《《微型计算机原理及应用（第二版）》-何超-电子教案 第7章中断系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《微型计算机原理及应用（第二版）》-何超-电子教案 第7章中断系统（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第7章 中断系统,7.1 中断系统基本概念 7.2 中断的过程 7.3 中断向量及其操作 7.4 Intel 8259A可编程中断控制 7.5 PCI中断 7.6 串行中断,7.1 中断系统基本概念,7.1.1 中断的概念 所谓中断，是指当计算机正在执行正常的程序时，计算机系统中的某个部分突然出现某些异常情况或特殊请求，CPU这时就中止（暂停）它正在执行的程序，而转去执行申请中断的那个设备或事件的中断服务程序，执行完这个服务程序后，再自动返回到断点执行原来中断了的正常程序。这个过程或这种功能就叫做中断。,返回,7.1.2 中断的作用和分类 1中断系统有如下的作用： （1）分时处理；（2）故障处
2、理； （3）实时处理 2中断的分类 (1) 不可屏蔽中断；(2) 可屏蔽中断INTR； (3) 由程序预先安排的中断指令（INT n）；(4) 程序性中断,返回,7.2 中断的过程 中断过程分为以下几步：中断请求中断优先级的判别（中断排队，中断源识别）中断响应中断处理（保护现场，中断服务，恢复现场）。,返回,7.2.1 中断请求与中断屏蔽 1中断请求与中断请求的条件 内部中断请求，是由内部中断指令（或满足一定条件时），CPU自动以中断方式挂起正在执行的程序。外部中断请求就是外部设备（中断源）用某种信号加在CPU的某个引脚（如INTR）上，通知CPU，某中断源正在请求CPU中断现行程序的执行。在
3、具有中断处理能力的微处理器外部引线中，都有一根或多根中断请求线。,返回,2中断优先级别 优先级最高的为0级。安排优先级别的原则是：先内部中断，后外部中断；先故障中断，后设备中断；先高速设备中断，后慢速设备中断；DMA请求优先于一般I/O请求。,返回,7.2.2 中断识别与中断优先级的管理 1单线中断处理和多线中断处理 2中断排队与中断源的识别 （1）软件查询法（程序查询识别） （2）硬件查询法（单级串行顺序链识别） （3）中断向量法识别,返回,7.2.3 中断响应 1中断响应的方法 （1）中断隐指令 ;（2）中断向量法 2中断响应的前提条件 3中断响应的过程 （1）实模式下中断响应的过程 （2
4、）保护模式下中断响应的过程,返回,7.2.4 中断处理 1起始部分保护现场; 2主体部分中断服务; 3结尾部分恢复现场,返回,7.3 中断向量及其操作 7.3.1 中断类型号和中断向量表; 7.3.2 中断向量的设置; 7.3.3 中断向量的修改; 7.3.4 中断类型号的获取,返回,7.4 Intel 8259A可编程中断控制器 7.4.1 8259A的框图和引脚 1功能及工作特点 2结构框图 38259A的引脚 48259A的工作原理 58259A寄存器及I/O端口的识别,返回,图7-13 8259A的引脚,返回,7.4.2 中断触发方式和中断响应过程 1中断触发方式 工作在缓冲方式时，会
5、在输出状态字或中断类型号的同时，从端输出一个低电平，此低电平正好可作为总线驱动器的启动信号。往8259A输送数据时，情况也类似。非缓冲方式是相对于缓冲方式而言的。当系统中只有单片8259A时，一般将它直接与数据总线相连。在另外一些不太大的系统中，即使有几片8259A工作在级联方式，只要片数不多，也可以将8259A直接与数据总线相连。,返回,2中断响应过程 8259A中断控制器能实现向量中断。它是在中断响应期间，由8529A向CPU送出中断类型号，而引导CPU找到中断服务程序的入口地址。,返回,7.4.3 工作方式 1一般完全嵌套方式 2特殊完全嵌套方式 3优先级自动循环方式 4优先级特殊循环方
6、式,返回,7.4.4 屏蔽中断源的方式 1普通屏蔽方式 8259A内部有一个屏蔽寄存器，在普通屏蔽方式中，它的每一位对应了一个中断请求输入。当某一位为“1”时，对应的这一级中断就受到屏蔽。程序设计时，可以通过设置操作命令字OCW1，使屏蔽奇存器中任一位或几位置“1”。,返回,2特殊屏蔽方式 在有些场合，希望一个中断服务程序能动态地改变系统的优先级结构。例如，在执行中断处理程序某一部分时，希望禁止较低级别的中断请求；在执行中断处理程序另一部分时，又能够开放比本身的优先级别较低的中断请求。,返回,7.4.5 结束中断处理的方式 1中断自动结束方式 2一般的中断结束方式 3特殊的中断结束方式,返回,
7、7.4.6 中断级联方式 1.缓冲方式 在多片8259A级联的大系统中，8259A通过总线驱动器和数据总线相连，这就是缓冲方式。在缓冲方式下，有一个对总线驱动器的启动问题。,返回,2非缓冲方式 非缓冲方式是相对于缓冲方式而言的。当系统中只有单片8259A时，一般将它直接与数据总线相连。在另外一些不太大的系统中，即使有几片8259A工作在级联方式，只要片数不多，也可以将8259A直接与数据总线相连。,返回,7.4.7 8259A初始化命令字 和操作方式命令字 1初始化命令字ICW 8259A的初始化命令字共有4个：ICW4ICW1，初始化命令字必须顺序填写，但并不是任何情况下都要预置4个命令字，
8、用户根据具体使用情况而定。8259A有两个端口地址，一个为偶地址，一个为奇地址。 （1）ICW1 芯片控制初始化命令 （2）ICW2 设置中断类型号初始化命令 （3）ICW3 标识主片/从片初始化命令 （4）ICW4 方式控制初始化命令,返回,2操作方式命令字OCW 为了在系统运行中，进一步对8259A的管理中断的规则进行修改，可通过对它写入操作控制字来实现。 和初始化命令字ICW不同，OCW不是按照既定的流程写入，而是由CPU按照用户程序的需要写入的。 （1）OCW1 中断屏蔽操作命令字 （2）OCW2 优先级循环方式和中断结束方式命令字 （3）OCW3 操作控制字,返回,7.4.8 825
9、9A在以80x86为CPU的 计算机中的应用 1PCAT机的硬件中断控制逻辑 28038680486Penlium微机的中断控制逻辑,返回,3Pentium III微机的中断控制逻辑82801BA芯片 1)82801BA芯片的中断控制逻辑 2）82801BA中8259A各中断请求线的连接,返回,7.5 PCI中断 在现代微机中，不仅有前文所述的常规中断，还有PCI中断、串行中断等新技术。本节我们将简单介绍现代微机中关于PCI中断的操作、响应周期和PCI中断共享的概念。,返回,7.5.1 现代微机中的PCI 在815EP芯片组的82801BA芯片中，集成了两个中断控制器8259A，它除了提供与I
10、SA兼容的中断外，还可以利用将PCI中断映射到与ISA兼容的中断线而支持PCI中断。 7.5.2 PCI中断响应周期,返回,7.5.3 PCI中断的共享 在815EP芯片组的82801BA芯片中，集成了两个中断控制器8259A，它除了提供与ISA兼容的中断外，还可以利用将PCI中断映射到与ISA兼容的中断线而支持PCI中断。,返回,7.6 串行中断 在82801BA内部集成了两个8259A可编程控制器，但并没有许多的中断请求引脚被引出来，这是因为82801BA支持串行中断技术，允许使用一根信号线SERIRQ提出中断请求，对于主处理器、82801BA和所有支持串行中断的外设，它们使用这个信号线传输与中断有关的信息。,返回,7.6.1 开始帧 串行IPQ协议有两种开始帧的操作模式，它们是连续模式（82801BA单独产生开始帧）和静态模式（由一个串行IRQ设备来启动开始帧）。,返回,7.6.2 数据帧 一旦开始帧被启动，所有的SERIRQ外设必须在SERIRQ的上升沿开始计算帧。在一个时钟内，每个IRQ数据帧都被分为3个阶段。 (1)取样阶段; (2)恢复阶段 ;(3)翻转阶段,返回,7.6.3 停止帧 所有数据帧之后，82801BA会发出一个停止帧。 SERIRQ 信号被 82801BA 驱动为低电平，并维持2或3 个 PCI 时钟周期。,返回,
