第八章中断系统案例

8.2.2 内部中断
1.内部中断(软件中断)
CPU内部请求信号引起的中断均为内部中断，内部中断根据 引起中断的原因不同可分为以下几种： （1）除法错中断（类型号为00H） 当CPU执行除法指令(DIV/IDIV)时，若除数为0或所得的商 超过了寄存器所能表示的最大值，则立即产生一个除法错中断。 CPU响应中断后转去执行除法错中断处理程序。
8.1
中断概述
8.1.1 中断的基本概念
1．中断
所谓“中断”是指 CPU 执行程序过程中，由于某种事件发 生，迫使 CPU 暂时中止正在执行的程序，转去执行该事件的处 理程序，待处理完毕后，又返回到原程序的断点处，继续往下 执行的过程。 2．中断源
引起中断的原因或发出中断请求的来源称为中断源。
8.1.1 中断的基本概念
指令的执行、程序调试中指令的单步运行等都是内部中断源。
外部中断源即引起中断的原因是处理机的外部设备。如外
设的I/O请求、定时时间到、设备故障、电源掉电等都是外部中
断源。
8.1.1 中断的基本概念
（1）外部设备请求中断 （2）故障强迫中断 （3）实时时钟请求中断。 （4）数据通道中断。 （5）程序中断。
8.1.1 中断的基本概念
(3) 能实现中断的嵌套
中断的嵌套是指高级别的中断能中断较低级别的中断处理，
它类似于子程序嵌套。
8.1.1 中断的基本概念
中断最初的目的是为了解决高速CPU与低速外设之间的速 度矛盾。实际上，中断的功能远远超出预期的设计，被广泛地 应用于多方面，大大提高了CPU的工作效率。中断的优点有下
主程序 中断服务程序 有中断请求 中断处理 断点 继续执行 返回断点
中断过程
8.1.1 中断的基本概念
中断系统的功能： 1）实现中断及返回 包括发现中断请求，相应中断请求，中断处理与 中断返回。 2）实现优先权排队 通常，在系统中有多个中断源，会出现两个或多 个中断源同时提出中断请求的情况。 3）高级中断源能中断低级的中断处理 当CPU响应某一个中断源的请求，在中断处理时， 若有优先级别更高的中断源发出中断申请。
8.1.2 中断处理过程
3. 中断控制的功能
(1) 中断请求 中断请求就是中断源向CPU发出的请求中断的要求。这个 中断请求信号通常加到CPU的中断请求输入端。 (2) 能实现中断判优功能 中断判优，即根据中断源的优先级进行排队。当系统中出 现多个中断源同时提出中断请求的情况时，中断控制电路能根 据各中断源的优先级进行响应，优先级最高的中断请求先响应。
通过命令在程序中任意指定断点地址，当CPU执行到断点时便
产生中断，同时显示当前各寄存器的内容和标志位的值以及下 一条要执行的指令，供用户检查在断点以前的程序运行是否正
8.1.2 中断处理过程
(4) 中断处理
中断处理就是执行中断服务程序。 通常，在中断服务程序中都可根据需要完成以下工作： 保护现场 开中断 中断服务 关中断 恢复现场
8.2
8086中断系统
8086 CPU可以处理256种不同类型的中断，每一种中断都
给定一个编号 (0 255) ，称为中断类型号， CPU 根据中断类型号
面三点。
（ 1） 分时操作 中断技术实现了CPU和外部的并行工作，从而消除CPU的等 待时间，提高了CPU的利用率。另外，CPU可同时管理多个外部
设备的工作，提高了输入/输出数据的吞吐量。
8.1.1 中断的基本概念
（2） 实时处理 在实时控制系统中，现场定时或随机地产生各种参数、信 息，要求CPU立即响应。利用中断机制，计算机就能实时地进
8.1.2 中断处理过程
(3) 中断响应 CPU接收到中断申请后，从中止现行程序到转向中断服务 程序入口的过程，称为中断响应。必须满足两个条件： •1.中断是开发的。 •2.CPU在现行指令结束后响应中断。 中断响应过程中，CPU自动执行以下操作： 关中断。 保护断点和标志。 转入中断服务程序。
来识别不同的中断源。中断源可分为两大类：一类来自 CPU的外
部，由外设的请求引起，称为硬件中断 ( 又称外部中断 ) ；另一
类来自 CPU 的内部，由执行指令时引起，称为软件中断 ( 又称内 部中断)。
8.2.1 外部中断
1. 非屏蔽中断NMI(中断类型号为2) 整个系统只有一个非屏蔽中断，它不受IF标志位的屏蔽。 出现在NMI上的请求信号是上升沿触发的，一旦出现，CPU将 予以响应。非屏蔽中断一般用于紧急故障处理。
8.2.1 外部中断
2.可屏蔽中断INTR 可屏蔽中断请求信号从 INTR 引脚送往 CPU ，高电平有效， 受 IF 标志位屏蔽， IF ＝ 0 时，对于所有从 INTR 引脚进入的中断 请求，CPU均不予响应；另外，也可以在CPU外部的中断控制器 (8259A)中以及各个I/O接口电路中对某一级中断或某个中断源 单独进行屏蔽。
8.2.2 内部中断
（2）单步执行中断（类型号为01H）
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当TF=1时，每执行一条指令，CPU会自动产生一个单步中
断。单步中断处理子程序显示各个寄存器及使用的存储单元内 容，以便分析单条指令执行的结果。单步中断又称为陷阱中断，
主要用于程序调试。
（3）断点中断（类型号为03H） 提供给用户一个调试手段，通常在DEBUG调试程序时，可
第8章
中断系统
当CPU与外设用查询方式传送数据时，CPU将大量 时间花在等待上，降低了工作效率。因此在计算机技 术中引入了中断的概念。中断是现代计算机必须具备 的重要功能，也是计算机发展史上的一个重要里程碑， 它的出现给计算机结构与应用带来了新的突破。 本章介绍微机中断系统的功能、中断过程、中断 管理，8086的中断系统，可编程中断控制器8259A的 工作原理及应用
行处理，特别是对紧急事件的处理。
（3）故障处理
计算机运行过程中，如果出现某些故障，如电源掉电、
运算溢出等，计算机可以利用中断系统自行处理。
8.1.1 中断的基本概念
2．中断源
所谓中断源，就是引起中断的原因或者发出中断请求的设
备。中断源一般分为两类：内部中断源和外部中断源。
内部中断源即中断源在微处理器内部。如计算溢出、中断