微机原理 第七章 中断技术.ppt

《微机原理 第七章 中断技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第七章中断技术1信息工程学院信息论教研室本章的主要内容本章主要介绍：I/O的基本知识（接口的功能与作用，端口编址方式，信息传送方式，端口地址分配与地址译码等）中断的基本原理（中断请求、判优、响应、处理、返回）8086中断系统（中断源，中断向量表，中断类型号，中断响应过程等）中断控制器8259A（内部结构，工作原理，工作方式及编程）PCXT/AT机中的外部中断逻辑2信息工程学院信息论教研室第一节I/O接口3信息工程学院信息论教研室一、I/O接口的重要作用输入和输出设备是计算机系统的重要组成部分。外设与计算机主机连接是通过各

2、种I/O接口实现的。所以，I/O接口在系统中起着重要的桥梁作用。如图：4信息工程学院信息论教研室一、I/O接口的重要作用（续）◎I/O接口：连接外设与总线之间的逻辑电路的总称。即总线主设备与外设之间的桥梁。♦通过I/O接口，总线与外设可以交换数据，主设备可以控制该I/O口的工作（向I/O口写入命令）；监测与管理I/O口的工作状态；必要时，I/O口还可产生中断请求。♦主设备与外设交换数据还存在以下问题需要解决：•速度不匹配•信号电平不匹配（TTL,CMOS,RS-232等）•信号格式不匹配（并行、串行、模拟、数字等）•时序

3、不匹配（外设有自己的定时与控制逻辑）5信息工程学院信息论教研室微机系统中的各种I/O接口6信息工程学院信息论教研室二、I/O接口的主要功能●数据缓冲功能（解决速度差异）●设备选择（端口地址，译码）●信号转换功能（电平，并、串，数、模等转换）●对外设的控制与监测功能（发命令，监测状态等）●中断请求与管理●可编程功能7信息工程学院信息论教研室三、I/O端口的编址方式●I/O端口:把I/O接口电路中能被CPU直接访问的寄存器或某些特定器件称之为端口（Port）。I/O接口中常设有数据口、命令口和状态口。●I/O端口的编址方式•

4、与存储器统一编址（或存储器映射方式）优点：指令多且齐全；端口空间大。缺点：指令长且慢；占用内存空间。•I/O独立编址优点：指令短（设有单独的I/O指令）执行快；不占内存空间；程序易读。缺点：端口空间小；需要单独的I/O读、写信号。8信息工程学院信息论教研室四、CPU与I/O端口之间传送信息的方式◎无条件传送电路简单，CPU访问时总认为I/O已准备好。下面是一个无条件传送的输入方式电路：图中，AEN是地址允许信号。当AEN=0由CPU控制总线；当AEN=1时，由DMA控制总线。CPU读三态缓冲器时总认为数据已准备就绪9信息

5、工程学院信息论教研室四、CPU与I/O端口之间传送信息的方式（续）◎程序查询传送方式读I/O端口状态信息，若准备就绪，就输入或输出，否则，就继续查询等待。显然，该方式CPU的大部分时间都用在了查询和等待了，所以传送效率不高。下图是一个查询输入的接口电路。其查询程序如下：wait1:movdx,stportinal,dxtestal,80h;当ready=1,数据已准备好。jzwait1;当ready=0,数据未准备好。movdx,dtport;准备好，读端口数据inal,dx10信息工程学院信息论教研室四、CPU与I/O

6、端口之间传送信息的方式（续）11信息工程学院信息论教研室四、CPU与I/O端口之间传送信息的方式（续）◎中断传送方式该方式可大大提高CPU的工作效率。该方式是：当外设要求CPU交换数据时，可向CPU发出中断请求，CPU在执行完当前指令后，即可中断当前任务的执行，根据中断源提供的中断类型号，转入相应的中断处理程序，以实现对外设的数据传送和管理。该方式可实现CPU和外设并行工作。12信息工程学院信息论教研室四、CPU与I/O端口之间传送信息的方式（续）13信息工程学院信息论教研室四、CPU与I/O端口之间传送信息的方式（续）

7、◎DMA传送方式DMA（DirectMemoryAccess）传送方式又称直接存储器存取方式。其原理就是在存储器与外设之间开辟一条高速数据通道，使外设与内存之间直接交换数据。这一数据通道是通过DMA控制器来实现的。在DMA传送期间，不需要CPU的任何干预，而是由DMA控制器控制系统总线，在其控制下完成数据传送任务。对于高速数据传送和与外设频繁交换信息的场合，DMA方式比中断传送方式效率高。因为中断传送要不断的保护断点和现场，使CPU的工作效率大为降低。14信息工程学院信息论教研室四、CPU与I/O端口之间传送信息的方式（

8、续）DMA传送原理示意图如下：15信息工程学院信息论教研室五、PC机系列I/O端口地址分配地址分配：前256个端口给系统板，后768个端口给扩展版系统板上接口芯片的端口地址(000H~00FFH)16信息工程学院信息论教研室五、PC机系列I/O端口地址分配（续）扩展槽上接口控制卡的端口地址（100H~3FFH)17信