《8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)》的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)六8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 學(xué)習(xí)中斷控制器8259的工作原理。(2) 掌握可編程控制器8259的應(yīng)用編程方法。6.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC微機(jī)一臺(tái)、TD-PIT+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。6.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)(1) 編寫中斷處理程序，利用PC機(jī)給實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分配的中斷線，使用單次脈沖單元的KK1+按鍵模擬中斷源，每次PC機(jī)響應(yīng)中斷請求，在顯示器上顯示一個(gè)字符。(2) 編寫中斷處理程序，利用PC機(jī)給實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分配的中斷線，使用單次脈沖單元的KK1+按鍵模擬中斷源，每次PC機(jī)響應(yīng)中斷請求，在顯示器上顯示“Hello，中斷5次后退出。2擴(kuò)展多中斷源實(shí)驗(yàn)利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上8259控制器對擴(kuò)展

2、系統(tǒng)總線上的中斷線INTR進(jìn)行擴(kuò)展。編寫程序?qū)?259控制器的IR0和IR1中斷請求進(jìn)行處理。6.4 實(shí)驗(yàn)原理1. 8259控制器的介紹中斷控制器8259A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8259A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8259A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)中斷源請求，2)判別優(yōu)先級(jí)，確定是否響應(yīng)和響應(yīng)哪一級(jí)中斷，3)響應(yīng)中斷時(shí)，

3、向CPU傳送中斷類型號(hào)。8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳如圖6-1所示。8259A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。8259A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6-2所示，OCW1-OCW3各命令字格式如圖6-3所示，其中OCW1用于設(shè)置中斷屏蔽操作字，OCW2用于設(shè)置優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式的操作命令字，OCW3用于設(shè)置和撤銷特殊屏蔽方式、設(shè)置中斷查詢方式以及設(shè)置對8259內(nèi)部寄存器的讀出命令。h 口A1)CASD . ASI CAS2I匚W】I

4、SR I哂辭控制慢輯IC W2IC W.i:初始化I,命令寄ICW4井內(nèi)ffli卓騰A0中斷J而求=寄力 哀MF1 RR .優(yōu)尤中斷用觸揖仃器IIWR)OC W、度件命令OCW2 bOCWJ，CS4WR0RDJ18VCCAC IMTAIJ74*1/61H6D56211R5D4DJ；S259IRJD29M1R2DIJD冷1DD1)111翼。I ASIJ1JJ71 Zt ICASIH郎SIP/HNGND4】亨CAS2IRJO 4-IR3-*-lH 1 1R41R5 一一IR6 4IR7圖6-1 8259內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖SHCL IC4卻睫加0朧不使用i mu adi特征位無救Ldo=o：D0=1j

5、Dl=OdDIE：不需要IC闞 瑜整工匚利用片也用D3=0：道沿岫發(fā)Dfcl-電平觸發(fā)A(1圖 6-2 (a) ICW1 格式R7 D6 D5 04 D3 D2 DI DOT7T6T5T4T3000中斷類型號(hào)的高5位8O36/8O3B不使用圖 6-2 (b)ICW2 格式主片ADQA0D7 D6 D5 04 D3 D2 DI DQID2ID1IDO1從片不可用圖6-2(c)ICW3格式80605D403D2DIDO0|口|0|SFNMBLTF|WS|uPM圖6-2(d)ICW4格式A0B7D6D5D4D3U2D1DO1MTMBMSM4M3M2MlMO|0CW10；上許中斷1：禁止中斷由1)7E

6、53433D2DIDO正SL即工0012LIlo|0CW2口口i一般ER中斯結(jié)束命令on特殊E01101r循環(huán)優(yōu)先收的一般eo工目動(dòng)循環(huán)100在自動(dòng)加工下置箱環(huán)優(yōu)先權(quán)00Q在自幼EQ工下復(fù)位循環(huán)憂先權(quán)111循環(huán)優(yōu)先權(quán)的特殊ED工命令110設(shè)置優(yōu)先權(quán)特殊循環(huán)010無效ESMM | 飛MM 0F | KR | RIS | 0CW3D7B5口5D4衛(wèi)3；OX：無效10：復(fù)位特殊屏蔽H：設(shè)置特殊屏破0：不杳詢口X：無旗1:允許查詢10：笥售I圈11:前一ISB圖6-3OCW命令字格式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

7、的寄存器和命令字。對寄存器和命令的訪問控制如表6-1所示。表6-18259寄存器及命令的訪問控制A0D4D3讀信號(hào)寫信號(hào)片選操作0010讀出ISR,IRR的內(nèi)容1010讀出IMR的內(nèi)容000100寫入OCW2001100寫入OCW301X100寫入ICW11XX100寫入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8259A中斷控制器，經(jīng)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6-2示。兩片8259A的端口地址為：主片8259使用020H和021H兩個(gè)端口；從片使用0A0H和0A1H

8、兩個(gè)端口。系統(tǒng)初始化兩片8259的中斷請求信號(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)。在擴(kuò)展系統(tǒng)總線上的INTR對應(yīng)的中斷線就是PC機(jī)保留中斷其中的一個(gè)。對INTR中斷的初始化PC機(jī)已經(jīng)完成，在使用時(shí)主要是將其中斷屏蔽打開，修改中斷向量。表6-2PC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8259AIRQ0日時(shí)鐘/計(jì)數(shù)器008H0020H0023H主8259AIRQ109H0024H0027H主8259AIRQ2接從片8259A0AH0028H002BH主8259AIRQ3串行口20BH002cH002FH主8259A

9、IRQ4串行口10CH0030H0033H主8259AIRQ5并行口20DH0034H0037H主8259AIRQ6軟盤0EH0038H003BH主8259AIRQ7并行口10FH003cH003FH從8259AIRQ8實(shí)時(shí)鐘70H01C0H01C3H從8259AIRQ9保留71H01C4H01C7H從8259AIRQ10保留72H01C8H01CBH從8259AIRQ11保留73H01CCH01CFH從8259AIRQ12保留74H01D0H01D3H從8259AIRQ13協(xié)處理器中斷75H01D4H01D7H從8259AIRQ14硬盤控制器76H01D8H01DBH從8259AIRQ15保

10、留77H01DCH01DFH6.5實(shí)驗(yàn)說明及步驟4. 單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)要求使用總線上INTR中斷請求線完成一次單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。中斷處理程序完成在屏幕上顯示字符“9”。實(shí)驗(yàn)前先運(yùn)行CHECK程序，得到INTR所對應(yīng)的中斷號(hào)、相應(yīng)的初始化命令字寄存器ICW及操作命令字寄存器OCW的地址、開屏蔽的命令字、中斷矢量地址和PCI卡中斷控制寄存器INTCSR的地址。得到這些信息后就可以開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)了。參考程序流程如圖6-5所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下。(1)確認(rèn)從PC機(jī)引出的兩根扁平電纜已經(jīng)連接在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上。(2)首先運(yùn)行CHECK程序，查看INTR中斷號(hào)及相關(guān)信息。(3)參考實(shí)驗(yàn)流程圖編寫程序，然后編譯鏈接。

11、(4)將單次脈沖單元的KK1+連接到系統(tǒng)總線上的INTR。(5)運(yùn)行程序，按動(dòng)KK1+按鍵，觀察中斷是否產(chǎn)生。5. 擴(kuò)展多中斷源實(shí)驗(yàn)利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的8259控制器，可以對總線上的INTR進(jìn)行擴(kuò)展。將8259的INT連接到INTR,8259的8路中斷t#求線IR0IR7就成了單一INTR中斷請求線的擴(kuò)充。這8路中斷源共用INTR的中斷矢量，共用INTR的中斷服務(wù)線程。在INTR的中斷服務(wù)線程中通過對8259OCW3的查詢，以確定是IR0IR7中哪個(gè)產(chǎn)生中斷，然后轉(zhuǎn)到相應(yīng)的服務(wù)線程進(jìn)行處理。將8259的OCW3中P位置1即可執(zhí)行查詢，查詢字格式如圖6-6所示。1-E斷.d替換INTft*aFTiM

12、NTK調(diào)施位,T,I一士的ilx：霜|Up】njtWr民工，IMTk-：/析實(shí)1：|辿如NIlJ例LJ1|6并中斷IJ返回到口口苫dGT)(a)主程序人口).中斷處理(顯示？符)產(chǎn)匚N1；： SR I小工；仲FU內(nèi)齊25 9冬中斷空*命令|(W曲網(wǎng))(b)中斷處理程序(1)參考程序流程圖CT 口6 口5D4 D3D2 DI DD圖6-58259中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)I-12n叩0：無中斷請求1 ：有中斷請求raiw:請求中斷中優(yōu)先鍛曷高的中斷源編嗎圖6-68259OCW3查詢命令字格式本實(shí)驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn)8259控制器IR0、IR1兩路中斷。用KK1+和KK2+模擬兩個(gè)中斷源，在IR0對應(yīng)的服務(wù)程序中顯示字符

13、“0”，在IR1對應(yīng)的服務(wù)程序中顯示字符“1”。實(shí)驗(yàn)程序參考流程如圖6-7所示。參考實(shí)驗(yàn)電路如圖6-8所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)確認(rèn)從PC機(jī)引出的兩根扁平電纜已經(jīng)連接在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上。(2)首先運(yùn)行CHECK程序，查看INTR中斷號(hào)及相關(guān)信息。(3)參考實(shí)驗(yàn)流程圖編寫程序，然后編譯鏈接。(4)參考實(shí)驗(yàn)接線圖連接實(shí)驗(yàn)電路。(5)運(yùn)行程序，按動(dòng)KK1+、KK2+按鍵，觀察中斷響應(yīng)是否正常。返則到DC號(hào)(a)主程序(b)中斷處理程序圖6-78259中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)(2)參考程序流程圖KDI?XDX口D7D6D504口3D2DIDOXI口wc八X1ORQYOWRRDCSR0,8259單元IRL-KKI+KK2

14、+單次脈沖單元A2A0INT圖6-88259中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)(2)參考接線圖6.6思考題1 .在編程過程中，用到了哪些操作命令字？2 .在執(zhí)行中斷服務(wù)程序之前，保存了哪些斷點(diǎn)？為什么?單一中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)參考程序;*根據(jù)CHEC砥已置信息修改下歹U符號(hào)值*INTR_IVADDEQU HINTR_OCW1EQU HINTR_OCW2EQU HINTR_IM EQU HPCI_INTCSREQU HSTACK1 SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK1 ENDS;INTR對應(yīng)的中斷矢量地址;INTR對應(yīng)PC機(jī)內(nèi)部8259的OCW地址;INTR對應(yīng)PC機(jī)內(nèi)部8259的OCW融址;IN

15、TR對應(yīng)的中斷屏蔽字;PCI卡中斷控制寄存器地址DATASEGMENTCS_BAKDW?IP_BAKDW?IM_BAKDB?DATAENDS保存 INTR 原中斷處理程序入口段地址的變量 保存 INTR 原中斷處理程序入口偏移地址的變量 保存 INTR 原中斷屏蔽字的變量CODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXCLIMOVDX,PCI_INTCSRSUBDX,19HINAL,DXMOVDX,PCI_INTCSR;MOVAX,1F00H;OUTDX,AXADDDX,2MOVAX,003FHOUTDX,AXMOVAX,0000

16、H;MOVES,AXMOVDI,INTR_IVADDMOVAX,ES:DIMOVIP_BAK,AX;MOVAX,OFFSETMYISRMOVES:DI,AX;ADDDI,2MOVAX,ES:DIMOVCS_BAK,AX;MOVAX,SEGMYISRMOVES:DI,AX;MOVDX,INTR_OCW1;INAL,DXMOVIM_BAK,AL;ANDAL,INTR_IM初始化 PCI 卡中斷控制寄存器向 PCI_INTCSR中寫入 003F1F00H替換INTR的中斷矢量保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序入口偏移地址保存INTR原中斷處理程序入口段地址設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序

17、入口段地址設(shè)置中斷屏蔽寄存器，打開INTR的屏蔽位保存INTR原中斷屏蔽字OUTDX,ALSTIWAIT1: MOV AH,1;INT 16HJZ WAIT1;QUIT: CLIMOV DX,PCI_INTCSRMOV AX,0000HOUT DX,AXMOV AX,0000H;MOV ES,AXMOV DI,INTR_IVADDMOV AX,IP_BAK ;MOV ES:DI,AXADD DI,2MOV AX,CS_BAKMOV ES:DI,AXMOV DX,INTR_OCW1MOV AL,IM_BAKOUT DX,ALSTIMOV AX,4C00H;INT 21HMYISR PROC NEARMOV AL,39HMOV AH,0EHINT 10HMOV AL,20HINT 10HOVER: MOV DX,PCI_INTCSRSUB DX,19HIN AL,DXMOV DX,PCI