寄存器4.下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是______。
A. PPU(外围处理机)方式B. 中断方式C. DMA方式D. 通道方式5.采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用______的时间。
A. 一个指令周期B. 一个机器周期C. 一个时钟周期D. 一个存储周期6.发生中断请求的条件是______。
A. 一条指令执行结束B. 一次I/O操作开始C. 机器内部发生故障D. 一次DMA操作开始7.中断向量地址是______。
计算机组成原理课件第08章
一、接口的功能和组成
1、总线连接方式的I/O接口电路 、总线连接方式的 接口电路 在总线结构的计算机系统中，每一台 I/O设备都是通过I/O接口挂到系统总线上 的。如图示：
数据线： 数据线：传送数据信息 ，其根数一般等于存储 字长的位数或字符的位 数。双向。 设备选择线： 设备选择线：传送设备 码，其根数取决于I/O指 令中设备码的位数。单 向。 命令线： 命令线：传输CPU向设 备发出的各种命令信号 ，其根数与命令信号多 少有关。单向总线。 状态线： 状态线：向主机报告I/O 设备状态的信号线。单 向总线。
CPU在任何瞬间只能接受一个中断源 CPU在任何瞬间只能接受一个中断源 的请求。 的请求。因此，当多个中断源提出中断请 求时，CPU必须对各中断源的请求进行排 队，且只能接受级别最高的中断源的请求 ，不允许级别低的中断源中断正在运行的 中断服务程序。此时，就可用MASK来改 变中断源的优先级别。 另外，CPU总是在统一的时间，即执 CPU总是在统一的时间， 总是在统一的时间 行每一条指令的最后时刻， 行每一条指令的最后时刻，查询所有设备 是否有中断请求。 是否有中断请求。 接口电路中D、INTR、MASK和中断 查询信号的关系如图示：
2、排队器 、 当多个中断源同时向CPU提出请求时，经 排队器的排队，只有优先级高的中断源排上 队，这样就能实现CPU按中断源优先级的高 低响应中断请求。 下图是设在各个接口电路中的排队电路— —链式排队器。
其中首尾相接的虚线部分组成的门电路是排 当各中断源均无中断请求时，各INTRi 为高电 队器的核心，由一个非门和一个与非门构成。 平，其INTP1 '、 INTP2' 、 INTP3 '……均为高电平 中断源优先级最高的是1号中断源。当多个中 。一旦某中断源提出中断请求,就迫使比其优先级 断源提出中断请求时，排队器输出端INTPi， 低的中断源之INTPi '变为低电平，封锁其发中断 只有一个为高电平，表示该中断源排上队。 请求。
输入输出方式
计算机组成原理第八章 输入/输出系统8.2 输入/输出方式1输入/输出方式无条件I/O方式01程序控制I/O方式02中断I/O方式03DMA（Direct MemoryAccess）方式04通道方式05I/O处理机方式062无条件I/O方式在程序的适当位置直接安排I/O指令，当程序执行到这些I/O指令时，CPU默认外设始终是准备就绪的（I/O总是准备好接收CPU的输出数据，或总是准备好向CPU输入数据），无需检查I/O的状态，就进行数据的传输；硬件接口电路和软件控制程序都比较简单。
输入时，必须确保CPU执行I/O指令读取数据时，外设已将数据准备好；输出时，必须确保外部设备的数据锁存器为空，即外设已将上次的数据取走，等待接收新的数据，否则会导致数据传送出错，但一般的外设难以满足这种要求。
3程序控制I/O方式一种早期计算机采用的输入/输出方式，数据在计算机和外设之间的传送全部靠计算机程序控制；计算机执行I/O指令时，先获取外设状态，并根据外设的状态决定下一步操作。
3程序控制I/O方式程序查询的I/O原理u程序先向I/O设备发出I/O命令字；u读取I/O设备工作状态信息；u检查状态字中的标志，看是否可以进行数据交换；u若设备未准备就绪，则返回到上步，重复查询；否则，发出设备准备就绪信号；u CPU与I/O接口的数据缓冲寄存器进行数据交换，与此同时，将接口中的状态标志复位。
3程序控制I/O方式设备状态字寄存器u用来标志设备的工作状态，以便接口对外部设备进行监视。
u CPU通过程序查询设备状态位来判断设备的状态。
u因此，设备状态寄存器是设备对主机的窗口，主机通过它了解设备的状态，并对设备设置操作方式。
u设备状态寄存器又叫设备状态字（DSW）是设备所有状态的集合，每种状态均用一个触发器来表示。
3程序控制I/O方式程序控制I/O方式特点：何时对何设备进行输入输出操作完全受CPU控制，外围设备与CPU处于异步工作关系，数据的输入/输出都要经过CPU。
第八章中断系统第九章DMA控制器
为CPU专用；一部分是由磁盘操作系统DOS保留为 系统使用，用户可以使用200个左右中断。
§8.5 IBM PC/XT的中断方式
第九章 DMA控制器
DMA：direct memory access
直接存储器访问技术，适合高速的数据交换
2. 硬件优先权排队电路
(1)中断优先权编码电路
若有8个中断源，当任意一个有中断请求时，通过或门， 即可有一个中断请求信号产生，能否送至CPU的中断请 求线，还要受比较器的控制。
(2)雏菊花环(Daisy Chain)式或称为链式优先权排队电 路
§8.3 中断优先权及多重中断
中断响应(来自CPU)
§8.3 中断优先权及多重中断
8.3.1 中断优先权
(2)移位法 XOR AL,AL IN AL,[20H] RCL AL, 1 JC PWF RCL AL, 1 JC DISS ……
;输入中断请求触发器的状态 ;外设A中断服务程序 ;外设B中断服务程序
§8.3 中断优先权及多重中断
8.3.1 中断优先权
§8.4 8086/8088的中断方式
3.中断向量表 o 每一种中断类型对应一个中断向量； o 每个中断向量占4个字节，前两个字节存放中断处 理子程序入口地址的偏移量（IP），后两个字节存放 中断处理子程序入口地址的段地址（CS）； o 256个中断中：0-4为专用中断，5-31为系统保留 （21个），32以上共224个为用户自定义中断。
内部中断
INT n指令—类型为n的中断指令
软件中断 INT 3指令—断点中断指令 INT0指令—溢出中断指令
IRET指令—中断返回
《计算机组成原理》8-输入输出系统
允许中断３
INTA &
&
&
允许中断４ &
&
&
&
1
1
1
1
INTR1
INTR2
INTR3
（ b） 串 行 优 先 链 中 断 排 队 线 路
INTR4
&
至下一级
≥1
INT
程序中断方式
2、中断的处理过程
✓ 软件排队的基本做法是：当CPU访问到 INT0
中
有中断请求时，则保留好中断断点后立
断 服
即进入软件排队程序的入口。从最高优
✓ 中断排队的实现 可以用硬件排队或软件排队两种方法来实现
➢ 硬件排队方式 硬件排队的基本特点是，优先级别高的中断源提出中 断请求后，就自动封锁优先级别较低的中断源的中断请求
➢ 软件排队方式 软件排队是通过编写查询程序实现的。
程序中断方式
2、中断的处理过程
➢ 硬排队方式 I N T R0
INTR1 1
程序直接控制方式
2、条件传送方式
✓ 通过程序查询接口中的状态来控制数据传送的方式，也被称为程序查询 方式。
✓ 程序查询方式中，在执行一次有效的数据传送操作之前，必须对外部设 备的状态进行查询，如果外部设备准备就绪，才能执行数据传送操作。
程序直接控制方式
2、条件传送方式
检查状态标记
N 准备就绪？ Y 执行数据传送
I/O接口
1、接口的概念
✓ 介于主机与外部设备之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路，简称I/O接口
（Interface）
✓ 对于主机，I/O接口提供了外部设备的工作状态及数据；对于外部设备，I/O
第8章输入输出设备
教学内容安排•第一章绪论•第二章数码系统•第三章运算方法和运算器•第四章存储系统•第五章指令系统•第六章中央处理器•第七章输入输出设备•第八章输入输出系统第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•输入输出控制方式第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•计算机主机要与输入输出设备交换信息，仿照存储器的编址方式，可给各台外部设备分配一个或多个端口地址•输入输出控制方式–统一编址方式–独立编址方式第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•I/O端口与存储器独立编址•是指系统中的输入输出设备与主存储器构成两个独立的空间–直接端口寻址：端口地址用8位地址码表示，并且是指令码的一部分。
•IN AL,21H–间接寻址方式：端口地址由16位地址码表示，并存放在DX中，即DX寄存器的内容作为端口地址。
•OUT DX,AL第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•与内存统一编址–优点：不需专门的输入输出指令，缩小了指令规模–缺点：挤占了可供用户使用的内存空间第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•总线分类第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线控制方式–串行链式查询方式–计数定时查询方式–独立请求方式第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线通信方式–同步方式–异步方式第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线上信息的传送方式–串行传送方式–并行传送方式第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•程序中断方式第八章输入输出系统8.2 输入输出控制方式•输入输出数据传送控制方式•主机速度与外围设备速度匹配问题•如何提高整机系统性能的问题第八章输入输出系统8.2 输入输出控制方式•程序查询方式•信息在主机和外设之间的传输完全靠计算机程序控制，是在CPU控制下进行的。
微型计算机输入输出和中断课件
目录
• 引言 • 微型计算机的输入输出 • 中断的基本概念 • 中断控制器 • 中断服务例程 • 微型计算机的中断应用
01
引言
课程介绍
01
02
03
课程名称：微型计算机输入输 出和中断
课程性质：专业必修课
适用对象：计算机科学与技术 、软件工程、电子信息工程等
专业本科生
中断的定义和作用
定义
中断是计算机在执行程序过程中，由于出现某种特殊情况，使得计算机暂时停 止正在执行的程序，转去执行相应的处理程序，处理完毕后再返回原程序继续 执行。
作用
中断是计算机系统中实现多任务并发执行的重要机制，它使得CPU能够及时响 应外部事件，提高计算机的实时性和响应能力。
中断的分类
硬件中断
1. 保存被中断程序的现场信息（如寄存器值）
处理流程 2. 执行中断处理程序，完成相应的操作
3. 恢复被中断程序的现场信息
4. 返回到被中断程序继续执行
06
微型计算机的中断应用
中断在实时处理中的应用
实时任务调度
中断可以用于实时任务的调度，当某个实时任务的时间要求 到达时，产生中断，系统响应中断并执行相应的任务处理程 序，保证实时任务的及时完成。
由硬件设备产生的中断，如键盘、鼠标、串 口等。
自愿中断
由程序自愿产生的中断，如进程切换、系统 调用等。
软件中断
由操作系统或应用程序产生的中断，如系统 调用、异常等。
非自愿中断
由程序非自愿产生的中断，如硬件故障、电 源掉电等。
中断处理过程
中断请求
当某个外部事件发生时，相应的设备 会向CPU发出中断请求。
第八章 输入输出格式
第八章输入输出格式知识要点：一、常用屏幕输入输出格式设计语句1、清除屏幕语句：@ <行1，列1> [ CLEAR ] [ TO <行2，列2> ]清除屏幕指定范围内的内容①清除第5行10列后该行的内容②清除第5行第10列右下角区域的内容③清除5行，10列到15行，40列的内容④清除整个屏幕内容2、画矩形框语句：格式一：@ <行1，列1> TO <行2，列2> [ DOUBLE ]格式二：@ <行1，列1> ，<行2，列2> BOX [ 字符串]注：在两种格式中，若无可选项，均画出一个；在格式一中，添加上[ DOUBLE ]选项，则画出一个；在格式二中，BOX后有字符串选项时，则画出一个由组成的，字符串的个数最多个。
3、定位输出语句：@ < 行，列> SAY <表达式>注：SAY后必须是，且各组成项的类型要4、定位输入语句@ < 行，列> [ SAY <表达式> ] GET <变量> [ RANGE <数1>，<数2> ] [ V ALID <条件> ]注：GET后必须是。
此语句需经激活才能输入数据。
5、格式符和功能符的使用（见课本）二、常用屏幕菜单设计语句：1、TEXT文本内容ENDTEXT2、@ <行，列> SAY “文本内容”3、？“文本内容”4、@ <行，列> PROMPT “文本内容”[ MESSAGE “文本”]SET MESS TO NMENU TO <内存变量>注：这四个设计方法中，前三个菜单选择都是依靠用户输入的变量值来决定菜单的功能，而第四个既可以通过用户输入来选择，还可以利用光标带移动来选择；此方法中内存变量得到的是型数据，其值为。
三、格式文件：1、建立格式文件：格式文件的扩展名为。
单片机_接口
输入/输出设备 输入/输出的控制方式 中断的基本概念 MCS-51 的中断系统 MCS-51 的定时/计数器
输入/输出设备
输入设备：
– 定义：往主机传送信息的设备 – 常用的输入设备：
键盘、鼠标、扫描仪、读卡机等
输出设备
– 定义：接收主机信息并送出信息呈现给人们的 设备 – 常用的输出设备：
MCS-51 的多中断源系统设计
MCS-51 的定时/计数器
定时/计数器结构 定时/计数器特相关的殊功能寄存器
– TMOD – TCON
定时/计数器工作方式
– – – – 方式 方式 方式 方式 0 1 2 3
MCS-51 的定时/计数器应用举例
RD
WR
movx A,@DPTR
movx @DPTR,A
AB
条件传送方式（查询方式）
CPU查询外设状态信息(Ready,Busy)，条 件满足时，进行数据传送 程序简单 高速CPU查询低速外设 浪费CPU时间，效率低 输入接口原理图 输出接口原理图 程序流程图
中断方式
中断：要求继行输入、输出的外设，
中断入口地址表
中断源 入地址 同级中断 优先级
IE0 TF0 IE1 TR1 TI+ RI
0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
MCS-51 的中断程序设计举例
ORG 0000H Ex1Svr: push PSW
+5V
P1.7
ajmp Main ORG 0003H
P1.4
输入输出和中断技术优秀课件
接口的功能
设置I/O接口的必要性——I/O设备的多样性使 CPU与I/O设备交换信息比CPU与存储器交换信息 更为复杂，表现在：
1）I/O设备工作速度不同； 2）数据字长多样； 3）处理的信号不同 (模拟或数字信号、并行或串
行) ； 4）所需的控制信号不同。 I/O接口在它连接的CPU与I/O设备之间起转换作 用。
I/O单独编址
属性 统一编址
单独编址
应用 特点
motorola的M6800系列， 80X86 ,MCS96系列，
iMCS51系列
Z80系列
1.I/O端口相当于内存的一部分, 1.端口与存储器分别独立编
使内存容量减小
址，端口不占用内存空间
2.对I/O端口的读/写与对存储器 2.设有专门的 I/O指令对端 的读/写相同，所有可对内存操 口进行读写，内存操作的指 作的指令对I/O端口均可使用 令不能用于I/O端口 3.指令系统中不专设I/O指令
在PC/XT中采用的系统总线标准：PC总线。其中：AEN 引脚信号表示：当为高电平时，CPU让出总线控制权，给 DMA控制器掌管系统总线。
简单I/O接口
三态缓冲器 输入设备通过数据总线向CPU传送数据，首先需通过缓冲 器进行缓冲隔离，当CPU选通缓冲器时，才将数据送到数 据总线上，而其他的输入设备此时与总线隔离。
2、I/O传送方式
不同的传送方式适用不同的I/O设备、不同的工作 环境 ：
程序控制的输入与输出 中断控制的输入与输出 直接存储器访问方式（DMA）
程序控制的输入与输出
程序传送方式以CPU为中心，数据传送的控制来 自CPU，通过执行预先编制的输入/输出程序实现 数据传输。程序传送方式可分为无条件传送和查 询传送方式。
输入输出与中断课件
输入输出接口是计算机与外部设备之间的连接器，它负责将外部设备的信号转换为计算机可以识别的格式，或将 计算机的信号传输给外部设备。常见的输入输出接口包括USB、HDMI、VGA等，它们支持多种设备的连接和数 据传输。
02
中断基础
中断定 义
中断：指在计算机执行程序的过程中，出现某些突发事件或 者异常情况，打断了原有的程序执行流程，转而去执行相应 的中断处理程序。
输入输出与中断的应用场景
在实时系统中，输入输出与中断 技术被广泛应用于数据采集、控
制和通信等方面。
在多媒体处理领域，输入输出与 中断技术用于音频、视频数据的
实时传输和处理。
在网络通信中，输入输出与中断 技术用于数据的发送和接收，保 证数据传输的实时性和可靠性。
输入输出与中断的发展趋势
随着云计算、物联网等技术的发展， 输入输出与中断技术将更加注重分布 式、异构环境下系统的实时性和可靠 性。
随着虚拟现实、增强现实等技术的发展，输入输 出与中断技术也将会在这些领域得到更广泛的应 用，为人们提供更加沉浸式的体验。
未来输入输出与中断技术的发展将呈现出多元化、 智能化、人性化、虚拟化等趋势，为计算机技术 的发展注入新的活力。
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中断处理程序是一种特殊的程序，它可以在任何时候被操作系统调用，以处理各种中断事件。
在中断编程中，我们需要了解中断的基本概念、中断处理程序的编写方法以及如何使用编程 语言提供的中断处理函数或库进行编程。
输入输出与中断的编程实例
• 下面是一个简单的C语言程序，它演示了如何使用 输入输出函数和中断处理函数来实现一个简单的 计算器程序
3
scanf("%d %c %d", &num1, &op, &num2);
输入输出中断总结
输入输出中断总结概述输入输出中断是计算机系统中一种重要的机制，用于处理外设与计算机之间的数据传输。
本文将对输入输出中断的概念、作用、分类和处理流程进行详细的总结和讲解。
什么是输入输出中断？输入输出中断是指当外设需要与计算机进行数据传输时，外设向计算机发出中断请求，使得计算机在完成当前操作后，立即转向处理该中断请求的机制。
在计算机体系结构中，输入输出设备（I/O设备）通常与主机（CPU和内存）通过输入输出接口进行连接。
通过输入输出中断，I/O设备可以在计算机执行其他任务的同时，与主机进行数据交换。
输入输出中断的作用输入输出中断通过降低计算机与I/O设备之间的耦合，使得计算机可以更高效地处理多个外设设备。
同时，输入输出中断还可以提高系统的吞吐量和响应速度，提高计算机系统的整体性能。
主要作用如下：1.提高系统的可靠性：通过中断机制，可以实现I/O设备与主机之间的异步工作，减少了死锁和饥饿等问题。
2.简化I/O设备驱动程序：输入输出中断可以简化驱动程序的设计和开发，减少了编程的复杂性和工作量。
3.提高系统的并发性：输入输出中断可以允许多个外设同时工作，并且可以在计算机执行其他任务时进行数据传输。
4.降低计算机与I/O设备之间的耦合度：通过中断机制，可以将I/O设备和主机解耦，实现I/O设备的独立操作和管理。
输入输出中断的分类根据中断处理的方式，输入输出中断可以分为以下几类：1.外部中断：外部中断是由外部事件或设备引起的中断，例如键盘输入、鼠标点击等。
外部中断通常由外部设备向CPU发出中断请求信号，从而引起中断处理程序的执行。
2.内部中断：内部中断是由CPU内部事件或异常引起的中断，例如溢出、除零错误等。
内部中断通常由CPU自身引发，并且由CPU内部的中断控制器进行处理。
3.软件中断：软件中断是由正在执行的程序通过软件指令触发的中断。
软件中断通常用于系统调用、异常处理等。
输入输出中断的处理流程输入输出中断的处理流程通常包括以下几个步骤：1.中断请求：外设向计算机发出中断请求信号，请求处理器处理中断。
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第八章
输入输出和中断
例:从键盘输入一个小写字母,输出对应的大写字母. 从键盘输入一个小写字母,输出对应的大写字母. code segment assume cs:code start: mov ah, 1 键盘输入 int 21h mov dl, al add dl, 20h mov ah, 2 显示输出 int 21h mov ah, 4ch 终止程序 int 21h code ends end start
2
第八章
输入输出和中断
二,BIOS 中断 (P161) 1,BIOS中断的概念
BIOS(Basic Input/Output System)是PC机的监控程 序,它固化在微型机主板的ROM中,它们一般以中断服务程 序的形式存在.例如,负责显示输出的显示I/O程序为10H号 中断服务程序. 用户程序 BIOS程序直接建立在硬件基础上, 磁盘操作系统(DOS)和其他操作系统 建立在BIOS基础上,各种高级语言则 DOS 建立在操作系统基础上. BIOS 用户程序可以使用高级语言,也 硬件,外设接口 可以调用DOS或其他操作系统,还可以 调用BIOS,甚至直接指挥硬件设备. 3
第八章
输入输出和中断
2, BIOS中断调用方法
BIOS的调用实际上是利用每一台计算机中BIOS固有 的I/O操作程序来方便地解决自己的问题,由于这些已经在 计算机中了,故使用时不必要再把它写入自己的程序,只 要指明它的操作位置就可以了. BIOS调用的基本步骤为: ① 设置分功能号.按实现的操作功能的要求,给指定寄 存器(通常为AH)送入分功能号. ② 设置入口参数.按操作要求,给寄存器填写相应参数 的内容(某些调用无参数). ③ 使用中断语句INT n.执行调用的功能,n为中断号. ④ 分析出口参数.
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第八章
输入输出和中断
2, DOS系统功能调用方法
设置 功能号(AH) 设置 入口参数 执行 INT 21H 分析 出口参数
3,终止程序运行的功能调用
功能号4CH (P332) 功能号 MOV AH , 4CH ; 设置功能号(AH) INT 21H ; 执行INT 21H
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第八章
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Assembly Language Programming
第八章 输入输出和中断
第八章
输入输出和中断
一,中断 (P158) 1,中断的概念
当一种特殊事件发生时,CPU停止正在运行的程序, 转去执行该事件的处理程序,处理完该事件后,再返回原 程序继续正确地执行下去,这个过程就称为中断. 引起中断的事件称为中断源. 中断源可能来自外设的输入/输出请求,也可能是计 算机的一些异常故障或其他内部原因.
4,常用键盘功能调用
①功能号1:带回显示的键盘输入 (P321) 功能号 : 例如:从键盘上输入一个字符 MOV AH , 1 ; 设置功能号(AH) INT 21H ; 执行INT 21H 出口参数: 输入字符的ASCII码存入了AL寄存器 ②功能号0AH:从键盘输入一个字符串 (P322) 功能号 : 例如:MOV AH , 0AH ; 设置功能号(AH) LEA DX , BUFF ;设置入口参数DS:DX INT 21H ; 执行INT 21H 出口参数: 输入的字符串存入了起始地址为BUFF+2的数 组中,字符串的个数存入了BUFF+1中. BUFF+0代表容量.
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系统功能调用INT 21H是一个有近90个子功能的中断 服务程序,这些子功能的编号称为功能号.INT 21H的功能 大致可以分为四个方面,即设备管理,目录管理,文件管 理和其他. 设备管理主要包括键盘输入,显示器输出,打印机 输出,串行设备输入/输出,初始化磁盘,选择当前磁盘和 取剩余磁盘空间等. 目录管理主要包括查找目录项,查找文件,置/取文 件属性和文件改名等. 文件管理主要包括打开,关闭,读写和删除文件等, 这是DOS提供给用户的最重要的系统功能调用.
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三,DOS 功能调用 1,DOS系统功能调用的概念
在8086/8088指令系统中,有一种软中断指令INT n. 每执行一条软中断指令,就调用一个相应的中断服务程序. 当n=5～1FH时,调用 BIOS中的服务程序,一般称作 系统中断调用. 当n=20～3FH时,调用DOS中的服务程序,称作功能 调用. 其中,INT 21H是一个具有调用多种功能的服务程序 的软中断指令,故称其为DOS系统功能调用.
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4,常用显示功能调用
①功能号2:显示一个字符 (P321) 功能号 : 例如:显示字母A MOV AH ,2 ; 设置功能号(AH) MOV DL ,41H ; 显示字符的ASCII码存入了DL INT 21H ; 执行INT 21H ②功能号09H:显示一个字符串 (P322) 功能号 : 例如:MOV AH , 09H ; 设置功能号(AH) LEA DX , BUFF ;设置入口参数DS:DX INT 21H ; 执行INT 21H 作用: 显示起始地址为BUFF的字符串,字符串以美元符 $(ASCII)作为结束符号.
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2,中断分类
8086/8088的中断可分为外部中断和内部中断两类. ①外部中断 外部中断又称为硬中断.它来自处理机的外部条件, 如I/O设备或其他处理机等,以完全随机的方式中断现行程 序而转向中断处理程序. ②内部中断 内部中断又称为软件中断,它通常由3种情况引起: 由 中断指令INT引起的中断,调试程序(DEBUG)设置的中断和 处理CPU某些错误的中断.