中断的概念及应用技术

1.什么是中断

计算机在执行程序的过程中，由于CPU之外的某种原因，有必要尽快地中止该程序的执行，转而去执行相应的处理程序，待处理程序结束之后，再返回来继续执行从断点处开始的原程序，这种程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打断的情况称之为“中断”。实现这种功能的部件统称为中断系统。中断过程如图5.1所示。

图5.1　中断过程示意图

中断之后，CPU执行的处理程序称为中断服务程序，而把中断之前原来运行的程序称为主程序。主程序被断开的位置（地址）称为断点。能够向CPU发出中断申请的来源称为中断源，它是引起CPU中断的原因。中断源向CPU要求服务的请求称为中断请求，或中断申请。

表面上看，中断处理类似于子程序调用过程，因此又称中断处理程序为中断服务子程序。但程序中断与子程序调用有着很大的区别：子程序调用是在程序中事先安排好的，在程序运行到某一步时通过LCALL或ACALL调用指令来实现；而引起中断的原因是随机发生的，因而转向中断服务程序进行中断处理也是随机的，程序中无调用命令，而是由内、外部设备向CPU发出中断请求，CPU进行响应来实现的。

2.为什么要引入中断(www.xing528.com)

中断技术在实时控制、分时操作、人机交互、多机系统等方面都得到广泛的应用，大大扩大了计算机的应用范围，提高了计算机的性能。微型机引入中断后有如下优点：

（1）同步工作　有了中断功能后，就可以使CPU和外设同步工作。例如CPU启动外设工作后，就继续执行主程序，外设把数据准备好后发出中断请求，请求CPU中断原来主程序的运行，转去执行输入/输出操作（中断处理），中断程序执行完后，CPU恢复执行主程序，外设也继续工作，这样就解决了快速的CPU与慢速的外设之间的矛盾，CPU就可指挥多个外设同时工作，大大提高了CPU的利用率，也提高了输入/输出速度。

（2）实时处理　在实时控制中，现场采集到的各种数据可在任意时刻发出中断请求，要求CPU处理，若中断是开放的，则CPU就可马上对这些数据进行处理了。

（3）分时处理　利用中断功能，CPU可以同时为多个对象服务。只有服务对象向CPU发出中断请求，CPU才转而为之服务，因此大大提高了CPU的效率。

（4）故障处理　计算机在运行过程中出现了事先预料不到的情况或故障时（如掉电、存储出错、溢出等），可以利用中断系统自行处理而无须停机。