下载文档原格式
![【16】中断系统[7-1][1]](https://img.taocdn.com/s1/m/031e4000de80d4d8d15a4f54.png)
微机原理与接口技术第十六讲15:26第七章 微型计算机中断系统内容提要 内容提要7-1 概述 7-1 概述 7-2 中断处理过程 7-2 中断处理过程 7-3 中断优先级和中断向量 7-3 中断优先级和中断向量 7-4 可编程中断控制器 7-4 可编程中断控制器15:262§7-1 概述一、中断概念 1. 中断源 2. 中断响应 3. 中断向量表 4. 中断优先级 5. 中断屏蔽 二、中断分类1. 外部中断 2. 内部中断15:26 3§7-1 概述－中断概念1.中断源当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事 件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程 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，中断服务程序执行完毕，再 返回被中止的程序，这一过程称为中断。
中断源 中断响应 中断向量表 中断优先级 中断屏蔽15:264§7-1 概述－中断概念15:265§7-1 概述－中断概念2. 中断响应中断请求何时发生是随机的。
CPU在每条指令的最后一个T周期去检测INTR引脚， CPU一旦检测到有中断请求，在满足中断响应的条件 下(IF＝1)，CPU响应中断，向外设发出INTA中断响 应信号。
保护断点(当前CS，IP和PSW值入栈)，然后转向中 断服务程序。
中断服务程序执行完毕，CPU返回原执行程序的中断 处，继续向下执行，称为中断返回。
中断源 中断响应 中断向量表 中断优先级 中断屏蔽15:266§7-1 概述－中断概念3．中断向量表CPU响应中断后，必须由中断源提供地址信息， 引导程序进入中断服务子程序，这些中断在内存 中专门开辟一个区域，存放中断向量表(也称中断 矢量表)。
中断源 中断响应 中断向量表 中断优先级 中断屏蔽中断服务程序的入口地址构成的表称为中断向量表 中断服务程序的入口地址构成的表称为中断向量表15:267§7-1 概述－中断概念4．中断优先级当有多个中断源请求中断时，中断系统判别中断申 请的优先级，CPU响应优先级高的中断，挂起优先 级低的中断。
中断系统工作原理中断系统是计算机系统中的一个重要组成部分，其工作原理是通过中断信号来打断正在执行的程序，并转而执行特定的中断处理程序。
中断信号可以由外部设备、软件请求或错误产生，例如键盘输入、鼠标点击、定时器触发等。
在计算机系统中，中断系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 当一个中断事件发生时，外部设备或软件会发送一个中断请求（Interrupt Request, IRQ）信号给中断控制器。
中断控制器是硬件的一部分，负责管理各种外部设备的中断请求。
2. 中断控制器会将收到的中断请求转发给中断控制器芯片。
中断控制器芯片根据优先级会将其中断请求发给中央处理器（CPU）。
3. 当CPU接收到中断请求后，会立即保存当前的运行状态，包括程序计数器、标志寄存器和其他需要保存的寄存器的值。
4. CPU会根据中断请求的优先级，跳转到对应的中断处理程序。
中断处理程序是预先编写好的，用来处理特定中断事件的代码。
5. 在执行中断处理程序期间，中断屏蔽（Interrupt Disable）机制会被激活，用于阻止其他中断的发生。
这是为了保证中断处理程序能够在有限的时间内完成，以确保系统的响应性。
6. 中断处理程序执行完毕后，CPU会恢复之前保存的运行状态，并继续执行被中断的程序。
在整个中断系统工作过程中，中断向量表是重要的数据结构。
中断向量表记录了每个中断请求的中断处理程序的入口地址。
当CPU接收到中断请求时，会根据中断请求的编号在中断向量表中查找对应的中断处理程序的入口地址，并跳转到该地址执行。
这是操作系统中实现中断处理的一种有效机制。
总而言之，中断系统的工作原理是通过中断信号来打断正在执行的程序，并转而执行特定的中断处理程序，以实现对特定事件的响应和处理。
这个过程需要中断控制器和中断控制器芯片的协同工作，并且依靠中断向量表来指定中断处理程序的入口地址。
![[IT计算机]中断系统](https://img.taocdn.com/s1/m/25c5add80408763231126edb6f1aff00bed570d9.png)
中断系统中断是用以提高计算机工作效率、增强计算机功能的一项重要技术。
最初，它只是作为CPU与外设之间交换数据的一种方式。
后来被用于CPU外部及内部紧急事件的处理、机器故障的处理、实时控制等多个方面，并产生了用软件方法进入中断处理的概念(软中断)。
如今I中断系统已成为计算机系统的一个极其重要的组成部分。
中断还是基于时间片调度的多任务操作系统的重要技术支柱之一。
接下来，我们会介绍中断技术涉及的一些基本概念，接着分析与中断管理有关的几个问题：CPU响应中断的条件、中断响应时的处理、中断源的识别和中断判优的方法。
然后重点讨论配合CPU进行中断管理和控制的硬件电路——可编程中断控制器8259A，以及PC／AT机的中断系统。
对后者的讨论(特别是中断控制逻辑)适用于与PC／AT兼容的高档微机。
中断的基本概念所谓中断，是一个过程，即CPU在正常执行程序的过程中，遇到外部／内部的紧急事件需要处理，暂时中断(中止)当前程序的执行，而转去为事件服务，待服务完毕，再返回到暂停处(断点)继续执行原来的程序。
为事件服务的程序称为中断服务程序或中断处理程序。
严格地说，上面的描述是针对硬件事件引起的中断而言的。
用软件方法也可以引起中断，即事先在程序中安排特殊的指令，CPU执行到该类指令时，转去执行相应的一段预先安排好的程序，然后再返回去执行原来的程序，这可称为软中断。
把软中断考虑进去，可给中断再下一个定义：中断是一个过程，是CPU在执行当前程序的过程中因硬件或软件的原因插入了另一段程序运行的过程。
因硬件原因引起的中断过程的出现是不可预测的，即随机的，而软中断是事先安排的。
中断系统实现中断功能的控制逻辑(硬件)、有关中断的安排或规定以及相应的软件，称为中断系统。
不同的微机的中断系统不尽相同，但其中断系统都应具备以下基本功能：①实现中断响应、中断服务(中断处理)及中断返回；②实现中断优先级排队；③实现中断嵌套；④实现中断屏蔽。
中断源凡是能引起中断的设备或事件均称为中断源。
中断系统工作原理中断系统是计算机操作系统中的一个重要组成部分，它负责处理各种来自硬件和软件的中断信号。
中断信号可以是来自外部设备的输入请求，例如键盘输入、鼠标点击或网络数据的到达；也可以是软件程序内部的异常事件，例如除零错误或无效内存访问。
无论是什么类型的中断，操作系统都需要立即响应，并采取适当的措施来处理中断事件。
中断系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 接收中断信号：当计算机硬件或软件触发一个中断事件时，中断控制器会接收到相应的中断信号。
这个信号是一个电信号，中断控制器会将其转化为计算机可读的形式。
2. 中断向量表查询：接收到中断信号后，中断控制器需要确定具体的中断类型。
为此，操作系统维护了一个中断向量表，其中包含了各种中断类型及其对应的处理程序的入口地址。
中断控制器会根据中断信号对应的中断类型，在中断向量表中查询相应的入口地址。
3. 保存现场：在执行中断处理程序之前，操作系统会首先保存当前的程序执行环境，包括程序计数器、寄存器状态、堆栈指针等。
这是为了保证中断处理程序执行完毕后，能够正确地恢复到中断发生前的状态。
4. 执行中断处理程序：一旦确定了中断类型和对应的处理程序入口地址，操作系统会跳转到相应的中断处理程序，并开始执行。
中断处理程序会根据具体的需求，进行相应的处理操作。
例如，对于一个键盘输入中断，中断处理程序可能会读取键盘缓冲区的内容并将其传递给相应的应用程序。
5. 恢复现场：当中断处理程序执行完毕后，操作系统会将之前保存的程序执行环境状态恢复回来。
这样，计算机可以继续执行之前被打断的程序，从中断发生的地方继续执行。
通过以上步骤，中断系统可以保证计算机在多任务环境下，能够及时响应外部事件和内部异常，并进行相应的处理。
这种中断驱动的工作方式，为计算机用户提供了更高的系统响应速度和更好的交互体验。
