中断系统解析:从原理到应用
"第九章中断-微机原理 中断设置及中断系统详解" 在微机原理中,中断系统扮演着至关重要的角色,它使得CPU能够高效地处理来自外设的请求,而不必一直等待它们的响应。中断技术有效地解决了快速CPU与慢速外设间的数据传输问题,提升了系统的整体效率。 在中断原理部分,我们了解到从无条件传送、条件传送发展到中断传送的过程。条件传送方式中,CPU频繁查询外设状态,浪费了大量的时间。中断传送则引入了一个硬件部件,该部件负责检测外设的状态信号。一旦检测到有效的中断请求,CPU会暂停当前执行的程序,保存现场(即当前程序计数器PC和相关寄存器的值),然后转去执行中断服务程序。处理完外设请求后,CPU恢复现场并返回到中断前的位置继续执行。 中断概念的核心在于,外设有权请求CPU服务。当外设准备好了数据传输,或者有其他紧急情况,例如存储器错误检测电路检测到奇偶校验错误,外设会发送中断请求给CPU。在满足特定条件时,CPU会响应这个请求,中断当前程序,执行中断处理,然后再恢复并继续原程序的执行。 中断系统主要由三个与中断相关的触发器组成: 1. 中断请求触发器:此触发器在满足特定条件时输出中断请求信号,并在CPU未响应时保持该信号,直到CPU响应为止。 2. 中断允许触发器:控制CPU是否允许中断。即使有中断请求,如果中断允许触发器关闭,CPU也不会响应。 3. 中断屏蔽触发器:用于优先级管理,可以阻止较低优先级的中断在更高优先级中断处理期间被响应。 具体到8259中断控制器的设置,ICW1(初始化命令字1)设置为00010001B,表明采用上升沿触发,且为级联模式。ICW2(初始化命令字2)设定中断类型码为08H,用于识别中断源。ICW3(初始化命令字3)设置为00000100B,表示主片配置。ICW4(初始化命令字4)设定为00000001B,意味着选择完全中断嵌套方式,不启用自动中断结束方式。 中断的应用广泛,包括实时故障处理,如存储器错误检测电路检测到问题时触发中断;以及分时操作,使得CPU可以同时处理多个任务,实现多任务并行处理的假象,极大提高了系统利用率。 中断系统通过中断请求、响应和处理机制,使CPU能灵活应对来自外设的请求,优化了系统资源的使用,提升了计算效率。8259中断控制器的配置和中断原理的理解对于深入掌握微机原理至关重要。
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