专题六输入输出和中断.ppt

中断过程 外设发出中断请求信号 CPU(有条件)响应中断 进行中断服务 (执行中断服务程序，执行响应I/O操作) 中断返回 (继续执行原程序) 第三十页，共七十五页，2022年，8月28日 中断方式与查询方式CPU占用时间比较 打印机打印时间 数据传输时间 查询等待时间 数据传输时间 执行主程序 中断服务时间 中断方式 查询方式 外设工作 第三十一页，共七十五页，2022年，8月28日 ? 利用DMAC(DMA控制器)实现成组、大批量的数据在内存和外设之间的快速传送。 ? DMA过程： ? 优点：速度快 ? 缺点：硬件复杂，成本增加 5．2．4 DMA传送方式 第三十二页，共七十五页，2022年，8月28日 DMA过程 ?外设向DMAC发DMA申请 ? DMAC向CPU发BUSRQ ? CPU发BUSAK响应 ? DMAC发存储器地址和读写信号 ? DMA控制结束，恢复CPU对总线控制 BUS 外 设 接 口 DMAC CPU 存储器 ① ② ③ 第三十三页，共七十五页，2022年，8月28日 存储器 CPU I/O接口 外 设 DMA 控制器 第三十四页，共七十五页，2022年，8月28日 5．3．1 中断的定义及必要性 定义：所谓中断是指中央处理器CPU正在处理某件事的时候，外部发生了某一事件，请求CPU迅速处理，CPU暂时中断当前的工作，转入处理所发生的事件，处理完后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作。这样的过程称为中断。 第三十五页，共七十五页，2022年，8月28日 必要性及应用 中断功能便于实现 1．分时操作 2．实时处理 3．故障处理 4.主机与外设之间的速度匹配 CPU和外设同时工作；CPU可以通过分时操作启动多个外设同时工作，统一管理。大大提高了CPU的利用率，也提高了输入、输出的速度。 当计算机用于实时控制时，中断是一个十分重要的功能。现场的各个参数、信息，需要的话可在任何时候发出中断申请，要求CPU处理；CPU就可以马上响应（若中断是开放的话）加以处理。这样的及时处理在查询的工作方式是做不到的。 计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况，或出现一些故障：如电源突跳，存储出错，运算溢出等等。计算机就可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。 第三十六页，共七十五页，2022年，8月28日 ? 外设中断请求 ? 实时时钟中断请求 ? 控制对象中断源 ? 故障引起的中断 ? 人为设置的中断 5．3．2 中断源 人为设置的中断，不是随机的，故称为自愿中断。 强迫中断 引起的中断都是随机。 第三十七页，共七十五页，2022年，8月28日 5．3．3 中断的分类 1. 可屏蔽中断（Maskable Interrupt） 2. 非屏蔽中断（Non Maskable Interrupt） 3. 软件中断（Software Interrupt） INT NMI 第三十八页，共七十五页，2022年，8月28日 MCS-51就是具有可屏蔽中断功能的一类CPU。 中断类型 中断请求信号 可屏蔽中断 INT中断请求输入线上输入 非屏蔽中断 NMI中断请求输入线上输入 软件中断 用中断指令使CPU响应中断 中断类型 CPU响应中断的方式 可屏蔽中断 开中断指令 响应 关中断指令 屏蔽INT上来的低电平中断请求 非屏蔽中断 CPU必须予以响应，不能由软件指令屏蔽 软件中断 CPU只要执行这种指令，完成相应的中断功能 第三十九页，共七十五页，2022年，8月28日 5．3．4 中断系统的功能 ? 中断系统 包括中断源的产生、中断判优、中断查询、中断处理等实现这一全过程的硬件和软件。 ?中断技术 对中断全过程的分析、研究及实现的方法 第四十页，共七十五页，2022年，8月28日 中断判优 ?多中断源同时发出中断请求，CPU根据中断的优先级判断优先执行的中断请求。 ?中断嵌套 CPU正在执行主程序 CPU正在执行低级中断服务程序 CPU正在执行高级中断服务程序 挂起的中断 第四十一页，共七十五页，2022年，8月28日 中断查询 ? 软件查询 ? 硬件查询 ?中断优先级链式电路 ?中断优先级编码电路 三态门 DB + 中断请求 … … A L mov DPTR,#PortI movx A,@D