【微机原理及接口技术】中断系统

文章目录

【微机原理及接口技术】中断系统
前言
一、中断概述
- 中断的基本概念
- 中断处理过程
二、8086/8088中断系统
- 中断类型
- 中断响应过程
- 中断向量表
- 内部中断服务程序
总结

前言

本篇文章我们会讲到中断的概述，8086/8088中断系统。

一、中断概述

中断的基本概念

中断：指CPU在执行程序中，被内部或外部的事件所打断，转去执行一段预先安排好的中断服务程序；服务结束后，又返回原来的断点，继续执行原来的程序的过程。

中断系统的功能：

1）能实现中断响应、中断服务及中断返回
2）能实现中断优先权排队
当多个中断源同时提出中断请求时
3）能实现中断嵌套
当中断处理过程中，又有新的中断提出请求时

中断处理过程

中断请求
中断判优
中断响应：断点保护(同时标志寄存器保护)、
关中断、转向中断处理
中断处理：现场保护、中断服务、恢复现场
中断返回：断点恢复(同时标志寄存器恢复)

中断服务是进行数据交换的实质性环节

二、8086/8088中断系统

8086/8088的中断系统采用向量中断机制
能够处理256个中断
用中断向量号0～255区别
可屏蔽中断还需要借助专用中断控制器Intel 8259A实现优先权管理

中断源

引起CPU中断的事件——中断源。常见的中断源有：
外部设备的请求
由硬件故障引起的
实时时钟
由软件引起的
中断源分为:外部中断(硬件中断)、内部中断(软件中断)
内部中断：CPU内部执行程序出现异常引起的中断
外部中断：CPU以外的设备、部件产生的中断
8086/8088的外部中断信号：INTR、NMI
INTR——可屏蔽中断请求，受IF标志的控制。IF=1时，执行完当前指令后CPU对它作出响应。
NMI——非屏蔽中断请求，任何时候CPU都要响应此中断请求信号。

中断类型

在这里插入图片描述

中断指令：INT n, INTO, IRET

内部中断
除法错中断
指令中断
溢出中断
单步中断
外部中断
非屏蔽中断
可屏蔽中断

内部中断
内部中断的中断向量号已定

除法错中断：向量号为0
指令中断：向量号为n
其中，断点中断的向量号为3
溢出中断：向量号为4
单步中断：向量号为1

外部中断

非屏蔽中断：向量号为2
外部通过非屏蔽中断NMI请求，必须响应
非屏蔽中断主要用于处理系统的意外或故障
可屏蔽中断：向量号来自中断控制器
外部通过可屏蔽中断INTR请求，由IF控制是否响应；响应时产生INTA*信号
可屏蔽中断主要用于与外设交换数据
IF控制可屏蔽中断的响应

中断标志IF的状态

IF＝0：可屏蔽中断不会被响应
关中断、禁止中断、中断屏蔽
系统复位，使IF＝0
任何一个中断被响应时，使IF＝0
执行指令CLI，使IF＝0
IF＝1：可屏蔽中断会被响应
开中断、允许中断、中断开放
执行指令STI，使IF＝1
执行指令IRET恢复原IF状态

中断响应过程

在这里插入图片描述

例：8086CPU，若NMI、除法错中断和INTR同时产生，则CPU执行完当前指令后对中断请求的检测顺序为（ D ）
A. NMI、除法错中断、INTR B. NMI、INTR、除法错中断
C. INTR、除法错中断、NMI D. 除法错中断、NMI、INTR

中断向量表

中断向量：中断服务程序的入口地址（首地址）
入口地址含有段基址CS和偏移地址IP（32位）
每个中断向量的低字是偏移地址、高字是段基址，需占用4个字节
256个中断占用1KB区域，就形成中断向量表
8086/8088中断向量号范围：0H~FFH
8086/8088中断向量表物理地址范围：00000H~003FFH

向量号为n的中断向量物理地址＝n×4

内部中断服务程序

编写内部中断服务程序与编写子程序类似
利用过程定义伪指令PROC/ENDP
第1条指令通常为开中断指令STI
最后用中断返回指令IRET
主程序需要调用中断服务程序
调用前，需要设置中断向量
利用INT n指令调用中断服务程序

中断向量的读取与设置
读取中断向量
入口参数：AH=35H,
AL=中断类型号(中断向量号)
出口参数：ES:BX=中断向量
设置中断向量
入口参数：AH=25H,
AL=中断类型号(中断向量号),
DS:DX=要设置的中断向量

例:
编写80H号中断服务程序
功能：显示以“0”结尾的字符串
利用显示器功能调用INT 10H
字符串缓冲区首地址为入口参数

;数据段
intoff dw ?
intseg dw ?
intmsg db ‘A Instruction Interrupt !’
db 0dh,0ah,0
;保存中断向量
mov ax,3580h
int 21h
mov intoff,bx;保存偏移地址
mov intseg,es;保存段基地址
;设置中断向量
push ds
mov dx,offset new80h
mov ax,seg new80h
mov ds,ax
mov ax,2580h
int 21h
pop ds
;调用中断服务程序
mov dx,offset intmsg ;入口参数
int 80h
;进入中断服务程序
new80h proc
sti ;开中断
push ax ;保护现场
push bx
push si
;显示字符串
mov si,dx
new1: mov al,[si] ;显示的字符AL
cmp al,0
jz new2
mov bx,0 ;显示的页号和前景色
mov ah,0eh ;功能号
int 10h
inc si
jmp new1
;退出中断服务程序
new2: pop si ;恢复现场
pop bx
pop ax
iret ;中断返回
new80h endp
;主程序结束
mov dx,intoff ;设置80H中断向量
mov ax,intseg
mov ds,ax
mov ax,2580h
int 21h
mov ah,4ch ;返回操作系统
int 21h