第七章中断
一、教学内容
1 中断与异常中断
2 向量中断系统
3 可编程中断控制器8259A芯片
4 中断向量表的建立方法
5 CPU中断处理顺序
二、要求掌握和理解中断、多任务的原理、概念及用途和中断应用的具体实现。
三、重点掌握中断控制器8259A的工作原理及其与CPU的接口技术和编程实现。
四、难点在于对中断体系结构和多任务系统的工作原理、概念的理解和具体应用编程与实现。
五、本章分为3讲，每讲2学时。
第一讲
1．中断与异常中断
1）中断的概念
中断（中断/异常）
中断源中断请求中断响应中断处理中断返回
2）中断分类
按中断源的性质可以把中断分类:
①外部硬件中断：
中断源是外部硬电路。通过CPU的NMI引脚或INTR引脚向CPU提出中断请
求。
INTR:可屏蔽中断，受CPU内标志寄存器中IF位的屏蔽
NMI:非屏蔽中断，不受IF位的屏蔽。
CPU每执行完一条指令，检测NMI和INTR引脚上有无中断请求。
②内部异常中断：
中断源是CPU内部正在执行的过程发生的异常情况。
如除法操作时结果太大 (分母太小) ；
访问某个页或段时，该页或段正好不在内存；
系统的硬件、软件 (各种系统用表)发生错误。
3）中断优先顺序
CPU的中断优先权排列从高到低为：
?除法出错中断，溢出中断，INT n,…
?NMI
?INTR
?单步中断
4）中断类型码
中断类型码是连接中断源和中断处理程序的唯一桥梁。80X86可处理256级中断，中断类型码可以是0～255，一部分由系统占用，一部分用户可以支配。
比如：除法错误（n=0）调试异常（n=1）
NMI中断（n=2）断点中断（n=3）
溢出中断（n=4）
5）中断处理顺序
6）中断向量表和中断描述符表
每个中断都分配有中断类型码，CPU通过中断类型码经过处理要找到对应的中断服务程序的入口地址。
第二讲可编程中断控制器8259A
1．8259A的内部结构及管脚分配
1）内部结构
①中断请求寄存器(IRR)
中断请求IR7-IR0,当某个为高电平时，IRR相应位置“1”。
②中断服务寄存器(ISR)
任何一级中断被响应，执行其中断服务程序，ISR相应位置“1”。多重中断情况下，ISR中多位被同时置“1”。
③优先权判别器(PR)
当IR7-IR0中有多个中断请求信号同时产生时，PR判定哪个中断请求具有最高优先权，并把它置入ISR的相应位。
④中断屏蔽寄存器(IMR)
通过IMR可实现对各级中断的有选择的屏蔽。
⑤级联（中断最多扩展到64级）
一片8259A只能接收8级中断，当超过8级时，可用多片8259A级联使用，构成主从关系。
连线要求：
?主8259A:级联信号CAS2-CAS0是输出信号； SP端为“1”
?从8259A:级联信号CAS2-CAS0是输入信号； SP端为“0”
?从8259A的INT输出接到主的中断输入端IR上
⑥控制电路
根据IRR的置位情况和优先权判别器PR的判定结果，向8259A内部其它部件发出控制信号，并向CPU发出中断请求INT和接收来自CPU的中断响应INTA。
⑦读/写控制逻辑
A0 :8259A占两个I/O端口地址，用A0来选
:端口地址的其它高位由片选信号端输入。
:读信号 :写信号
⑧数据总线缓冲器
双向8位三态缓冲器，构成8259A与CPU之间的数据接口。
2）8259A的管脚分配
?与外部设备连接的中断请求输入管脚IR0-IR7；
?与CPU连接的数据通路和控制信号：D0-D7,WR，RD,INTA,INT；
?用于8259A级联的管脚CAS0-CAS2,SP/EN；
?端口地址选择信号CS,A0。
2．8259A的中断管理方式
1）中断优先权管理
①完全嵌套方式
固定优先权:IR0>IR1>…>IR7。
高优先级的中断可进入低优先级，但低优先级不能进入高优称级或同等优先级。
②自动循环方式
IR0-IR7轮流具有最高优先权。
当任何一级中断被处理完，它的优先级别就被改变为最低，而最高优先级分配给该中断的下一级中断。
③中断屏蔽方式
?普通屏蔽:在中断屏蔽寄存器IMR中，将某一位或几位置“1”来屏蔽掉相应级别的中断请求。
?特殊屏蔽:可使低优先级别的中断进入正在服务的高优先级别中。
④特殊完全嵌套方式(用于级联情况)
接在主片IR3上的从片比接在IR4上的从片具有高的优先权；而主片上IR0,IR1,IR2上的中断比从片具有高优先权。
2）8259A中断结束的管理方式
中断结束的管理就是用不同的方式使ISR的相应位清“0”，并确定下面的优先排队。
?完全嵌套情况
?自动循环情况
?特殊完全嵌套情况
3．8259A的编程
1）预置命令字
① ICW1的格式
D1=1，使用单片8259A；
D1=0， 8259A级联。
D3=1,电平触发方式；
D3=0,边缘触发方式。
② ICW2：提供中断类型号
中断类型号的高5位由用户指定，低3位由8259A的中断请求输入端IR7-IR0的编码决定。中断类型码是连续的。
在ICW2中，用户指定高5位后，当8259A的某个IR端有中断请求，就自动填入相应IR的编码到ICW2的低3位。
③ ICW3
只有在8259A有级联的情况下使用，主片和从片的ICW3格式不同，主片的ICW3表明主8259A的哪个IR端接有从8259A。从片的ICW3表明它接在主8259A 的哪个IR端。
④ ICW4的格式
?AEOI:定义是否采用自动中断结束方式。D1=1为自动EOI， D1=0
为正常EOI。
?SFNM:D4=1为特殊完全嵌套方式，D4=0为非特殊完全嵌套方式。
?BUF及M/S：0X—非缓冲方式；10—缓冲方式从片； 11—缓冲方式主片。
2）操作命令字
① OCW1的格式
实现屏蔽功能，OCW1的内容被置入中断屏蔽寄存器IMR中，Di为“1”:禁止对应的IR端的中断请求。Di为“0”:允许对应的IR端的中断请求.
OCW1的格式如下：
② OCW2的格式
控制中断结束，优先权循环等操作。
L2-L0：编码指定相应的IR端为当前结束中断。
R SL EOI 功能
0 0 1 一般EOI命令
0 1 1 特殊EOI命令
1 0 1 自动循环的一般EOI命令
1 0 0 设置自动循环AEOI方式
0 0 0 清除自动循环AEOI方式
1 1 1 自动循环特殊EOI命令
1 1 0 置位优先权命令
0 1 0 无效
③ OCW3的格式
控制8259A的中断屏蔽和读取寄存器的状态。
?ESMM及SMM：0X-无用；10-清除特殊屏蔽； 11-设置特殊屏蔽
?P=1，查询中断； P=0，非查询中断；
?RR及RIS：0X-无用；10-随后读IRR； 11-随后读ISR
例1：在某个8086最小方式系统中接有一片8259A，有一外设中断请求从IR7引入，8259A的端口地址及外设申请中断的中断类型号由图给出，试写出8259A的初始化程序。
端口地址分析：
中断类型号分析：
初始化程序：
INTRRUP SEGMENT AT 0
ORG 0C7H*4
DD INTC7
INTRRUP ENDS
INTC7 ……
……
MAIN SEGMENT
……
CLI；关中断
MOV AL，13H ;ICW1
OUT 84H，AL
MOV AL，0C7H ;ICW2
OUT 86H，AL
MOV AL，01 ;ICW4
OUT 86H，AL
STI ；开中断
MAIN ENDS
例 2： 8259A的级联使用。某系统有两片8259A，
?从片8259A接主片的IR4，主片的IR2和IR5有外部中断引入，从片IR0和IR3上也分别有外设中断引入。
?主片中断类型号分别为62H，65H，中断服务程序在同一段中，段地址为2000H，两个中断服务的偏移地址为2500H和2600H。
?从片中断类型号分别为40H，43H，中断服务程序也在同一段中，段地址为4000H，偏移地址为2640H和4620H,
试分别写出主8259A和从8259A的初始化程序。
主片8259A，设定如下要求：
(1) 主8259A有级联，从IR4引入；
(2) 中断请求信号以边沿触发；
(3) 中断类型号为60H～ 67H；
(4) 采用特殊完全嵌套方式；
(5) 采用非自动结束EOI，非缓冲方式，SP=1；
(6) 采用一般EOI结束方式；
(7) 屏蔽IR2,IR4和IR5以外的中断源。
主片8259A的初始化程序如下：
……
MOV AL，11H ；ICW1,A0=0
MOV DX，MPORT0
OUT DX，AL
MOV AL，62H ；ICW2,A0=1
MOV DX，MPORT1
OUT DX，AL
MOV AL，10H ；ICW3,A0=1
OUT DX，AL
MOV AL，11H ；ICW4,A0=1
OUT DX，AL
MOV AL，0CBH ；OCW1,A0=1
OUT DX，AL
MOV AL，20H ；OCW2,A0=0
MOV DX，MPORT0
OUT DX，AL
从片8259A的要求为：
(1) 从片8259A接在主片IR4上；
(2) 中断请求信号为边沿触发；
(3) 中断类型号分别为40H～ 47H；
(4) 采用特殊完全嵌套方式；
(5) 采用非自动结束EOI，非缓冲方式，SP=0；
(6) 采用一般EOI结束；
(7) 屏蔽掉IR0和IR3以外的中断源。
从片8259A的初始化程序为：
……
MOV AL，11H ；ICW1,A0=0 MOV DX，SPORT0
OUT DX，AL
MOV AL，40H ；ICW2,A0=1 MOV DX，SPORT1
OUT DX，AL
MOV AL，04 ；ICW3,A0=1 OUT DX，AL
MOV AL，11H ；ICW4,A0=1 OUT DX，AL
MOV AL，0F6H ；OCW1,A0=1
OUT DX，AL
MOV AL，20H ；OCW2,A0=0 MOV DX，SPORT0
OUT DX，AL
将中断服务程序地址置入中断地址入口表中：
SEGMENT AT 0
ORG 40H*4
SINTR0 DW 2640H ；从片IR0中断服务地址
DW 4000H
ORG 43H*4
SINTR3 DW 4620H ；从片IR3中断服务地址
DW 4000H
ORG 62H*4
MINTR2 DW 2500H ；主片IR2中断服务地址
DW 2000H
ORG 65H*4 ；主片IR5中断服务地址
MINTR5 DW 2600H
DW 2000H
例3：系统正在处理由8259A的IR3引入的中断，而临时有一个低优先级别的中断要紧急处理，一般情况下是不允许的，但8259A利用设置操作命令字(OCW3)可以做到这点，对8259A设置特殊屏蔽方式(SMM位)使运行的中断暂时停止，一直维持到SMM复位。
IR3服务程序
……
CLI ；关中断
MOV AL，08H ；屏蔽IR3，OCW1
MOV DX，PORT1
OUT DX，AL
MOV AL，68H ；OCW3,SMM位置“1”
MOV DX，PORT0
OUT DX，AL
STI ；开中断
……. ；低优先级中断处理
CLI ；关中断
MOV AL，48H ；OCW3,SMM复位
MOV DX，PORT0
OUT DX，AL
MOV AL，00H ；OCW1，开放IR3
MOV DX，PORT1
OUT DX，AL
STI ；开中断
第三讲中断向量表的建立方法
1．绝对地址置入法
AT指定段地址(16位) ，ORG指定偏移地址,用DD伪指令将中断服务程序的首地址装入。
INTTBL SEGMENT AT 0
ORG n*4
DD INT_VCE
INTTBL ENDS
……
MCODE SEGMENT ；主程序
……
INT_VCE PROC FAR ；中断服务程序
……
IRET
2．使用串指令装入法
ES设定为0，DI中设定为n*4，使用STOSW指令、即可完成中断服务程序首地址的装入。
CLI ；禁止中断
MOV AX，0
MOV ES，AX ；置向量表段地址
MOV DI，n*4H ；置向量表偏移地址
MOV AX，OFFSET INT_VCE；中断服务程序偏移地址
CLD
STOSW
MOV AX，SEG INTV_CE ；中断服务程序段地址
STOSW
STI
3．使用DOS调用法
利用DOS中断21H以及专门为更新中断服务程序地址的25H号功能来设置中断地址。
使用25H功能时要求：AL=中断类型号，DS∶DX=中断服务程序首地址的段、偏移地址。
PUSH DS ；保存当前数据段
MOV DX，SEG INT60H
MOV DS，DX
MOV DX，OFFSET INT60H
MOV AL，60H ；设中断类型号为60H
MOV AH，25H
INT 21H
POP DS
4．直接接入法
例：外设的中断类型号为6BH，则对应的中断向量表地址为从001ACH开始的4个存储单元。
设中断服务程序段地址在1000H，偏移地址为2000H。
……
XOR AX，AX
MOV DS，AX ；指向0段
MOV AX，2000H
MOV WORD PTR [01ACH],AX ；置偏移地址
MOV AX，1000H
MOV WORD PTR [01ACH+2],AX ；置段地址
……
7.10改 [例6．14] 某80x86系统的中断系统由二片8259A级联而成，从片接入主片的IR2。主、从8259A的IR5上各接有一个外部中断源，其中断向量号分别为75H、85H。假设它们的中断人口地址均在同一段中，段基址为4310H．偏移地址分别为1230H、2340H；所有中断都采用边沿触发方式、全嵌套方式、正常EOI结束方式。 (1)写出主、从8259A中断向量号范围； (2)假定主、从片端口地址分别为20H、21H和26H、27H。 (3)试编写全部初始化程序。 解：(1)已知某个IR i的中断向量号确定整个8259A中断向量号范围的方法是：高5位取IR i的中断向量号的高5位，低3位则取变化值范围000～111B。于是，由主、从8259A 的IR5中断向量号分别为75H，85H可知，主8259A中断向量号范围：70H～77H；从8259A中断向量号范围：80H～87H。 (2)此题硬件连线要考虑各8059A与CPU的连接，还要考虑两片8059A间的级联连接。 8259A与CPU连接的方法是： ·端口选择线Ao一般与MPU低位地址线Ao直接相连。 ·数据线D0～D7与MPU数据线D0～D7直接相连。 ·片选线CS则与MPU余下的高位地址线经译码后产生的片选信号相连。 ·RD、WE、INTR分别与控制总线组合形成的IOR、IOW和中断响应信号INTA相连。 ·主片的INT与MPU的INTR直接相连。
8259A 级联连接方法是： ·从片的INT 与主片的IR 2直接相连。 ·主片的CAS 2～CAS 0与各从片的CAS 2～CAS 0直接相连。 ·/SP EN 取决于是采用缓冲还是非缓冲方式。 本题采用非缓冲方式，主片/SP EN 接+5v ，从片/SP EN 接地。 ·端口地址 20H 、21H ――― 0000 0000 0010 000× B 26H 、27H ――― 0000 0000 0010 011× B A 3A 2A 1接LS138: 000 → 0Y ， 011 → 3Y A 15～A 6 经或门的2A G ，A 4接LS138的2 B G ，A 5接LS138的G 1。 由此画出硬件连线图，如图6.3所示。 (3)由题意，初始化程序应包括两部分内容，即主、从片的初始化和填写相关中断向量表。程序段如下： ;初始化8259A 主片 MOV AL ， 11H ;写ICW1，边沿触发、多片级联、写ICW4 OUT 20H ． AL JMP SHORT $+2 ;等待 MOV AL ． 70H ;写ICW2，主片中断向量号为70H ～77H OUT 21H ． AL JMP SHORT $+2 MOV AL ． 04H ;写ICW3．IR2接有从片 OUT 21H ． AL JMP SHORT $+2 MOV AL ． 00010001B ;写ICW4，特殊全嵌套、非缓冲、正常EOI OUT 21H, AL JMP SHORT $+2 MOV AL ， 0FFH ;用OCW1屏蔽所有中断请求 OUT 21H ． AL ;初始化8259A 从片 MOV AL, 11H ;写ICW1，边沿触发、多片级联、写ICW4 OUT 26H ． AL JMP SHORT $+2 MOV AL, 80H ;写ICW2，从片中断向量号为80H ～87H OUT 27H, AL
第七章设备管理习题 一. 选择最合适的答案 1．在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（）。 （A）程序I/O方式 （B）中断驱动I/O控制方式 （C）直接存储器访问DMA控制方式 （D）I/O通道控制方式 2．某操作系统中，采用中断驱动I/O控制方式，设中断时，CPU用1ms来处理中断请求，其它时间CPU完全用来计算，若系统时钟中断频率为100H Z，则，CPU的利用率为（）。 （A）60% （B）70% （C）80% （D）90% 3．下列哪一条不是磁盘设备的特点（）。 （A）传输速率较高，以数据块为传输单位 （B）一段时间内只允许一个用户（进程）访问 （C）I/O控制方式常采用DMA方式 （D）可以寻址，随机地读/写任意数据块 4．利用通道实现了（）之间数据的快速传输。 （A）CPU和外设（B）内存和CPU （C）内存和外设（D）外设和外设 5．假脱机技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的，用以替代打印机的部分是指（）。 （A）共享设备（B）独占设备 （C）虚拟设备（D）物理设备 6．设从磁盘将一块数据传送到缓冲区所用时间为80μs，将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为40μs，CPU处理数据所用时间为30μs，则处理该数据，采用单缓冲传送某磁盘数据，系统所用总时间为（）。 （A）120μs （B）110μs （C）150μs （D）70μs 7．对于速率为9.6KB/s的数据通信来说，如果说设置一个具有8位的缓冲寄存器，则CPU中断时间和响应时间大约分别为（）。 （A）0.8ms，0.8ms （B）8ms，1ms （C）0.8ms，0.1ms （D）0.1ms，0.1ms 8．在调试程序时，可以先把所有输出送屏幕显示而不必正式输出到打印设备，其运用了（）。
第七章: 输入, 输出接口 §7.1 输入, 输出（I/O）接口 一: I/O接口的作用 1: 高速CPU与低速外设数据传送的同步及配合 2: 并行数据传送与串行数据传送之间的转换 二: I/O接口中的信息流 1: 数据信息 A: 方向CPU ←→I/O接口←→外设双向 B: 类型1): 数据量二进制形式的数据 例: CPU ←→磁盘 CPU ←→键盘 CPU ←→显示器 2): 开关量两种状态的物理量 例: 开关的通断, 水位的高低 3): 模拟量连续变化的物理量 例: 交流电, 温度, 气压 2: 状态信息 A: 方向CPU ←―I/O接口←―外设单向 B: 方式 1): 对输入接口, CPU是否准备好接收数据, READY 准备好吗. 2): 对输出接口, 外设是否准备好接收数据, BUSY 外设忙吗. 3: 控制信息 A: 方向CPU ―→I/O接口―→处设单向 B: 方式 1): CPU要求外设开始工作, 即启动外设 2): CPU要求外设终止工作, 即停止外设 注: 数据信息是CPU与外设经I/O接口传送的有用信息, 状态, 控制信息是CPU经I/O接与外设传送的配合信息, 为了CPU与外设间的数据传送, 加入握手信息(状态, 控制) 是必要的 三: I/O接口芯片的特点 I/O接口芯片是构成I/O接口电路的关键 1: 类型A: 并行接口芯片与串行接口芯片 B: 通用接口芯片与专用接口芯片 C: 不可编程接口芯片与可编程接口芯片
2: 可编程接口芯片对信息的处理 A: 可编程接口芯片有多个不同应用的寄存器 B: 控制寄存器用于存放CPU 写入的控制字 C: 数据寄存器用于存放CPU 与外设交换的有用信息 状态, 控制寄存器用于存放CPU 与外设间的配合信息 3: 可编程接口芯片寄存器的使用 A: 访问外设即访问对应的芯片寄存器 B: 不同的寄存器有不同的端口地址,即用地址访问,而非用名访问 C: 编程中使用 IN, OUT 指令访问寄存器 4: 接口与端口 A: 接口 — 接口芯片或完成一个外设的操作所用的接口电路 B: 端口 — 一个接口中不同信息流传送所需的地址通道 注: 一个接口中有多个端口 §7.2 CPU 与外设数据传送的控制方式 一: 程序控制方式 ? 无条件程控方式 — 无需状态,控制信息配合,仅有数据信息传送 ? 有条件程控方式 — 需状态, 控制信息配合, 三种信息均要传送 1: 无条件程控方式 A: 应用条件 1): 外设输入的物理量变化缓慢, 即无跳变信号输入 2): CPU 输出的数据外设可直接使用 B: 接口特点 1): CPU 的DB ―→ I/O 接口(输出锁存器) ―→ 外设 2): CPU 的DB ←― I/O 接口(输入缓冲器) ←― 外设 C: 例7.1 用DB 中的 D0, D1, D2 获得 A, B, C 三路波形 硬件: 电路: 数据输入 波形输出 A7 A0 口地址 = 8CH
第七章中断 一、教学内容 1 中断与异常中断 2 向量中断系统 3 可编程中断控制器8259A芯片 4 中断向量表的建立方法 5 CPU中断处理顺序 二、要求掌握和理解中断、多任务的原理、概念及用途和中断应用的具体实现。 三、重点掌握中断控制器8259A的工作原理及其与CPU的接口技术和编程实现。 四、难点在于对中断体系结构和多任务系统的工作原理、概念的理解和具体应用编程与实现。 五、本章分为3讲，每讲2学时。 第一讲 1．中断与异常中断 1）中断的概念 中断（中断/异常） 中断源中断请求中断响应中断处理中断返回 2）中断分类 按中断源的性质可以把中断分类: ①外部硬件中断： 中断源是外部硬电路。通过CPU的NMI引脚或INTR引脚向CPU提出中断请
求。 INTR:可屏蔽中断，受CPU内标志寄存器中IF位的屏蔽 NMI:非屏蔽中断，不受IF位的屏蔽。 CPU每执行完一条指令，检测NMI和INTR引脚上有无中断请求。 ②内部异常中断： 中断源是CPU内部正在执行的过程发生的异常情况。 如除法操作时结果太大 (分母太小) ； 访问某个页或段时，该页或段正好不在内存； 系统的硬件、软件 (各种系统用表)发生错误。 3）中断优先顺序 CPU的中断优先权排列从高到低为： ?除法出错中断，溢出中断，INT n,… ?NMI ?INTR ?单步中断 4）中断类型码 中断类型码是连接中断源和中断处理程序的唯一桥梁。80X86可处理256级中断，中断类型码可以是0～255，一部分由系统占用，一部分用户可以支配。 比如：除法错误（n=0）调试异常（n=1） NMI中断（n=2）断点中断（n=3） 溢出中断（n=4） 5）中断处理顺序
第7章输入/输出与中断 一、自测练习题 ㈠选择题 1．一微机系统有10根地址线用于I／O端口寻址，因而具有I／O空间的范围是( )字节。 A) 1024 B) 10K C) 0.5M D) 1M 2．8086CPU读／写一次存储器或I／O端口所需的时间称为一个( )。 A) 总线周期B) 指令周期C) 时钟周期D) 基本指令执行时间 3．微型计算机的输入／输出有三种不同的控制方法，其中以( )控制的输入／输出是微机进行I／O的一种最主要的控制方式。 A) 程序控制B) 中断控制C) DMA控制 D) 以上均可 4．程序查询I／O方式的工作流程是按( )的次序完成一个字符的传输。 A) 写数据端口，读／写控制端口 B) 读状态端口，读／写数据端口 C) 写控制端口，读状态端口，写数据端口 D) 随I／O接口的具体要求而定 5．在CPU与外设的I／O传送控制方式中，效率高、实时性强的方式是( )。 A) 同步传送B) 查询传送C) 无条件传送D) 中断传送 6．在CPU与外设的I／O传送控制方式中，传送速度最快的方式是( )。 A) 无条件传送B) 查询传送C) 中断传送D) DMA传递 7．用具有两个状态(“0”和“1”态)的一组开关作简单输入设备时，应采用( )传送方式来输入信息。 A) 无条件B) 查询C) 中断D) DMA 8．用一组发光二极管作为简单输出设备时，应采用( )传送方式来输出信息。 A) DMA B) 无条件C) 查询D) 中断 9．在微机系统中引入中断技术，可以( )。 A) 提高外设速度B) 减轻主存负担 C) 提高处理器的效率D) 增加信息交换的精度 10．CPU响应中断请求的时刻是在( )。 A) 执行完成正在执行的程序以后B) 执行完正在执行的指令以后 C) 执行完本时钟周期以后D)执行完正在执行的机器周期以后 11．8086／8088CPU向应两个硬中断INTR和NMI时，相同的必要条件是( )。 A) 允许中断B) 当前I／O操作执行结束 C) 总线空闲D) 当前访问内存操作结束 12．在微型计算机系统中，高速外设与内存储器进行批量数据传送时，应采用( )。 A) 无条件传送B) 程序查询控制 C) 中断控制D) 直接存储器存取 l3．在进入DMA作方式之前，DMA控制器是被当作CPU总线上的一个( )。 A) 主处理器B) I/O设备C) I/O接口D) 主控制器 14．当微机系统工作在DMA方式时，该系统的地址信号是由( )提供的。 A) 微处理器B) DMA控制器C) 中断控制器D) 总线控制器
华东师范大学 电子系 马 潮 7-1 第7章 中断系统与基本应用 中断是现代计算机必备的重要功能。尤其在嵌入式系统和单片机系统中，中断扮演了非常重要的角色。因此，全面深入的了解中断的概念，并能灵活掌握中断技术的应用，成为学习和真正掌握单片机应用非常重要的关键问题之一。 7.1 中断的基本概念 中断是指计算机（MCU ）自动响应一个“中断请求”信号，暂时停止（中断）了当前程序的执行，转而执行为外部设备服务的程序（中断服务程序），并在执行完服务程序后自动返回原程序执行的过程。 单片机一般都具有良好的中断系统，它的优点有： ? 实现实时处理。利用中断技术，MCU 可以及时响应和处理来自内部功能模块或外部 设备的中断请求，并为其服务，以满足实时处理和控制的要求。 ? 实现分时操作，提高了MCU 的效率。在嵌入式系统的应用中可以通过分时操作的方 式启动多个功能部件和外设同时工作。当外设或内部功能部件向MCU 发出中断申请时，MCU 才转去为它服务。这样，利用中断功能，MCU 就可以“同时”执行多个服务程序，提高了MCU 的效率。 ? 进行故障处理。对系统在运行过程中出现的难以预料的情况或故障，如掉电，可以 通过中断系统及时向MCU 请求中断，做紧急故障处理。 ? 待机状态的唤醒。在单片机嵌入式系统的应用中，为了减少电源的功耗，当系统不 处理任何事物，处于待机状态时，可以让单片机工作在休眠的低功耗方式。通常，恢复到正常工作方式往往也是利用中断信号来唤醒。 7.1.1 中断处理过程 在中断系统中，通常将MCU 处在正常情况下运行的程序称为主程序，把产生申请中断信号的单元和事件称为中断源，由中断源向MCU 所发出的申请中断信号称为中断请求信号，MCU 接受中断申请停止现行程序的运行而转向为中断服务称为中断响应，为中断服务的程序称为中断服务程序或中断处理程序。现行程序打断的地方称为断点，执行完中断处理程序后返回断点处继续执行主程序称为中断返回。这一整个 的处理过程称为中断处理过程（图7-1）。 在整个中断处理过程中，由于MCU 执行完中断处理程序后仍然要返回主程序，因此，在执行中断处理程序之前，要将主程序中断处的地址，即断点处（实际为程序计数器PC 的当前值――即将执行的主程序的下一条指令地址，图7-1中的 k+1点）保存起来，称为保护断点。又由于MCU 在执行中断处理程序时，可能会使用和改变主程 序使用过的寄存器、标志位，甚至内存单元，因 此，在执行中断服务程序前，还要把有关的数据保护起来，称为中断现场保护。在MCU 执行 主程序 中断 服务 程 序 K K+1 中断响应 中断返回 中断请求 图7-1 中断过程示意图
EINT外部中断 一、ARM异常中断 IRQ（一般中断）和FIQ（快速中断）不是具体的中断源，而是中断的类型。我们是可以将一个中断源的类型设置成FIQ也可以设置成IRQ。在使用FIQ响应的时间比IRQ要短，其他方面没有什么区别。但是一般情况下，在一个平台内，我们只能将一个中断源设置成FIQ。 二、S5PV210的中断源 1、总共有93个，其中外部中断有32个。 2、93个中断源分成了4个中断控制器（VIC） 3、具体中断源（210手册p1-5） 注意：所有的中断源产生的中断最终都有VIC0中断控制器提交给S5PV210内核，所以，在中断服务函数中做清除中断处理时，要将4个的VICADDRESS寄存器都要做写操作。 三、外部中断设计流程 中断控制：1）程序状态寄存器CPSR的F位和I位 2）中断模式 四、S5PV210中断控制器的特点 ?Supports 93 vectored IRQ interrupts ?Fixed hardware interrupts priority levels ?Programmable interrupt priority levels ?Supports Hardware interrupt priority level masking ?Programmable interrupt priority level masking ?Generates IRQ and FIQ ?Generates Software interrupt ?Test registers ?Raw interrupt status ?Interrupt request status ?Supports Privileged mode for restricted access
一、选择 1、计算机所配置的显示器中，若显示控制卡上双薪存储器 的容量是1MB，则当采用800×600像素的分辨率时，每个像素最多可以有（C）种不同的颜色。 A.256 B.65536 C.16M D.4096 2、CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256， 则刷新存储器的容量约为（B） A.256M B.1M C.256KB D.32MB 3、CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色总数为 256色，则刷新存储器每单元字长是（A） A.1个字节 B.2个字节 C.256个字节 D.1024个字节 4、若计算机屏幕上每个像素的灰度级为256，则刷新存储 每个单元的宽度是。 5、显示汉字采用点阵字库，若每个汉字用16×16的点阵表 示，7500个汉字的字库容量是240KB 。 6、磁盘存储器的等待时间通常是磁盘旋转半周所用的时间。 7、某磁盘的转速为7200r/min，传输速度为4MN/s，控制 器开销为1ms，要保证读或写一个512B的扇区的平均时间为11.3ms。那么，该磁盘的平均寻道时间不超过（D） A.3.9ms B.4.7ms C.5.5ms D.6.1ms 8、一个磁盘的转速为7200转/分，每个磁道有160个扇区，每扇区有512字节，那么理想情况下，其数据传输率为（C）A.7200×160KB/s B.7200KB/s C.9600KB/s D.19200KB/s 9、某计算机系统中，假定硬盘以中断方式与处理机进行数据输入输出，以16位为传输单位，传输率为50KB/s，每次传输的开销（包括中断）为100个CPU时钟，处理器的主频为50MHz，请问软盘数据传送时占处理器的时间比例是 10、设一个磁盘盘面共有200个磁道，盘面总存储容量60MB，磁盘旋转一周的时间为25ms，每磁道有8个扇区，各扇区之间有一间隙，磁头通过每个间隙需 1.25ms。则磁盘通道所需最大传输率是 11、下列有关程序中断I/O方式的叙述中，错误的是（D） A. 程序中断I/O方式是CPU和外设能够并行工作 B. 中断I/O方式下，外设和CPU直接交换数据 C. 中断I/O方式下，CPU会有额外的开销用于断点、现场 的保护和回复等 D. 中断I/O方式适用于像磁盘一类的高速设备 12、指令执行结果出现异常而引起的中断是（B） A.I/O中断 B.程序性中断 C.机器校验中断 D.外中断 13、主存故障引起的中断是（C） A.I/O中断 B.程序性中断 C.机器校验中断 D.外中断
第5章中断系统 1）作业题 1.8051微控制器中，有几个中断源？几个中断优先级？中断优先级是如何控制的？在出 现同级中断申请时，CPU按什么顺序响应（按由高级到低级的顺序写出各个中断源）？ 各个中断源的入口地址是多少？ 答：8051微控制器中有五个中断源，两个中断优先级。通过IP进行优先级控制。IP为中断优先级寄存器，物理地址为B8H，其中的后五位PS PT1 PX1 PT0 PX0分别控制串行口、定时器/计数器1、外部中断1、定时器/计数器0、外部中断0的优先级。在出现同级中断申请时，CPU按如下顺序响应各个中断源的请求：INT0、T0、INT1、T1、串行口，各个中断源的入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。 2.8051微控制器中，各中断标志是如何产生的，又如何清0的？ 答：每个中断源请求中断时会在SFR的某些寄存器中产生响应的标志位，表示该中断源请求了中断。INT0、INT1、T0和T1的中断标志存放在TCON(定时器/计数器控制寄存器)中，占4位；串行口的中断标志存放在SCON(串行口控制寄存器)中，占2位。 TF0：T0溢出标志，溢出时由硬件置1，并且请求中断，CPU响应后，由硬件自动将TF0清0；不用中断方式时，要用软件清0。 TF1：T1溢出标志，溢出时由硬件置1，并且请求中断，CPU响应后，由硬件自动将TF1清0；不用中断方式时，要用软件清0。 IE0：INT0中断标志，发生INT0中断时，硬件置IE0为1，并向CPU请求中断。 IE1：INT1中断标志，发生INT1中断时，硬件置IE1为1，并向CPU请求中断。SCON:串行口控制寄存器。 TI:串行口发送中断标志，发送完一帧数据时由硬件置位，并请求中断。 RI:串行口接受中断标志，接收到一帧数据时，由硬件置位，并且请求中断。 TI、RI标志，必须用软件清0。 3.简述8051微控制器中中断响应的过程。 答：单片机响应中断的条件：中断源有请求（响应的中断标志位置1），CPU允许所有中断（CPU中断允许位EA=1）,中断允许寄存器IE中，相应中断源允许位置1；没有同级或者高级中断正在服务，现行指令已经执行完毕，若执行指令为RETI或者读/写IE或者IP指令时则该指令的下一条指令也执行完毕。 中断响应的过程： 1）CPU在每个机器周期的S5P2检测中断源。在下一个机器周期的S6按照优先次序查询各个中断标志。若查询到有中断标志为1时，按照优先级别进行处理，即响应中断；2）置相应的“优先级状态”触发器为1，即指出CPU当前正在处理的中断优先级，以阻断同级或者低级中断请求； 3）自动保护断点，即将现行PC内容（即断点地址）压入堆栈，并且根据中断源把相应的
第7章思考题与习题参考答案 1．计算机的I/O系统的功能是什么？它由哪几个部分组成？ 答：计算机的I/O系统，主要用于解决主机与外部设备间的信息通讯，提供信息通路，使外围设备与主机能够协调一致地工作。 计算机的I/O系统由I/O硬件和I/O软件两大部分组成。其中I/O硬件包括：系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。I/O软件包括：用户的I/O程序、设备驱动程序、设备控制程序。 2．I/O硬件包括哪几个部分？各部分的作用是什么？ 答：I/O硬件包括：系统总线、I/O接口、I/O设备及设备控制器。 系统总线的作用是为CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输提供通路。 I/O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及其相应的控制软件。它用于在系统总线和外设之间传输信号，并起缓冲作用，以满足接口两边的时序要求。 I/O设备的作用是为主机与外部世界打交道提供一个工具。 设备控制器用来控制I/O设备的具体动作，不同的I/O设备需要完成的控制功能不同。 3．什么是用户I/O程序？什么是设备驱动程序？什么是设备控制程序？ 答：用户I/O程序是指用户利用操作系统提供的调用界面编写的具体I/O设备的输入输出程序。例如用户编写的用打印机输出文本的程序。 设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。可以说相当于操作系统与硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。 设备控制程序就是驱动程序中具体对设备进行控制的程序。设备控制程序通过接口控制逻辑电路，发出控制命令字。命令字代码各位表达了要求I/O设备执行操作的控制代码，由硬件逻辑解释执行，发出控制外设的有关控制信号。 4．说明设计I/O系统的三个要素的具体内容。 答：设计I/O系统应该考虑如下三个要素： ①数据定位： I/O系统必须能够根据主机提出的要求进行设备的选择，并按照数据在设备中的地址找到相应的数据。 ②数据传输：I/O系统必须对数据传送的数量、速率及方向进行控制。 ③同步：I/O系统必须保证主机与外设间的同步，或称为协调工作。仅当设备准备好时主机才能输出数据；当数据可用时主机才能输入数据。 5．说明主机与I/O设备间的三种连接方式：总线型方式、通道方式及I/O处理机方式的优缺点。 答：①总线型连接方式 CPU通过系统总线与主存储器、I/O接口电路相连接，通过I/O接口电路进一步实现对外设的控制。 总线连接的优点：结构简单、标准化、I/O接口扩充方便。 总线连接的缺点：系统中部件之间的信息交换，均依赖于总线，总线成为系统中的速度瓶颈，因而对于配置大量外设的系统不适合。 ②通道方式 输入/输出通道是一个独立于CPU的，专门管理I/O的处理机，它具有自己的指令和程序，专门负责数据输入输出的控制和管理。通道控制方式可以做到一个通道控制多台设备与
第七章作业参考答案 1. 8086/8088共有多少矢量号？每一个矢量号占用矢量表的几个字节空间？它们的内容含义是什么？中断矢量表定位于内存储器的何处？若中断矢量号N=19H，计算该中断程序的矢量在矢量表中的地址。 答：8086/8088共有256个矢量号。每一个矢量号占用矢量表的4个字节空间，前2个字节内容表示中断服务子程序入口地址的偏移地址；后2个字节内容表示中断服务子程序入口地址的段地址。中断矢量表定位于内存储器的00000H~003FFH。当N=19H时，在矢量表中的地址为：0000：0064H. 2.若中断矢量表地址00060H存放4200H，00062H中存放1080H，则对应的中断类型号是多少？中断服务程序的入口地址（逻辑地址）是多少？ 答：对应的中断类型号是18H。中断服务程序的入口地址（逻辑地址）是1080：4200H. 3．什么是中断？PC机中有哪些类型中断？应用程序在修改中断矢量时，为什么要关中断？答：中断是指当CPU正常运行程序时，由于CPU内部事件或外设请求，引起CPU暂时中断当前正在运行的程序，转去执行请求中断的外设（或内部事件）的中断服务子程序，执行完中断服务子程序后，再返回原断点处继续执行被暂时中断的程序。 PC机的中断类型：外部中断与内部中断。 在应用程序修改中断矢量时，防止其它中断发生，因此需要关中断。 4．8259A的ICW2设置了中断类型码的哪几位？说明对8259A分别设置ICW2为30H、34H、38H有什么区别？ 答：8259A的ICW2设置了中断类型码的高5位，低3位自动插入。 当8259A对ICW2设置为30H时，说明中断类型码为30H~37H； 当8259A对ICW2设置为34H时，中断类型码仍为30H~37H； 当8259A对ICW2设置为38H时，说明中断类型码为38H~3FH； 5.在由8086构成的最小方式系统中，有一片8259A构成中断控制系统。设在片内A0=0时的端口地址用P8259A表示，在片内A0=1时的端口地址用P8259B表示。若执行程序段：MOV DX, P8259A ；初始化 MOV AL, 00011011B OUT DX, AL MOV DX, P8259B MOV AL, 10001000B OUT DX, AL MOV AL, 00001101B OUT DX, AL MOV AL, 11000010B ；OCW1 OUT DX, AL 试问：中断结束的方式是什么？中断级IR6的中断类型号是什么？IR1和IR2上有效的中断请求信号在IF=1时能否引起CPU的中断？ 答：中断结束的方式是一般EOI方式； 中断级IR6的中断类型号是8EH；IR1不能引起中断而IR2可以引起中断。 6．8259A的初始化命令字和操作命令字有什么区别？它们分别对应于编程结构中哪些内部寄存器？ 答：8259A的初始化命令字只在对芯片进行初始化时使用；而操作命令字在芯片工作过程中使用。 初始化命令字有：ICW1、ICW2、ICW3和ICW4； 操作命令字有：OCW1、OCW2和OCW3。 7．一片8259A可以管理几级中断源？若系统有22级中断源，该采用什么措施？请具体画出8259A的接线原理图。
第七章输入输出系统 第一节基本的输入输出方式 一、外围设备的寻址 1．统一编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。 2．单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。 3．CPU与外围设备进行通信有三种类型： （1）CPU向外围设备发出操作控制命令。 （2）外围设备向CPU提供状态信息。 （3）数据在CPU与外围设备之间的传递。 历年真题 1．对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。（2002年） 【分析】CPU与外设之间的信息传送是通过硬件接口来实现的，各种外设的硬件接口上又都包含有多个寄存器，如控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等。统一编址是将外设接口上的各种寄存器等同于内存储器的存储单元，通过使用访问内存单元的指令来访问外设接口上的各个寄存器，这样就可以使用访存指令来访问外设，输入输出操作简单，程序设计比较简便。由于外设接口上的寄存器种类和数量通常不止一个，所以一个外设至少对应一个以上的内存地址。 【答案】对外设统一编址是将外设接口上的寄存器等同内存单元，给每个外设设置至少一个地址码。 二、外围设备的定时 1．外围设备的定时方式有异步传输方式和同步定时方式两种。 2．实现输入输出数据传输的方式主要有：程序控制方式、直接存储访问（DMA）方式、通道方式。程序控制方式又可分为程序查询方式和中断方式两种。 历年真题 1．对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。（2001年）【分析】对1/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断控制方式、DMA控制方式、通道控制方式等。程序中断控制方式只是其中的一种方法，独立编址是指对1/O设备的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等单独进行地址编排，使用专门的指令对其进行操作，可用在各种数据传送的控制方式中。 【答案】对1/O数据传送的控制方式，可分为：程序控制方式、DMA方式、通道控制方式等 三、程序查询输入输出方式 了解程序查询输入输出过程即可（从未考过）。 第二节中断 一、中断的基本概念 1．中断：是指CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序。 2．中断方式的特点：中断方式的输入输出操作可以减少CPU等待外围设备的时间，提高CPU的工作效率。 3．中断方式的应用范围：中断方式主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速1/O。
7-1、I/O接口的信号有哪几种？各有什么特点？ 答：接口信号通常有以下四种： 1、开关量：只有2种状态，用一位二进制数（0或1）表示开或关。 2、数字量：二进制形式的数据或是已经过编码的二进制形式的数据。 3、脉冲量：脉冲信号是以脉冲形式表示的一种信号。关注的是信号发生的跳变情况。 4、模拟量：用模拟电压或模拟电流幅值大小表示的物理量。 7-2、什么是接口？接口的主要功能是什么？ 答：接口是CPU与外设之间进行数据传输的桥梁。接口的主要功能： 1、信号形式转换 2、电平转换和放大 3、锁存器缓冲 4、I/O定向 5、并行及串行I/O转换 7-3、什么是端口？端口和存储单元有什么区别？ 答：端口指输入/输出接口中的寄存器。 区别：I／O单元地址使用的是绝对地址，而内存单元需要使用段地址和偏移地址来寻址。 7-4、I/O端口编址有几种方式？他们各有什么特点？ 答、I/O端口有两种编址方式： 统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号。该方式优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。 独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。 7-5、I/O接口的控制方式有几种？简述各个方式的特点？ 答：CPU和外设之间的数据传送方式通常有四种：程序传送方式、中断传送方式、DMA传送方式和I/O处理机方式。 1、程序控制方式：在程序控制下进行信息传送，分为有条件传送方式和无条件传送方式。无条件传送方式主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或已知的场合。 条件传送方式主要用于不能保证输入设备总是准备好了数据或者输出设备已经处在可以接收数据的状态。 2、中断控制方式：中断传送方式下，当外设要求交换数据时，向CPU发中断请求，CPU 在执行完当前指令后，即可中断当前任务的执行，并根据中断源转入相应的中断处理服务程序，实现对请求中断外设的管理。中断控制方式主要用于需要提高CPU利用率和进行实时
第七章 中断技术 基本内容: 中断常用的概念如：中断、断点、断点保护、中断返回、中断服务程序、保 护现场；中断的用途；中断源及分类；中断的一般过程；中断源识别；中断优先权的确定。 基本要求：理解中断的概念、分类；掌握中断的处理过程，会编写中断服务程序；掌握 中断的优先权排队方法；了解中断嵌套的概念。 重点内容: 中断的一般过程；中断源识别；现场保护；中断向量表与中断类型号关系。 难点内容: 中断优先权的确定、现场保护。 第一节 中断的基础知识 一、 中断的概念 1. 什么是中断 所谓中断，是指处理器在执行正常程序过程中，当出现某些异常情况或某个外部设备请求时，处理器暂时中止正在执行的程序，转而去执行其特定的服务程序，并在执行完服务程序后返回原来被中止的程序处继续执行的过程。 中断最初用于解决高速CPU 与低速外设之间的速度矛盾。目前己经广泛地应用在分时操作、实时处理、人机交互、多机系统等方面。 2. 什么是断点 所谓断点，就是指响应中断时，主程序中当前指令下面的一条指令地址，包括代码段寄存器CS 和指令指针寄存器IP 的值。只有保存了断点，才能在中断处理子程序完成以后，正确返回到主程序继续执行。 3. 中断返回 （举例说明） 使CPU 返回到中断前的程序，并从断点处继续执行。 4. 中断服务程序 一般地，每一个中断源都有其相应的服务程序，即中断程序。当CPU 识别中断源后，就会取得其中断程序的入口地址，并转入该中断程序，进行相应的中断服务。中断服务是整个中断处理的核心。 5. 中断现场和中断保护 状态寄存器状态（硬件保存）、内部寄存器内容（程序保存） 原程序 中断请求 中断处理程序
第七章中断系统 一．填空题 1.采用中断查询传送方式时，完成一次传送过程，首先必须通过执行一条______指令，读取______。 答案：IN；外设状态信息 2.在中断服务程序中，进行中断处理之前，先______，才能允许中断嵌套，只有中断优先级______的中断源请求中断，才能被响应。 答案：开中断；更高 3.假如内存向量为0000:0080H开始存放的16个单元存放着以下值：21,04,35,05,29，1A,EB,4F,03,79,2B,2A,03,79,2B,2C，则21H中断子程序的入口地址为______:______。 答案：4FEB；1A29 4.8086CPU的中断系统中共有________个中断类型码，中断类型码与之对应的矢量地址的变换公式为________，系统将在内存地址的________处，设置全部中断类型的中断矢量。 答案：256；矢量地址＝中断类型码×4；00000H～003FFH东南大学2000 5.程序中断的过程包括________、________、________、________和________。北邮97 答：中断请求；判优；响应；处理；返回 6.中断控制器8259A可外接________个外部中断源，它们可用________，也可用________提出中断请求。 答：8；电平触发；边沿触发 二．选择题 1.响应NMI请求的必要条件是（）。C A.IF=1 B.IF=0 C.一条指令结束 D.无INTR请求 2.下面哪一个中断优先级最高（）。D A.NMI中断 B.INTR中断 C.单步中断 D.断点中断 3.提出中断请求的条件是（）。B A.外设提出请求 B.外设工作完成和系统允许时 C.外设工作完成和中断标志触发器为“1”时 4.8086/8088的中断向量表（）。B A.用于存放中断类型号 B.用于存放中断服务程序入口地址 C.是中断服务程序的入口 D.是中断服务程序的返回地址 5.8086/8088的中断是向量中断，其中断服务程序的入口地址是由（）提供。D A.外设中断源 B.CPU的中断逻辑地址 C.以中断控制器读回中断类型号左移2位 D.由中断类型号指向大中断向量表读出 6.中断相量地址是（）。C A.子程序入口地址 B.中断服务程序入口地址 C.中断服务程序入口地址的地址 7.一个8259可提供（）个中断类型号。B A.1 B.8 C.16 D.64 8.9个8259级联可提供（）个中断类型号。D A.1 B.8 C.16 D.64 9.在中断响应周期内，将IF置0是由（）。A A.硬件自动完成的 B.用户在编制中服程序时设置的 C.关中断指令完成的 D.人工进行设置的 10.执行INT n指令或响应中断时，CPU保护现场的次序是（）。A北邮99 A.先保护FR，其次CS，最后IP B.CS在先，其次是IP，最后保护FR C.FR最先，前后依次是IP，CS
中断系统 中断装置和中断处理程序统称为中断系统。 中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外围设备间的数据传送往往采用中断系统。中断系统的应用大大提高了计算机效率。 不同的计算机其硬件结构和软件指令是不完全相同的，因此，中断系统也是不相同的。计算机的中断系统能够加强CPU对多任务事件的处理能力。中断机制是现代计算机系统中的基础设施之一，它在系统中起着通信网络作用，以协调系统对各种外部事件的响应和处理。中断是实现多道程序设计的必要条件。 中断是CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应。 引起中断的事件称为中断源。中断源向CPU提出处理的请求称为中断请求。发生中断时被打断程序的暂停点成为断点。CPU暂停现行程序而转为响应中断请求的过程称为中断响应。处理中断源的程序称为中断处理程序。CPU执行有关的中断处理程序称为中断处理。而返回断点的过程称为中断返回。中断的实现实行软件和硬件综合完成，硬件部分叫做硬件装置，软件部分成为软件处理程序。 中断系统的功能 1）实现中断响应和中断返回 当CPU收到中断请求后，能根据具体情况决定是否响应中断，如果CPU没有更急、更重要的工作，则在执行完当前指令后响应这一中断请求。CPU中断响应过程如下：首先，将断点处的PC值（即下一条应执行指令的地址）推入堆栈保留下来，这称为保护断点，由硬件自动执行。然后，将有关的寄存器内容和标志位状态推入堆栈保留下来，这称为保护现场，由用户自己编程完成。保护断点和现场后即可执行中断服务程序，执行完毕，CPU由中断服务程序返回主程序，中断返回过程如下：首先恢复原保留寄存器的内容和标志位的状态，这称为恢复现场，由用户编程完成。然后，再加返回指令RETI，RETI指令的功能是恢复PC值，使CPU返回断点，这称为恢复断点。恢复现场和断点后，CPU将继续执行原主程序，中断响应过程到此为止。 2）实现优先权排队 通常，系统中有多个中断源，当有多个中断源同时发出中断请求时，要求计算机能确定哪个中断更紧迫，以便首先响应。为此，计算机给每个中断源规定了优先级别，称为优先权。这样，当多个中断源同时发出中断请求时，优先权高的中断能先被响应，只有优先权高的中断处理结束后才能响应优先权低的中断。计算机按中断源优先权高低逐次响应的过程称优先权排队，这个过程可通过硬件电路来实现，亦可通过软件查询来实现。 3）实现中断嵌套 当CPU响应某一中断时，若有优先权高的中断源发出中断请求，则CPU能中断正在进行的中断服务程序，并保留这个程序的断点（类似于子程序嵌套），响应高级中断，高级中断处理结束以后，再继续进行被中断的中断服务程序，这个过程称为中断嵌套。如果发出新的中断请求的中断源的优先权级别与正在处理的中断源同级或更低时，CPU不会响应这个中断请求，直至正在处理的中断服务程序执行完以后才能去处理新的中断请求。
第七章中断控制接口 〔习题7.1〕 8088 CPU具有哪些中断类型？各种中断如何产生，如何得到中断向量号？ 解答1： ?除法错中断：在执行除法指令时，除数为0或商超过了寄存器所能表达的范围产生 ?指令中断：在执行中断指令INT n时产生 ?溢出中断：在执行溢出中断指令INTO时，溢出标志OF为1产生 ?单步中断：单步标志TF为1，在每条指令执行结束后产生 ?非屏蔽中断：外部通过NMI请求信号向微处理器提出请求时产生 ?可屏蔽中断：外部通过INTR请求信号向微处理器提出请求，并在允许可屏蔽中断的条件下产生 解答2： ?除法错中断、溢出中断、单步中断、非屏蔽中断的向量号是8086微处理器内部已经确定 ?指令中断的操作数n就是向量号 ?可屏蔽中断的向量号在响应中断时通过数据总线从外部获得 〔习题7.2〕 8088中断向量表的作用是什么？ 〔解答〕 参看教程7.1.3节（P156页）（第二版P194） 〔习题7.11〕 下段程序读出的是8259A的哪个寄存器？ mov al,0bh out 20h,al nop in al,20h 〔解答〕 ?读取中断服务寄存器ISR的内容 ?因为执行输入指令（A0＝0）之前，执行的输出指令，写入了OCW3（D4D3＝01），其中P RR RIS（D2D1D0）＝011指明随后读出ISR ?不是查询字 〔习题7.14〕 中断服务程序的人口处为什么通常要使用开中断指令？ 〔解答〕 ?开中断，以便可以实现中断嵌套。
补充：1. 如何利用DOS功能调用设置中断向量？ －－解答参考教程第7.1.3节P157（第二版195页） 解答： 设置中断向量即为把新中断向量写入中断向量表内。方法如下： MOV AH,25H MOV AL,中断向量号 MOV DS,新中断向量的段地址 MOV DX,新中断向量的偏移地址 INT 21H 补充：2. 如何利用DOS功能调用获取中断向量？ －－解答参考教材第7.1.3节P157（第二版195页） 解答： 获取中断向量即为把中断向量表内的中断向量读出到ES:BX中。方法如下：MOV AH,35H MOV AL,中断向量号 INT 21H 补充：3. 如何开CPU的中断允许？ 解答： 用STI指令使IF=1。 补充：4. 如何开8259A的中断允许？ 解答： OCW1中的IMR的第i位=0，即允许IR中的第i位发出中断申请。 编程方法参见教程P169 5）。第二版P207页（5）。