試驗(yàn)報(bào)告四中斷系統(tǒng)試驗(yàn)

1、PUTIAN UNIVERSITY成績:信息工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：中斷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016.11.24指導(dǎo)老師（簽名）：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握8259中斷控制器的工作原理。2. 掌握系統(tǒng)總線上中斷請(qǐng)求的應(yīng)用編程方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC微機(jī)一臺(tái)、TD-PITD+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。三、實(shí)驗(yàn)原理1. 中斷控制器8259簡介中斷控制器8259是Intel公司專為控制優(yōu)先級(jí)中斷而設(shè)計(jì)開發(fā)的芯片。它將中斷源優(yōu)先級(jí)排隊(duì)、辨 別中斷源以及提供中斷矢量的電路集于一片中，因此無需附加任何電路，只需對(duì)8259進(jìn)行編程，就可以 管理8級(jí)中斷，并選擇優(yōu)先模式和中斷請(qǐng)

2、求方式，即中斷結(jié)構(gòu)可以由用戶編程來設(shè)定。同時(shí)，在不需增 加其他電路的情況下，通過多片8259的級(jí)連，能構(gòu)成多達(dá)64級(jí)的矢量中斷系統(tǒng)。它的管理功能包括：1） 記錄各級(jí)中斷源請(qǐng)求，2）判別優(yōu)先級(jí)，確立是否響應(yīng)和響應(yīng)哪一級(jí)中斷，3）響應(yīng)中斷時(shí)，向CPU傳送 中斷類型號(hào)。8259的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳如圖4-1所示。8259的命令共有7個(gè)，一類是初始化命令字，另一類是操作命令。8259的編程就是根據(jù)應(yīng)用需要 將初始化命令字ICW1-ICW4和操作命令字OCW1- OCW3分別寫入初始化命令寄存器組和操作命令寄 存器組。ICW1-ICW4各命令字格式如圖4-2所示，OCW1-OCW3務(wù)命令字格式如圖4-3所示

3、，英中 OCW1用于設(shè)置中斷屏蔽操作字，OCW2用于設(shè)宜優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式和中斷結(jié)朿方式的操作命令字，OCW3 用于設(shè)置和撤銷特姝屏蔽方式、設(shè)巻中斷查詢方式以及設(shè)垃對(duì)8259內(nèi)部寄存器的讀出命令。2. 8259寄存器及命令的控制訪問在硬件系統(tǒng)中，8259僅占用兩個(gè)外設(shè)接口地址，在片選有效的情況下，利用A0來尋址不同的寄存 器和命令字。對(duì)寄存器和命令的訪問控制如表4-1所示。第3頁共10貞INTAINT數(shù)撫總線 緩沖器RDcfwr 讀/q電坷rAO 7CS «CASOCAS1CAS2SP/EN級(jí)聯(lián)緩沖器/比較器中斷服務(wù)器:ISR）優(yōu)先級(jí)分析器中斷請(qǐng)求寄存器:1RR 丿HR0 v-IRI Y

4、-IR2 + IR3 + R4 *-IR5 + IR6 IR7CSc WRcKI)0D7DO1CWI初始化ICW2、命令竊ICW3存器組ICW4/內(nèi)部總線中斷屏蔽寄存器（IMR）OCWl0CW20CW3 操作命令寄存器組12827262524231 825922212010191118121713161415CASO CAS1GNDVCCAOa INTAIR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IROINTSPENCAS28259內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖DI=ODl=l0()=00()=1D3=0:不 SR 要 ICW4:儒姜ICW4!多艸級(jí)聯(lián)s用:邊沿蝕發(fā)圖 4-2 (a) ICW1 格式A0070

5、60504D3D2D1DOT7T6T5T4T30rq屮斷類型弓的崗5位8086/8088不便丿IJ圖42 (b) ICW2格式AOD71)6D51)4D3D2DIDOEZIS? |S6S5S41 S31 S2 |SISO主片AOD7D6D51>4D3D2DIDOEG1 1|1 102 |1D1IDO從片不可用圖4-2 (0 ICW3格式AOD7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO|T|0|0|0| SFNM| BUF| M/S| AEOI|圖42(d) ICV4格式AOHRSLEOI00L2L1L0D7D6D5D2DI0CW2001一般 EOI中斷結(jié)束命令011特殊EOI101循環(huán)

6、優(yōu)先權(quán)的一般EOI自動(dòng)循環(huán)100在自動(dòng)EOI下迓循環(huán)優(yōu)先權(quán)000在自動(dòng)EOI下復(fù)位循環(huán)優(yōu)先權(quán)111循環(huán)優(yōu)先權(quán)的特殊EOI命令110設(shè)宜優(yōu)先權(quán)特殊循環(huán)010無效編碼對(duì)應(yīng)IR 的低優(yōu)先權(quán)A0D7D6D5D4D3D2D1DO0ESMMSMM01PRRRISOCW30X：無效0：不査詢Ox無效10：復(fù)位特殊屛蔽1：允許査詢10：可讀IRR11：設(shè)宜特殊屛蔽11：可讀ISR圖4-3 OCW命令字格式表8259寄存器及命令的訪問控制AOD4D3讀信號(hào)寫信號(hào)片選操作0010讀出ISRJRR的內(nèi)容1010讀出IMR的內(nèi)容000100寫入OCW2001100寫入OCW301X100寫入ICW11XX100寫入

7、OCW1, ICW2, ICW3, ICW43. PC微機(jī)系統(tǒng)中的8259在80x86系列PC微機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)中包含了兩片8259中斷控制器，通過級(jí)連可以管理15級(jí)硬 件中斷，但其中部分中斷號(hào)已經(jīng)被系統(tǒng)硬件占用，具體使用情況如表4-2示。兩片8259的端口地址為： 主片8259使用20H和21H兩個(gè)端口；從片使用A0H和A1H兩個(gè)端口。系統(tǒng)初始化兩片8259的 中斷請(qǐng)求信號(hào)均采用上升沿觸發(fā)，采用全嵌套方式，優(yōu)先級(jí)的排列次序?yàn)?級(jí)最高，依次為1級(jí)、8級(jí) 15級(jí)，然后是3級(jí)7級(jí)。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上系統(tǒng)總線單元的INTR1和INTR2兩個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的是兩路中斷請(qǐng)求線。在Tdpit集成操作環(huán)境中,INTR1對(duì)

8、應(yīng)的是PC機(jī)內(nèi)部主片8259中斷的IRQ7, INTR2對(duì)應(yīng)的是IRQ6。PC機(jī)內(nèi)部第3頁共10頁8259已經(jīng)在PC啟動(dòng)時(shí)初始化好，在使用時(shí)主要是將其中斷屏蔽位打開，修改中斷向量，程序結(jié)束時(shí)還 原中斷向量。表42 PC微機(jī)系統(tǒng)中的硬件中斷中斷號(hào)功能中斷向量號(hào)中斷向量地址主 8259 IRQ0日時(shí)鐘/計(jì)數(shù)器008H0020H OO23H主 8259 IRQ1鍵盤09H0024H OO27H主 8259 IRQ2接從片82590AH0028H 002BH主 8259 IRQ3串行口 20BH002C H 002FH主 8259 IRQ4串行口 10CH0030H OO33H主 8259 IRQ5并

9、行口 20DH0034H OO37H主 8259 IRQ6軟盤0EHOO38H 003BH主 8259 IRQ7并行口 10FH003CH 003FH從 8259 IRQ8實(shí)時(shí)鐘70H01C0H-01C3H從 8259 IRQ9保留71H01C4H-01C7H從 8259 IRQ10保留72H01C8H-01CBH從 8259 IRQ 11保留73H01CC H 01CFH從 8259 IRQ 12保留74H01D0H 01D3H從 8259 IRQ 13協(xié)處理器中斷75H01D4H 01D7H從 8259 IRQ 14硬盤控制器76H01D8H-01DBH從 8259 IRQ 15保留77H

10、0IDC H 01DFH四. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)在前而已經(jīng)介紹了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上系統(tǒng)總線單元的INTR1中斷請(qǐng)求信號(hào)已經(jīng)是對(duì)應(yīng)到PC機(jī)內(nèi)部主片 8259的IRQ7O INTR1產(chǎn)生一個(gè)上升沿的中斷請(qǐng)求，PC機(jī)內(nèi)部相應(yīng)的IRQ7中斷處理就會(huì)得到響應(yīng)。 所以，使用INTR1中斷請(qǐng)求信號(hào),就相當(dāng)在使用PC機(jī)內(nèi)部IRQ7中斷。本實(shí)驗(yàn)要求使用總線上INTR1 （IRQ7）中斷請(qǐng)求線完成一次單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。用單次脈沖上升沿模擬中斷源，中斷處理程序完成任屏幕 上的顯示字符“7” o參考程序流程如圖44所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下。開始I 關(guān)中斷I替換INTR中斷矢雖打開INTR屮斷屏蔽位關(guān)中斷開中斷恢復(fù)INT

11、R中斷矢量入口|恢復(fù)INTR屮斷屏蔽字開中斷I中斷處理(顯示字符)返何到DOSWpC丙8259發(fā)中斷結(jié)束命令(a)主程序結(jié)束中斷返冋(b)中斷處理程序圖4-4 8259單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)參考程序流程圖(1) 實(shí)驗(yàn)接線圖如圖4-5所示，按圖接線。系統(tǒng)總線NTRI0-0KK1+單次脈沖單元S 4-5 (a) 8259單中斷實(shí)驗(yàn)參考接線圖222PP9Cf?SS k 7QP9992!?!?laHKWBBBi - *圖4-5 (b) 8259單中斷實(shí)驗(yàn)實(shí)物接線圖(2) 運(yùn)行Tdpit集成操作軟件，進(jìn)入編借調(diào)試集成環(huán)境。(3) 根據(jù)程序設(shè)計(jì)使用語言不同，在“語言設(shè)宜”菜單項(xiàng)中設(shè)置所使用的語言。如圖4-6所示。

12、該項(xiàng) 一經(jīng)設(shè)苣，會(huì)再下次啟動(dòng)后仍保持不變。圖46設(shè)語盲環(huán)境第12頁共10貞(4) 開始新建文件進(jìn)行編程。點(diǎn)擊“文件"菜單項(xiàng)中的“新建"，可以新建一個(gè)空白文檔。默認(rèn)名為Td-pitU 如圖47所示。圖47新建空白文檔(5) 編寫程序.如圖4-8所示，并保存，此時(shí)軟件會(huì)提示輸入新的文件名，輸入文件名后點(diǎn)擊保存。;T8259- 1 asm：8259單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn):查看端口資源分配情況，記錄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)I/O踹口始地址INTR_IVADD EQU 003CH; INTR對(duì)應(yīng)的中斷矢量地址STACK1 SEGMENT STACKDW 256 DUPMESDB1 Press any key

13、 toCS BAKDWIP BAKDWIM BAKDB?DATA ENDSDATA SEGMENT©Hit! ' fOAHJDHJAHJDH/F;保存INTR原中斷處理程序入口, ;保存IbTTR原中斷處理程序入口 ;保存田TR原中斷屏蔽字的變量STACK1 ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DxTASTART: MOV AX,DATA;顯示i長岀提示MOV DS,AXMOV DX,OFFSET MESH圖4-88259單中斷實(shí)驗(yàn)程序編輯界面編譯連接成功會(huì)在輸出信息(6) 點(diǎn)擊筋，編譯文件，若程序編譯無誤，然后再點(diǎn)擊圏，連接程序。欄顯示輸出信

14、思，如圖49所示。XC CopyRight 2009編譯T8259-1.obj - 0 error(s), 0 warning(s) 鏈接“T8259-1.exe - 0 error(s), 0 warning (si信息欄,結(jié)果圖4-9編譯逹接輸出佰恵(7) 編譯連接成功后可以點(diǎn)擊伽，運(yùn)行程序，查看運(yùn)行結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：(1)編譯連接成功后，使用運(yùn)行命令運(yùn)行程序，重復(fù)按單次脈沖開關(guān)KK1 + ,查看結(jié)果。C:wi ndowssystem 32cmd. exeDPress any key to exit?F77777777777圖410結(jié)果顯示窗口分析：重復(fù)按單次脈沖開關(guān)KK1 + ,

15、顯示屏?xí)@示字符“7”，說明響應(yīng)了中斷。(2)編譯連接成功后，在程序編輯界而點(diǎn)擊1,調(diào)試程序，進(jìn)入調(diào)試界而，進(jìn)行程序的調(diào)試，如圖4-11所示。圖411調(diào)試界面分析：通過設(shè)程斷點(diǎn)并運(yùn)行，査看對(duì)應(yīng)寄存器情況。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)：通過本實(shí)驗(yàn)，我初步了解了存儲(chǔ)器擴(kuò)展的方法和存儲(chǔ)器的讀/寫，以及學(xué)會(huì)了如何檢査硬件連線是否岀 錯(cuò)。初步掌握CPU對(duì)32位和8位存儲(chǔ)器的訪問方法。同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配套操作軟件的使用也更加熟 練。通過本次實(shí)驗(yàn)加深了對(duì)理論編程的知識(shí)的理解，鞏固了我的理論知識(shí)。附錄：;T8259-l.asm;8259單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn):查看端口資源分配情況，記錄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)I/O端口始地址INTRVADD EQU

16、003CH:INTR對(duì)應(yīng)的中斷矢量地址第8頁共10頁STACK 1 SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK1 ENDSDATA SEGMENTMESDBPress any key to exit!',0AH.0DH.0AH.0DH.'S'CS_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口段地址的變量IP_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址的變量IM_BAKDB?:保存INTR原中斷屏蔽字的變量DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE.DS:DATASTART: MOVMOVMOVMOVINT 21H

17、CLIAX.DATADS.AXDX.OFFSET MESAH.09H:顯示退出提示MOVAX.0000H;替換INTR的中斷矢量MOVES.AXMOVDI.INTRVADDMOVAX.ES:DIMOVIP_BAK,AX:保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址MOVAX.OFFSET MYISRMOVES:DI.AX；設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序入口偏移地址ADDDL2MOVAX.ES:DIMOVCS_BAK,AX;保存INTR原中斷處理程序入口段地址MOVAX.SEG MYISRMOVES:DI,AX；設(shè)直當(dāng)前中斷處理程序入口段地址INAL.21HMOVIM_BAK.AL:保存INTR原中斷屏蔽字ANDALJFHOUT21H.ALSTIWAIT1: MOVAHJ:判斷是否有按鍵按下INTI6HJZWAIT1；無按鍵則跳回繼續(xù)等待，有則退出QUIT: CLIMOVAX.0000H;恢MINTR原中斷矢量MOVES.AXMOVDI.INTRVADDMOVAX,IP_BAK:恢負(fù)INTR原中