第8章 中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A

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河南大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)課件。本科,研究生考試有用。

第8章中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A

第8章中斷系統(tǒng)與中斷控制器章中斷系統(tǒng)與中斷控制器8259A

8.1中斷概述8.2中斷處理過(guò)程8.3多級(jí)中斷管理8.4PC/XT(8088/8086CPU)的中斷系統(tǒng)8.58259A可編程中斷控制器習(xí)題與思考題

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8.1中斷概述

中斷是用以提高計(jì)算機(jī)工作效率、加強(qiáng)計(jì)算機(jī)功能的一項(xiàng)重要技術(shù)。最初，它只是作為CPU與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)的一種方式。后來(lái)被用于CPU外部及內(nèi)部緊急事件的處理、機(jī)器故障的處理、實(shí)時(shí)控制等多個(gè)方面，并產(chǎn)生了用軟件方法進(jìn)入中斷處理的概念(軟中斷)。如今中斷系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)極其重要的組成部分。此外，中斷還是基于時(shí)間片調(diào)度的多任務(wù)操作系統(tǒng)的重要技術(shù)支柱之一。

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8.1.1中斷的概念及其功能

1.中斷所謂中斷是一個(gè)過(guò)程，即CPU在正常執(zhí)行程序的過(guò)程中，遇到外部或內(nèi)部的緊急事件需要處理，暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去為緊急事件服務(wù)，待服務(wù)完畢，再返回到暫停處(斷點(diǎn))繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。為事件服務(wù)的程序稱為中斷服務(wù)程序或中斷處理程序。2.中斷源中斷源是指能發(fā)出中斷申請(qǐng)的外設(shè)或引起中斷的原因。目前，微機(jī)中的中斷源一般有以下幾種：

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（1）外設(shè)的服務(wù)請(qǐng)求。如鍵盤(pán)在用戶敲了一個(gè)鍵后向CPU提出中斷請(qǐng)求，請(qǐng)求CPU接收該按鍵的編碼；（2）CPU內(nèi)部事件。如除法錯(cuò)誤、運(yùn)算溢出、設(shè)置單步執(zhí)行方式等；（3）硬件故障。如電源掉電、內(nèi)存出錯(cuò)等；（4）軟中斷。軟中斷又稱為軟件中斷，是用軟件方法產(chǎn)生中斷，即在程序中安排特定的指令I(lǐng)NTN（N為中斷號(hào)），當(dāng)程序執(zhí)行到該類指令時(shí)，進(jìn)入到中斷類型號(hào)所對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)

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程序。顯然，軟中斷是人為安排的，而硬件中斷源引起的中斷是隨機(jī)的。在PC系列機(jī)中，軟中斷是調(diào)用操作系統(tǒng)功能的一種方法。（5）軟時(shí)鐘。為了提供時(shí)間標(biāo)志，早期的計(jì)算機(jī)在內(nèi)存中開(kāi)拓了幾個(gè)單元，分別作年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)，并設(shè)置了一個(gè)定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，大約55ms輸出一個(gè)脈沖，作為中斷請(qǐng)求。

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3.中斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）并行操作和分時(shí)操作。并行操作指CPU和多個(gè)外設(shè)并行操作；分時(shí)操作指CPU可分時(shí)執(zhí)行多個(gè)用戶程序和多道作業(yè)。CPU與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程如下：CPU啟動(dòng)外部設(shè)備工作后，執(zhí)行自己的主程序，此時(shí)外部設(shè)備也開(kāi)始工作。當(dāng)外設(shè)需要數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU中止當(dāng)前的主程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序，中斷處理終止以

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