微型计算机中断系统解析:从概念到实践
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更新于2024-07-02
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"微型计算机接口技术第七章主要探讨了微型计算机中断系统,包括中断的概念、功能、分类、中断处理过程以及中断优先级和中断嵌套。重点讲解了可编程中断控制器8259A及其应用。中断是计算机系统中一种重要的机制,允许CPU在执行程序时,能够响应来自硬件或软件的突发事件,中断处理过程包括中断请求、中断响应、保护现场、执行中断服务程序和中断返回。此外,中断系统还支持中断优先级和中断嵌套,确保高优先级的中断能够及时处理。8259A是用于管理中断的一种芯片,可以实现中断的屏蔽和优先级管理,对多个中断源进行有效管理。"
详细内容:
1. 中断的概念:中断是一种硬件机制,使得CPU在执行正常程序时,能够被外部或内部的事件(中断源)暂停当前任务,转而执行特定的中断服务程序。中断源可以是硬件设备(如键盘输入、打印机完成打印等)或软件指令。
2. 中断处理过程:中断发生时,CPU检测到中断请求(IF标志位为1),然后发送中断响应信号INTA,中断源会回应中断类型号,CPU据此找到中断服务程序的入口地址,存储当前程序状态(保护现场),执行中断服务程序,最后恢复现场并返回原程序执行(中断返回)。
3. 中断分类:中断分为内部中断(软件中断)和外部中断(硬件中断)。内部中断由CPU内部指令触发,如INT指令;外部中断通常由外部设备请求,分为可屏蔽中断(INTR)和不可屏蔽中断(NMI)。可屏蔽中断可以通过软件设置屏蔽,不可屏蔽中断则无法通过软件阻止。
4. 中断优先级与中断嵌套:当多个中断同时发生时,中断系统会根据优先级决定处理顺序。优先级高的中断会先被响应,低优先级的中断会被挂起,等待高优先级中断处理完成后继续处理,即中断嵌套。
5. 可编程中断控制器8259A:8259A是一种用于管理中断的芯片,它能管理8个中断源,实现中断的屏蔽和优先级排队。通过设置8259A的控制字,可以配置中断优先级、中断屏蔽等功能,以优化中断系统的性能。
6. 中断向量表:中断向量表是内存中的一段区域,存放每个中断服务程序的入口地址和相关处理信息。当CPU响应中断时,会根据中断类型号从中断向量表中查找服务程序的地址。
微型计算机中断系统是计算机系统中不可或缺的部分,它增强了系统的实时性和灵活性,使得CPU能够高效地处理多种并发事件。8259A等中断控制器的使用,进一步优化了中断管理,提升了系统的整体性能。
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