第8章 中断技术 DMA控制器及定时器计数器

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第八章

中断技术、DMA控制器及定时器/计数器

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主 要 内 容

中断的基本原理 中断的实现方法 中断控制器8259A DMA控制器8237 计数器/定时器8253

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中 断 的 基 本 原 理

所谓中断，就是指当CPU正在执行 程序时，外设(或其它中断源)向CPU 发出请求，CPU暂停当前程序的执行， 转向该外设服务(或称中断服务)程 序，当中断服务程序运行结束后， 返回原程序继续执行的过程。

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中 断 的 基 本 原 理

中断过程 包括：中断请求，中断判优，中断响 应，中断处理，中断返回五个过程。 中断优先权 软件查询法

是在CPU响应中断后，用软件查询以确定是 哪些外设申请中断，并判断它们的优先权

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硬件优先权排队电路

中 断 的 基 本 原 理

中断优先权排队电路 可用硬件编码器和比较器组成的优先权 排队电路

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硬件优先权排队电路

中 断 的 基 本 原 理

链式优先权排队电路也称雏菊花链将所有的中断源排成一个链。各中断源在链 中的前后顺序是根据中断源优先级别的高低 来排列。排在链前面的优先级最高。

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中断响应中 断 的 基 本 原 理 中断响应的条件：

有中断请求信号 中断请求没有被屏蔽 中断是开放的 CPU在现行指令执行结束时响应中断

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中 断 的 基 本 原 理

中断响应 关中断 保存断点 保护现场 给出中断服务程序入口地址，并转入 该服务程序 恢复现场 从中断返回

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8086/8088的中断源8086 8088

中 断 系 统

8086/8088系统的中断源分为外部中断 (中断源来自CPU外部)和内部中断(来 自CPU内部的中断) 内部中断

除法溢出中断――0号中断 单步中断――1号中断 INT指令中断 溢出中断――4号中断

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外部中断8086 8088

中 断 系 统

非屏蔽中断 非屏蔽中断的优先权高于可屏蔽中断。其中 断请求信号是发生在NMI上的电压跳变(边 沿触发)。 可屏蔽中断

出现在INTR线上的请求信号是电平触发的。 只有当中断允许标志位IF为1时，CPU才能响应 INTR的中断请求。如果IF为0,即使INTR端有 中断请求信号CPU也不会响应。这种情况称为 中断屏蔽。

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中断向量表8086 8088

中 断 系 统

8086/8088系统支持最多256个中断，对 应每一个中断，都有一个中断服务程序， 该中断服务程序的入口地址称为中断向 量。每个中断向量占用4个字节，前两个 字节为服务程序的IP(偏移量),后两 个字节为服务程序的CS(段地址)。

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8259A的结构及逻辑功能8259A

功能

中 断 控 制 器

管理和控制80x86的外部中断请求 实现中断判优 提供中断向量 屏蔽中断输入 使用单片8259A可以管理8级中断，采用级 联方式，

最多可管理64级中断

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结构8259A

中 断 控 制 器

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结构8259A

中 断 控 制 器

中断请求寄存器IRR 优先级分析器 中断服务寄存器ISR 中断屏蔽寄存器IMR 数据总线缓冲器 读/写逻辑 级联缓冲器

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8259A的引脚8259A

中 断 控 制 器

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中断响应过程8259A

中 断 控 制 器

(1)外部设备在中断请求输入线(IR7~ IR0)上发了中断请求，使中断请求寄存 器IRR的相应位置位。 (2)IRR的内容与IMR的内容相“与”,结 果送给优先级分析器。中断优先级分析 器把优先级最高的中断请求送到控制电 路。 (3)控制电路将接收到的中断请求向CPU 输出INT信号。