中国地质大学（武汉）：《微机原理与接口技术 Foundation of Computer and Interface Technology》课程教学资源（课件讲稿）第09章 中断

第九章中断 当CPU用查询的方式与外设交换信息时， CPU就要浪费很多时间去等待外设。这样 就引出一个快速的CPU与慢速的外设之间 数据传送的矛盾，这也是计算机在发展 过程中遇到的严重问题之一。为解决这 个问题，一方面要提高外设的工作速度： 另一方面发展了中断慨念。中断系统是 计算机的重要指标之一

第九章 中断 当CPU用查询的方式与外设交换信息时， CPU就要浪费很多时间去等待外设。这样 就引出一个快速的CPU与慢速的外设之间 数据传送的矛盾，这也是计算机在发展 过程中遇到的严重问题之一。为解决这 个问题，一方面要提高外设的工作速度， 另一方面发展了中断慨念。中断系统是 计算机的重要指标之一

9.1中断原理 类9.1.1从无条件传送、条件传送到中 断传送 条件传送最大的缺点就是为了CPU和外设在 时间上配合正确，CPU花大量的时间用无条件 方式对状态线进行查询，从而降低了整个系统 的工作效率 。 具有中断功能的CPU中，有一个硬件部件专 门用于检测外设的状态线

9．1 中断原理 9．1．1 从无条件传送、条件传送到中 断传送 条件传送最大的缺点就是为了CPU和外设在 时间上配合正确，CPU花大量的时间用无条件 方式对状态线进行查询，从而降低了整个系统 的工作效率。 具有中断功能的CPU中，有一个硬件部件专 门用于检测外设的状态线

检测状态信号 主程序 检测状态信号 外设处理 状态信号有效？ 外设处理

检测状态信号 状态信号有效？ 外设处理 检测状态信号 外设处理 主 程 序

一--一一--一一--一一--一一--一一--一一--一一--一一--一一--一一--一一-- INTEA PC STBA PC IBFA PC 一 INTRA R方 PC。.、十 1/0 4端1

9.1中断原理 米9.1.2中断概念 处理文档 执行主程序（日常事务程序） 电话铃响 中断申请信号有效（中断请求） 暂停文档 暂停执行主程序响应中断 文档中作暂停记号 当前PC及寄存器入栈（保护现场） 电话交谈 处理外设要求（中断服务） 找出暂停记号位置 寄存器及PC出栈（恢复现场及中断返回 继续处理文档 继续执行主程序

9．1 中断原理 9．1．2 中断概念 处理文档 电话铃响 暂停文档 文档中作暂停记号 电话交谈 找出暂停记号位置 继续处理文档 执行主程序(日常事务程序) 中断申请信号有效(中断请求) 暂停执行主程序响应中断 当前PC及寄存器入栈(保护现场) 处理外设要求(中断服务) 寄存器及PC出栈(恢复现场及中断返回) 继续执行主程序

9.1中断原理 装9.1.2中断概念 ◆可见在中断传送方式下，外设应有请求CPU 服务的权利，当外部设备准备好向CPU传送 数据，或者外设已准备就绪接收CPU的数据， 或者有某些紧急情况要求处理，或者是定时 时间到等等。这时，外设向CPU发出中断请 求，CPU接收到请求并在一定条件下，暂时 停止执行原来的程序而转去中断处理，处理 好中断服务再返回来执行原来程序，这就是 中断概念

9．1 中断原理 9．1．2 中断概念 可见在中断传送方式下，外设应有请求CPU 服务的权利，当外部设备准备好向CPU传送 数据，或者外设已准备就绪接收CPU的数据， 或者有某些紧急情况要求处理，或者是定时 时间到等等。这时，外设向CPU发出中断请 求，CPU接收到请求并在一定条件下，暂时 停止执行原来的程序而转去中断处理，处理 好中断服务再返回来执行原来程序，这就是 中断概念

9.1中断原理 一一--一一--一一--一一-0-- 米9.1.3中断应用 ·一、实时故障处理 存储器出错检测电路 存储器 奇偶 奇偶检测电路 中断请求信号

9．1 中断原理 9．1．3 中断应用 一、实时故障处理 存储器出错检测电路 存储器 奇偶检测电路 奇偶 位 中断请求信号

9.1中断原理 米9.1.3中断应用 ·二、分时操作，同时处理 有了中断功能，CPU可命令多个外设同时工作。 虽然CPU在不同的时间点上为不同的任务工作， 但宏观上看CPU几乎同时为不同的任务工作，极 大地发挥了CPU高速性的特点。 处理 处理 处理 任务1 任务2 任务3

9．1 中断原理 9．1．3 中断应用 二、分时操作，同时处理 有了中断功能，CPU可命令多个外设同时工作。 虽然CPU在不同的时间点上为不同的任务工作， 但宏观上看CPU几乎同时为不同的任务工作，极 大地发挥了CPU高速性的特点。 处理 任务1 处理 任务2 处理 任务3

9.2中断系统组成及其功能 米9.2.1三个与中断有关的触发器 ◆一、中断请求触发器 ·应该有两个特点： ·1、它的输出可以作为中断请求信号，在满足一定条 件的情况下把信号发送给CPU,并在CPU未响应时一直 保存下去； ·2、当CPU满足一定条件下响应了该中断请求信号，执 行了相关的操作后，该中断请求信号可以被撤除

9．2 中断系统组成及其功能 9．2．1 三个与中断有关的触发器 一、中断请求触发器 • 应该有两个特点：  1、它的输出可以作为中断请求信号，在满足一定条 件的情况下把信号发送给CPU，并在CPU未响应时一直 保存下去；  2、当CPU满足一定条件下响应了该中断请求信号，执 行了相关的操作后，该中断请求信号可以被撤除

9.2中断系统组成及其功能 米9.2.1三个与中断有关的触发器 中断请求 +5V- D Q 状态线 CLK 0 R而 外设读、写操作

9．2 中断系统组成及其功能 9．2．1 三个与中断有关的触发器 D Q RD 状态线 中断请求 外设读、写操作 CLK +5V