微机原理中断.ppt
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微机原理和汇编语言 第7章 输入输出和中断.ppt
7.1 I/O接口概述
7.1.1 I/O接口的作用
1. I/O接口
微处理器与存储器构成了微型计算机系统的 主机部分，为了使微型计算机工作，还必须配上 各种外部设备，简称外设，将外设中主要用来实 现数据的输入／输出、实现人机联系的设备称为 输入／输出设备，即I/O设备。
当要把外设与微处理器相连时，往往需 要配上相应的电路。通常把介于主机和外设之间 的一种缓冲电路称为I/O接口电路，简称I/O接口。
(1) 数据信息：它是CPU与外设之间传送的 主要信息，可分为数字量、模拟量和开关量三种 形式。
(2) 状态信息：是外设通过接口送往CPU的 信息，作为外设与CPU之间交换数据的联络信号， 反映了当前外设所处的工作状态。
(3) 控制信息：是CPU通过接口传送给外设 的信息，用来设置外设（包括接口）的工作方式、 控制外设的工作等。
数据信息
DB
状态信息
CPU
I/O接口
外设
控制信息
图7.2 CPU与外设交换的信息
7.1.3 I/O接口的基本结构(接口与端口) 接口(Interface)：介与主机和外设之间的 缓冲电路。 端口(Port)：接口中可以进行寻址读写的 寄存器，简称口。 一个接口往往含有几个端口，CPU通过输入 输出指令向这些端口取或存信息。端口主要有三 类：一类为状态口，一类为命令口（或控制口）， 一类是数据口。 CPU通过输入指令从状态口获取外设的状态 信息，通过输出指令从命令口发出控制命令，控 制外设的工作。通过输入输出指令可以从数据端 口与外设交换数据。因此说，计算机主机与外设 之间交换信息都是通过接口中的端口来实现的。
CPU
I/O 接口
外设
图7.1 主机与外设的连接
微机原理第7章 8086中断系统和中断控制器
3）高级中断源能中断低级的中断处理
中断嵌套 当CPU正在响应某一中断源的请求，执行为其服务的中断服务程序时， 如果有优先级更高的中断源发出请求，CPU将中止正在执行的中断服务程 序而转入为新的中断源服务，等新的中断服务程序执行完后，再返回到被 1 中止的中断服务程序，这一过程称为中断嵌套。 • 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。
外部中断 非屏蔽中断 可屏蔽中断
可屏蔽中断源
CPU 中断逻辑
INTR
8259A 中断 INTA 控制器
INT N 指令
INTO 指令
除法 错误
单步 中断
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
外 设 中 断 源
内部中断: 除法错中断 指令中断 溢出中断 单步中断
硬件(外部)中断 非屏蔽中断请求 INT 2 NMI(17号引脚) 中 断 逻 辑 可屏蔽中断请求 中断类型号32～255 INTR(18号引脚)
中断指令 INT n N＝32～255
溢出中断 INTO INT 4
断点 中断 INT 3
单步中断 (TF＝1) INT 1
除法 错误 INT 0
软件(内部)中断
8086/8088中断源
1．软件中断(内部中断) 8086/8088的软件中断主要有三类共五种。 (1) 处理运算过程中某些错误的中断 执行程序时，为及时处理运算中的某些错误 ，CPU以中断方式中止正在运行的程序，提醒程 序员改错。 ① 除法错中断(中断类型号为0)。在8086 /8088 CPU执行除法指令(DIV/IDIV)时，若发现 除数为0，或所得的商超过了CPU中有关寄存器所 能表示的最大值，则立即产生一个类型号为0的 内部中断，CPU转去执行除法错中断处理程序。
微机原理与接口技术——中断系统
2、内部中断——软件中断
内部中断指由指令的执行或软件对标志寄存器中 某个标志的设置产生的中断
专用中断
指令中断
内部中断的种类
（1）除法出错中断 类型号为00H
除法出错中断既不是外部硬件产生，也不是用 软件指令产生，而是CPU自身产生的，因此0型中 断没有对应的中断指令，即指令系统中没有INT 0 这条指令。
30~3FH 40~FFH
DOS保留使用 DOS内部使用 DOS保留使用 用户自定义
DOS 可调用
1、外部中断——硬件中断
1、非屏蔽中断（NMI）：不受中断标志位的控制，中断类型 号为2，所以中断向量放在0000：0008开始的4个单元中。NMI 中断一般用于紧急情况的处理，不受中断标志位IF影响 。 2、可屏蔽中断（INTR）：受中断标志位的控制，IF=1， CPU才能响应INTR中断。CPU响应INTR中断时，往INTA引 脚上发两个负脉冲，外设接到第二个负脉冲后，立即往数据总 线上送出中断类型码，供CPU读取。
中断源
引起CPU中断的事件，发出中断请求的来源。
异常中断 内部中断
软件中断
异常事件引起 中断指令引起
可屏蔽中断 外部中断
非屏蔽中断
INTR中断 NMI中断
引入中断的原因
提高数据传输率； 避免了CPU不断检测外设状态的过程，提高了
CPU的利用率。 实现对特殊事件的实时响应。
中断系统
中断系统是指实现中断功能的软硬件的统称。功 能有： 正确识别中断请求，实现中断响应、中断处理
INTR
IRQ0 系统定时器 IRQ1 键盘 IRQ2 彩色/图形接口
8259A
IRQ3 保留(串口) IRQ4 串口
IRQ5 保留(LPT)
微机原理14162中断处理过程
8
§7.2 中断处理过程
二、CPU对中断的响应
3. 识别中断源
CPU要对中断进行处理，必须找到相应的中断服 务程序的入口地址，这就是中断源的识别。
4. 保护现场
为了不使中断服务程序的运行影响主程序的状态， 必须把断点处的相关寄存器及标志寄存器压栈保 护。
5. 执行中断服务程序
6. 恢复现场 7. 开中断及返回
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4
§7.2 中断处理过程
一、CPU响应中断的条件
中断允许触发器的状态可用指令CLI和 STI来改 变，下述三种情况可关闭中断：
1) 当CPU复位时，中断允许触发器处于关中 断状态；
2) 中断请求被响应后，CPU自动关中断； 3) CPU执行关中断指令CLI后，中断关闭。
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§7.2 中断处理过程
二、CPU对中断的响应
CPU进入中断响应周期后，中断响应过程如下：
1. 关中断
CPU在响应中断后，发出中断响应信号INTA，同 时内部自动关中断，以禁止接受其它的中断请求。
2. 保护断点 把断点处的IP及CS值入栈保存，以备中断处理完 后能正确返回断点。
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四、中断优先级
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§7.2 中断处理过程
实现方法：
将8个外 设的中断 请求触发 器组合为 一个端口， 并给这个 端口赋以 设备号 (口地址)，
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四、中断优先级
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§7.2 中断处理过程
四、中断优先级
然后，把各外设的中断请求信号相或后作为INTR信 号。任何外设有中断请求时，都可向CPU发出INTR 信号。CPU响应中断后，把中断寄存器的状态作为 一个输入端口读进CPU，然后逐位检测其状态，若 有中断请求就转入相应的中断服务程序，这样优先 级的级别取决于软件查询的顺序，先测试的中断源 具有较高的优先级。
微机原理与接口技术课件 7.中断向量表(已看)
8259A的工作过程
8259A对中断请求的处理过程如下：
当某IRi有效时，IRR相应位置1 若有效的IRi未被屏蔽，则向CPU发出中断请求INT 检测到第1个INTA信号后，置ISRi=1，IRRi=0 检测到第2个INTA信号后，把ISRi=1中最高优先级 的中断类型码 n 放到DB上
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可编程中断控制器8259A
PIC，Programmable Interrupt
可对8个中断源实现优先级控制 (单个管8个) 可扩展至对64个中断源实现优 先级控制(9个管64个) 可编程设置不同工作方式(多套 管理方案) 根据中断源向x86提供不同中断 类型码n(来访者1人1号) 引脚分配及功能见右图
的中断；
内部中断：由处理器电路或中断指令产生的中断，
如除0中断，int指令等。
4
8086的中断向量表
存放各类中断的中断服务程序的入口地址CS:IP（段 CS和偏移IP）——中断向量 表的地址位于内存的00000H～003FFH，大小为 1KB，共256个中断向量(中断向量表) 每个中断向量占用4 Bytes，低字为段内偏移IP，高 字为段基址CS 根据中断类型号n获得中断服务程序入口的方法: 中 断向量在IVT中的存放地址＝4×n (中断向量地址)
中断指令 INT n
（n=0~255）
软件 硬件
外部/硬件中断请求
2
NMI
非屏蔽中断请求
可 屏 蔽
中 断 请 求
11
DB
3 中断逻辑
n 中断控 制器 8259A PIC
0
1
单步中断
内部排队 中断开关
微机原理ppt全
第5章 输入输出基本方式
1．无条件方式
这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以 输入输出时都不需要查询外设的状态。可直接用IN和OUT指令 完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准 备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传 送方式的接口电路如图5-3所示。
图5-3 无条件传送方式接口电路
第5章 输入输出基本方式
2．查询方式
当CPU与外设之间进行数据传递源自， 很难保证CPU在执行输入操作时，外设一 定是“准备好”的；而在执行输出操作时 ，外设一定是“空闲”的。为保证数据传 送的正确进行，CPU必须在数据传送之前 对外设的状态进行查询，确认外设已经满 足了传送数据的条件后再与外设进行数据 交换，否则一直处于查询等待状态，这就 是查询方式。
第5章 输入输出基本方式
使用查询方式工作的外设必须至少有两个部 件，其中之一是状态部件。CPU每一次与外设进行 数据交换之前，先从状态部件读取信息，判断外 设是否处于“就绪”（Ready）状态。如果来自外 设的状态信息反映出外设“没有准备好”或正 “忙”（Busy），说明还不能进行数据传递；反 之，当CPU检测到外设已准备好（Ready）后，才 可以与外设进行一次数据传递。 （1）查询方式输入
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
“统一编址” 的特点是：内存和I/O端口共用一 个地址空间；所有访问内存的指令都可用于I/O端口 ，包括内存的算术逻辑运算指令。
1．无条件方式
这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以 输入输出时都不需要查询外设的状态。可直接用IN和OUT指令 完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准 备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传 送方式的接口电路如图5-3所示。
图5-3 无条件传送方式接口电路
第5章 输入输出基本方式
2．查询方式
当CPU与外设之间进行数据传递源自， 很难保证CPU在执行输入操作时，外设一 定是“准备好”的；而在执行输出操作时 ，外设一定是“空闲”的。为保证数据传 送的正确进行，CPU必须在数据传送之前 对外设的状态进行查询，确认外设已经满 足了传送数据的条件后再与外设进行数据 交换，否则一直处于查询等待状态，这就 是查询方式。
第5章 输入输出基本方式
使用查询方式工作的外设必须至少有两个部 件，其中之一是状态部件。CPU每一次与外设进行 数据交换之前，先从状态部件读取信息，判断外 设是否处于“就绪”（Ready）状态。如果来自外 设的状态信息反映出外设“没有准备好”或正 “忙”（Busy），说明还不能进行数据传递；反 之，当CPU检测到外设已准备好（Ready）后，才 可以与外设进行一次数据传递。 （1）查询方式输入
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
“统一编址” 的特点是：内存和I/O端口共用一 个地址空间；所有访问内存的指令都可用于I/O端口 ，包括内存的算术逻辑运算指令。
微机原理(中断概念)
必要性及应用 中断功能便于实现 1．分时操作
CPU和外设同时工作；CPU可以通过 分时操作启动多个外设同时工作，统一 管理。大大提高了CPU的利用率，也提 高了输入、输出的速度。
2．实时处理
3．故障处理
4.主机与外设之间的速度匹配
计算机在运行过程中，往往会出现事 先预料不到的情况，或出现一些故障： 如电源突跳，存储出错，运算溢出等等。 计算机就可以利用中断系统自行处理， 而不必停机或报告工作人员。
3. 8086从0030H开始读取4字节中断处理程 序的入口地址，前两字节装入IP，后两 字节装入CS，8086执行中断处理程序。
中断向量的装入
• 中断向量的装入方法：用MOV指令 • 假设中断类型号为60H，中断服务程序的偏移地
址是1234H,段地址5678H
• MOV AX,00H • MOV ES,AX; 0段 • MOV BX,60H*4; (=180H)中断向量指针 • MOV AX,1234； 中断服务程序偏移地址 • MOV ES:[BX],AX;装入偏移地址 • MOV AX,5678H; 中断服务程序段地址 • MOV ES:[BX+2],AX；装入段地址
8086中断时序
➢ 8086对外部硬件中断请求INTR的响应：
当INTR有一高电平，即有可屏蔽中断请求。 若此时IF=1且当前指令执行完，进入中断响 应周期，处理过程如下：
1. INTA*在两个总线周期中分别发出有效信号， 在第二个周期中8086读到中断类型码，然后 乘以4,得到中断向量。
2. 下一条指令地址CS和IP入栈，标志寄存器入 栈，清除IF和TF标志位。
中断嵌套
CPU正在执行 主程序
CPU正在执行 低级中断服务
微机原理 第七章中断控制器
CAS2
3
2 . 8259A的编程结构和工作原理
4
编程结构 （1）上半部分：处理部件 中断请求寄存器IRR 中断优先级裁决器PR 当前中断服务寄存器ISR （2）下半部分：7个寄存器 ICW1～ICW4 OCW1～OCW3
5
中断请求寄存器IRR
保存8条外界中断请求信号IR0-IR7的请求状态 Di位为1表示IRi引脚有中断请求；为0表示无请求
1. 中断优先权管理方式： 可见，8259A （1) 全嵌套方式 （2）特殊全嵌套方式 有多中工作方式， （3）自动循环方式 （4）特殊循环方式 使用起来很灵活， 2. 屏蔽中断源的方式 不易掌握，所以介 （1）普通屏蔽方式 （2）特殊屏蔽方式 绍编程之前，先对 3. 中断结束方式 其工作方式分类进 （1） 自动结束（AEOI)方式 行简要的介绍。 （2） 非自动结束（EOI)方式： ① 普通EOI方式；② 特殊EOI方式 4. 系统总线的连接方式(8259A级连方式） （1） 缓冲方式 （2）非缓冲方式 5. 中断请求的引入方式 （1） 边沿触发 （2）电平触发 （3）中断查询
• 优先级特殊循环方式：初始优先级队列是由编程确定的。 也可由操作命令字OCW2来设定。
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2、屏蔽中断源的方式
• 普通屏蔽方式：8259A的每个中断请求输入端都可以通过 对应屏蔽位的设置被屏蔽，通过设置操作命令字OCW1使 屏蔽器中任一位或几位置1（对中断的屏蔽总是暂时的， eg：计算机网络通信）
5.
6.
16
五、中断响应过程（CPU与8259A的操作过程）
1、申请中断 外设 对应IR0 ~ IR7为“1”， 为“1” CPU的INTR输入“1”，申请中断。 2、响应中断的条件 CLI 使 IF = 0，禁止中断。 STI 使 IF = 1，允许中断。 判优后使INT
微机原理-05 中断
P1.3
绿灯
SJMP DDD
P3.2
3.如果想通过中断方式实现上述功能，软件怎样编程序? 仿前 例。
ORG 0000H
+5V
AJMP MAIN
P1.0
红灯
ORG 0003H
P1.1
红灯
AJMP INT
ORG 0050H
P1.2
绿灯
MAIN: MOV SP,#60H
P1.3
绿灯
MOV IE,#1000 0001B;
• 若ITi＝0（电平触发），则输入到INTi 的外部中断源必须保持低电平有效，直到该 中断被响应。同时在中断返回前必须使电平 变高，否则将会再次产生中断。
SCON－串行口控制寄存器（98H）
位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98
SCON
TI RI
发送中断标志
接收中断标志
一帧数据发送完毕置“1”TI，请求CPU发送下一帧 一帧数据接收完毕置“1”RI，请求CPU取走数据
§5.1.2 查询传送方式（条件传送）
通过查询外设的状态信息，确信外设已处于“准备好”， 计算机才发出访问外设的指令，实现数据的传送。
状态信息：一般为1位二进制码。
输入时，需要查询外设的输入数据是否准备好；
输出时，要查询外设是否把上一次CPU输出的数据处理完毕。
查询方式程序流程图
优点：通用性好，可以用于各类
…………… ORG 0080H PH:PUSH PSW PUSH A SETB P3.0 ACALL DELAY1S CLEAR P3.0 ANL P1,#0BFH；撤申请 ORL P1,#40H POP A POP PSW RETI END
当发送和接收中任何一个标志被置位时，都可以向CPU提出 申请。必须在中断服务程序中判断，并由软件将RI和TI标志位 清0。
微机原理 微型计算机中断系统剖析
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第九章
② 利用DOS功能调用设置中断服务程序的入口地址表
…… PUSH DS MOV AX，SEG INTRAD; MOV DS，AX MOV DX，OFFSET INTRAD MOV AL，N MOV AH，25H INT 21H POP DS ……
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第九章
3、中断类型号的获取 矢量中断中，中断入口地址依赖中断类型号，中断型号获取
方法：
对于专用中断：除法出错、单步中断、不可屏蔽中断、断点
中断和溢出中断，由CPU分别提供中断类型号0~4；
对于用户自己确定的软件中断INT n，类型号由n决定；
对于INTR引脚上的中断：
–由硬件电路设计产生中断类型号。 –可用8259A获取中断类型号。
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第九章
三、中断服务子程序
1、中断服务子程序特点 为”远”过程（类型为FAR） 要用IRET指令返回 2、中断服务子程序一般结构形式 保护现场(PUSH reg’s) 开中断(STI) 进行中断处理 关中断(CLI) 恢复现场(POP reg’s) 中断返回(IRET)
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第九章
2、内部中断（软件中断） 由三种情况引起：
由软中断指令INT n引起
INT n指令，类型号n(0-255)。
由CPU运算错误引起
① 除法出错中断：类型号0 ② 溢出中断：类型号4，由INTO指令引起的中断；
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第九章
2、内部中断（软件中断）（续）
由调试程序debug设置的中断 ① 单步中断：
教材第七章内容
第九章 微型计算机中断系统
9-1 概述
9-2 可屏蔽中断处理过程 9-3 中断优先级和中断嵌套 9-4 可编程中断控制器8259A
微机原理及单片机应用技术第8章 80C51的中断与定时计数器
定时/计数器的结构
T1引脚
TH1
TL1
TH0
T0引脚
TL0
机器周 期脉冲
TH1、TL1
内部总线
TH0、TL0
TF1 TR1 TF0 TR0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
TCON
TMOD
TCON
外部中断相关位
T1方式
T0方式
TMOD
2020/10/27
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计数脉冲源
定时/计数器的工作原理
76543210
TCON TF1 TR1 TF0 TR0
字节地址：88H
TFx：Tx溢出标志位。响应中断后TFx有硬件自动清0。 用软件设置TFx可产生同硬件置1或清0同样的效果。
TRx：Tx运行控制位。置1时开始工作；清0时停止工作。 TRx要由软件置1或清0（即启动与停止要由软件控制）。
2020/10/27
2020/10/27
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定时/计数器的控制示意图
M1M0 工作方式
说
明
00 方式0 13位定时/计数器
01 方式1 16位定时/计数器
10 方式2 8位自动重装定时/计数器
11
方式3
T0分成两个独立的8位定时/计数器； T1此方式停止计数
注意：TMOD不能进行位寻址
2020/10/27
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控制寄存器TCON
第八章 80C51的中断系统与定时计数器
8.1 80C51单片机的中断系统 8.2 80C51中断处理过程 8.3 80C51单片机的串行口
8.1 80C51单片机的中断系统
5.1.1 80C51中断系统的结构
中断的概念
与子程序调用相似 但有本质的区别
微机原理第六章 输入输出和中断技术 part 2 (2)
回复断点和硬件现场
中断处理的一般过程
6.4.3 8088/8086中断系统
8086/8088为每个中断源分配 一个中断类型码（中断向量码），其取值范围为 0~255，实际可处理56种中断。其中包括软件中断，系统占用的中断，已经开放 给用户使用的中断。所有中断又可分为两大类：内部中断和外部中断。
内部中断
6.4.2 中断处理的一般过程
1. 中断请求 2. 中断源识别及中断判优 3. 中断响应 4. 中断处理（服务） 5. 中断返回
1. 中断请求 ➢ INTR中断请求信号应保持到中断被处理为止 ➢ CPU响应中断后，中断请求信号应及时撤销
2. 中断源识别 ➢ 软件判优：由软件来安排中断源的优先级别。顺序查询中断请求，先查询的
➢ （4）能向存储器或外设发出读/写命令。 ➢ （5）能决定传送的字节数，并判断DMA传送是否结束。 ➢ （6）在DMA过程结束后，能向CPU发出DMA结束信号，将总线控制权交
还给CPU。
2. DMA控制器的工作过程 ➢ （1）当外设准备好，可以进行DMA传送时，外设向DMA控制器发出
“DMA传送请求”信号DRQ ➢ （2）DMA控制器收到请求后，向CPU发出“总线请求”信号HOLD ➢ （3）CPU在完成当前总线周期后会立即发出HLDA信号，对HOLD信号进
➢ （2）单步中断——1型中断，标志寄存器中有一位陷阱标志TF。 ➢ （3）断点中断——3型中断，专用于设置断点的指令INT 3，用于程序中设
置断点来调试程序。
➢ （4）溢出中断——4型中断，在算数指令的执行过程发出溢出 ➢ （5）用户自定义的软件中断——n型中断，执行中断指令INT n引起内部中
断。
需要时，CPU回到原来被中断的地方继续执行自己的程序。 优点： ➢ CPU效率高，实时性好 缺点 ➢ 程序编制相对较为复杂
中断处理的一般过程
6.4.3 8088/8086中断系统
8086/8088为每个中断源分配 一个中断类型码（中断向量码），其取值范围为 0~255，实际可处理56种中断。其中包括软件中断，系统占用的中断，已经开放 给用户使用的中断。所有中断又可分为两大类：内部中断和外部中断。
内部中断
6.4.2 中断处理的一般过程
1. 中断请求 2. 中断源识别及中断判优 3. 中断响应 4. 中断处理（服务） 5. 中断返回
1. 中断请求 ➢ INTR中断请求信号应保持到中断被处理为止 ➢ CPU响应中断后，中断请求信号应及时撤销
2. 中断源识别 ➢ 软件判优：由软件来安排中断源的优先级别。顺序查询中断请求，先查询的
➢ （4）能向存储器或外设发出读/写命令。 ➢ （5）能决定传送的字节数，并判断DMA传送是否结束。 ➢ （6）在DMA过程结束后，能向CPU发出DMA结束信号，将总线控制权交
还给CPU。
2. DMA控制器的工作过程 ➢ （1）当外设准备好，可以进行DMA传送时，外设向DMA控制器发出
“DMA传送请求”信号DRQ ➢ （2）DMA控制器收到请求后，向CPU发出“总线请求”信号HOLD ➢ （3）CPU在完成当前总线周期后会立即发出HLDA信号，对HOLD信号进
➢ （2）单步中断——1型中断，标志寄存器中有一位陷阱标志TF。 ➢ （3）断点中断——3型中断，专用于设置断点的指令INT 3，用于程序中设
置断点来调试程序。
➢ （4）溢出中断——4型中断，在算数指令的执行过程发出溢出 ➢ （5）用户自定义的软件中断——n型中断，执行中断指令INT n引起内部中
断。
需要时，CPU回到原来被中断的地方继续执行自己的程序。 优点： ➢ CPU效率高，实时性好 缺点 ➢ 程序编制相对较为复杂
微机原理--第八章-中断系统
裁决器
0
IR6
0
IR7
选 CS 译 码
RD
WR
INTA INT
ICW1 芯片控制 A0
A0
1 × I3 I4 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1
ICW2 中断类型号 1
ICW3 主从片连接关系
1 ICW4 方式控制
1
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
00
0
SP/EN
CA0
OCW2 优先级设置、发EOI
上有中断申请，则将IRR相应位置1；
总线
D0 ~ D7 A0
A5 ~ A9
IOR IOW INTA INTR
数据线 D0 ~ D7
A0
ISR 0
当前 0
中断 服务
• 非屏蔽中断 – 由NMI引脚引起的中断，称非屏蔽中断。 – 当NMI引脚上产生上升沿信号，CPU必响应此中断请 求，即NMI引脚上的中断请求不受IF标志的控制， – IF不能屏蔽NMI引脚上的中断请求。
8086/8088CPU的中断分类图
中断源
外部中断 内部中断
非屏蔽中断 可屏蔽中断 内部硬件中断
SP/EN CA0 CA1 CA2
GND
+ 5V
电子钟时间基准
键盘 保留 串 口2 串 口1 硬盘 软盘 打印机
用于多片 8259A
级连情况
7.3.4 8259A的控制字
8259A中断控制器
处理部分
0
ISR 0
当前 0
中断 0
服务 0
寄存器
0 0
0
IRR
中断申请
0 0
寄存器 0
0
PR
0
优先级
微机原理第八章：中断技术讲解
二、中断(zhōngduàn)源识别及中断(zhōngduàn) 判优
1．中断源识别
★ 软件查询法：
★ 中断矢量法：中断源提供中断类型号，CPU根据类型确定中断源 2．中断判优
★ 对同时产生的中断，首先处理优先级别较高的中断；
若优先级别相同，则按先来先服务的原则。
★ 对非同时产生的中断：
低优先级的中断程序允许被高优先级的中断源所中断
1．中断服务子程序的特点： 为“远过程”，用 IRET 指令返回
2．中断服务程序完成的工作
1）保护现场（通用寄存器的内容）
2）开中断（STI）
3）中断处理
4）关中断（CLI）
5）恢复现场 6）IRET
中断服务程序结构
保护有关寄存器内容 开中断
执行中断服务程序 关中断
恢复有关寄存器内容 执行IRET
精品资料
④ 执行 IRET 指令
4．退出中断(zhōngduàn) ① 关中断(zhōngduàn)
退
出
② 恢复现场中
③ 恢复断点 ④ 开中断(zhōngduàn) 断
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关中断 保存断点，保存现场
判别中断源 转入中断服务程序 保护寄存器、开中断 执行中断服务程序
IRET
关中断 恢复现场，恢复断点
开中断
STOSW
；串存储（字）
；AX→ES∶[DI]、 [DI＋1]
MOV AX，SEG_INTR
；中断服务程序段基址送AX
STOSW
；串存储（字）
STI
；开中断
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2．用 MOV将直接(zhíjiē)中断向量写入中断向量表中
；将中断向量直接(zhíjiē)写入中断向量表中的程序段为
1．中断源识别
★ 软件查询法：
★ 中断矢量法：中断源提供中断类型号，CPU根据类型确定中断源 2．中断判优
★ 对同时产生的中断，首先处理优先级别较高的中断；
若优先级别相同，则按先来先服务的原则。
★ 对非同时产生的中断：
低优先级的中断程序允许被高优先级的中断源所中断
1．中断服务子程序的特点： 为“远过程”，用 IRET 指令返回
2．中断服务程序完成的工作
1）保护现场（通用寄存器的内容）
2）开中断（STI）
3）中断处理
4）关中断（CLI）
5）恢复现场 6）IRET
中断服务程序结构
保护有关寄存器内容 开中断
执行中断服务程序 关中断
恢复有关寄存器内容 执行IRET
精品资料
④ 执行 IRET 指令
4．退出中断(zhōngduàn) ① 关中断(zhōngduàn)
退
出
② 恢复现场中
③ 恢复断点 ④ 开中断(zhōngduàn) 断
精品资料
关中断 保存断点，保存现场
判别中断源 转入中断服务程序 保护寄存器、开中断 执行中断服务程序
IRET
关中断 恢复现场，恢复断点
开中断
STOSW
；串存储（字）
；AX→ES∶[DI]、 [DI＋1]
MOV AX，SEG_INTR
；中断服务程序段基址送AX
STOSW
；串存储（字）
STI
；开中断
精品资料
2．用 MOV将直接(zhíjiē)中断向量写入中断向量表中
；将中断向量直接(zhíjiē)写入中断向量表中的程序段为
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Y 有中断请求
N
Y 响应中断
返回
关中断
恢复现场
保护断点 寻找中断源
转中断服务程序
中断服务 保护现场
可屏蔽中断处理流程图 14
第九章
一、CPU响应可屏蔽中断过程
1、CPU响应可屏蔽中断的条件 （1）外设提出中断申请； （2）本中断未被中断控制器屏蔽； （3）本中断优先级最高； （4）CPU允许中断；
5
第九章
4、与中断相关的基本概念
中断源 中断类型号 中断请求 中断响应 中断服务程序 中断返回
中断向量 中断向量表 中断优先级 中断嵌套 中断屏蔽
6
第九章
5、中断系统的基本功能 （1）中断响应，中断服务，中断返回，中断屏蔽； （2）中断优先级排队； （3）中断嵌套。
注意： 这些功能是由软件与硬件共同构成的系统完成的。 本章讨论与8086/8088CPU相配合的中断系统
7
第九章
二、中断的分类（中断源的分类）
8086/8088可以处理256种不同的中断。 两类：内部中断和外部中断。 中断源示意图如下图：
非屏蔽中断请求 NMI
中断逻辑
外部中断 非屏蔽中断
INTR 8259A
可屏蔽 中断请求
INT n INTO 指令 指令
8086/8088CPU
除法 出错
单步 (TF=1)
9
第九章
2、内部中断（软件中断） 由三种情况引起：
由软中断指令INT n引起 INT n指令，类型号n(0-255)。
由CPU运算错误引起 ① 除法错中断：类型号0 ② 溢出中断：类型号4，由INTO指令引起的中断；
10
第九章
2、内部中断（软件中断）（续） 由调试程序debug设置的中断 ① 单步中断：
19
第九章
1、中断向量表 又称：中断服务程序的入口地址表。 中断服务程序的入口地址又称中断向量
8086在存储器最低的1KB(00000H~003FFH)空间内 ，存放256个中断的中断向量。
每个类型号的中断向量占4字节，高2字节存放段 基址，低2字节存放偏移地址；
按照中断类型号的顺序依次将其中断向量存在1K 的内存表中，格式如下：
指令 INT n、INTO、IRET
12
第九章
9-2 中断处理过程
不同类型的中断处理过程略有不同，本节所介绍的 内容主要针对可屏蔽中断的处理过程。 可屏蔽中断处理过程步骤： 中断请求 中断响应 保护现场 转入执行中断服务子程序 恢复现场 中断返回
13
第九章
执行指令
N
指令结束
取下一条指令
从堆栈中弹出断点的地址和flags的内容，返回主程 序的断点处，继续执行主程序。
17
第九章பைடு நூலகம்
18
第九章
二、中断向量表
确定中断源的方法：查询中断和矢量中断。 ① 查询中断：一种软件查询法，中断响应后，启动中断查询
程序，依次查询哪个外设申请了中断，检测以后，转到此 设备预先设置的中断服务程序处执行。这种中断处理过程 称为查询中断。 特点：速度慢，且后检测的设备服务机会少。 ② 矢量中断：中断响应后，外设中断接口电路将中断类型号 送给CPU，CPU根据中断类型号找到对应的中断服务程序的 入口地址送入CS或IP,然后转入相应的中断服务程序处执行 。这种中断处理过程称为矢量中断，也叫向量中断。 特点：速度快。
2
第九章
2、中断的定义 CPU正常运行程序时，由于CPU的内部事件或外
设请求，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转 去执行相应的外设（或内部事件）的服务程序 ，程序执行完后又返回到原先的程序继续执行 ，这一过程称为中断。 中断流程如下页图所示
3
第九章
4
第九章
3、使用中断的好处 分时操作 提高效率
类型号1，TF=1时产生（当前指令需执行完）； Debug状态下的T命令执行时产生； ② 断点中断： 类型号3，INT 3指令引起的中断，属于软件中断 Debug状态下由G命令设置，相当于是在程序的某个 位置设置了一条INT 3 。
11
第九章
三、与中断有关的引脚和指令
引脚 INTR、INTA#、NMI
CPU在启动外设后与外设同时工作。当外设的数据准备 好向CPU发中断请求，CPU响应处理。CPU可让多个外设 同时工作，这将加快数据传送速度、提高CPU的效率。 实现实时处理 实时控制时，现场各种信息可随时发出中断请求 故障自行处理 将计算机在运行的过程中常遇到的意外情况，如：电源 突跳，存储器出错，运算溢出等设计成中断，计算机可 利用中断系统自行处理或告警。
8
内部中断
可屏蔽中断
第九章
1、外部中断（硬件中断） 不可屏蔽中断NMI
不能用软件屏蔽，CPU必须响应； 上升沿触发； 中断的类型号为2。 可屏蔽中断INTR IF=1，CPU响应中断；IF=0，CPU不响应； 高电平触发，高电平维持到CPU响应中断时结束； 中断类型号由中断控制器8259A或硬件电路提供。
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第九章
CPU响应中断的过程
2、CPU响应可屏蔽中断的过程 CPU在每条指令的最后一个T周期，检测INTR，若为
高电平，且IF=1，则CPU响应中断。 响应过程中自动依次完成以下工作： ① CPU向外设发两个/INTA ，外设收到第2个/INTA 后
，立即往数据线上给CPU送中断类型号。 ② CPU从数据线上读取中断类型号； ③ 将flags入栈；
保护现行程序运行结果产生的状态和控制标志。
16
第九章
CPU响应中断的过程
④ 关中断（清IF和TF） 为了防止在进入中断处理，但并未执行中断程序这 段时间内又响应新的中断。
⑤ 保护断点 将当前指令的下一条指令的CS和IP压入堆栈，使中 断处理完成后能正确的回到原程序继续执行。
⑥ 转入相应的中断服务子程序； ⑦ 中断返回
教材第七章内容
第九章 微型计算机中断系统
9-1 概述 9-2 中断处理过程 9-3 中断优先级和中断嵌套 9-4 可编程中断控制器8259A
1
第九章
9-1 概述
一、中断概念
1、中断思想的提出 CPU与外设数据传送时的矛盾：高速CPU与慢速外设; 数据传送方式：无条件方式、查询方式
缺点： 外设有限制或处理器运行时间极大浪费，工作效率低。 解决办法： 一方面设法提高外设的工作速度； 另一方面提出设想: 外设主动提出请求，处理器响应处理－－中断思想