第六章輸入輸出和中斷技術(shù)2

1、6.5 8259A可編程中斷控制器可編程中斷控制器n8259A的功能的功能n8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳n8259A的工作過(guò)程（含時(shí)序）的工作過(guò)程（含時(shí)序）n8259A的工作方式的工作方式n8259A的編程（命令字）的編程（命令字）n8259A的應(yīng)用的應(yīng)用8259A的功能中斷申請(qǐng)中斷申請(qǐng)管理接口管理接口INT中斷申請(qǐng)中斷申請(qǐng)接口接口1網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口接口2硬盤硬盤接口接口3軟盤軟盤接口接口4打印機(jī)打印機(jī)8088CPUINTRIF1. 向向CPU的引腳的引腳INTR發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào)發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào) 當(dāng)有多個(gè)外設(shè)同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，能按照一定的優(yōu)當(dāng)有多個(gè)外設(shè)同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，能按照一定的優(yōu)

2、先級(jí)順序，向先級(jí)順序，向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，使發(fā)出中斷申請(qǐng)，使CPU能優(yōu)先響能優(yōu)先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的外部設(shè)備的中斷申請(qǐng)。應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的外部設(shè)備的中斷申請(qǐng)。2. 送中斷類型號(hào)送中斷類型號(hào) 在在CPU中斷響應(yīng)周期，針對(duì)不同外設(shè)的中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)周期，針對(duì)不同外設(shè)的中斷請(qǐng)求， 向向CPU傳送不同的中斷類型號(hào)，使傳送不同的中斷類型號(hào)，使CPU執(zhí)行相應(yīng)的執(zhí)行相應(yīng)的中斷子程中斷子程。中斷申請(qǐng)管理接口的主要功能中斷申請(qǐng)管理接口的主要功能: :在在IBM PC機(jī)由機(jī)由8259A可編程中斷控制器可編程中斷控制器(PIC)來(lái)完成。來(lái)完成。8259A的功能的功能n8259A可編程中斷控制器可用于管理可編程中斷控制器

3、可用于管理Intel 8080/8085、8086/8088、80286/80386的可的可屏蔽中斷屏蔽中斷n8259A的的基本功能基本功能n一片一片8259A可以管理可以管理8級(jí)中斷，可擴(kuò)展至級(jí)中斷，可擴(kuò)展至64級(jí)級(jí)n每一級(jí)中斷都可單獨(dú)被屏蔽或允許每一級(jí)中斷都可單獨(dú)被屏蔽或允許n在中斷響應(yīng)周期，可提供相應(yīng)的中斷向量號(hào)在中斷響應(yīng)周期，可提供相應(yīng)的中斷向量號(hào)n8259A設(shè)計(jì)有多種工作方式，可通過(guò)編程選擇設(shè)計(jì)有多種工作方式，可通過(guò)編程選擇8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)D7D0INTAINT中斷請(qǐng)求寄存器中斷請(qǐng)求寄存器中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線緩沖器緩沖器IR0IR7讀讀/寫寫控制

4、控制邏輯邏輯級(jí)聯(lián)級(jí)聯(lián)緩沖器緩沖器比較器比較器RDWRA0CSCAS0CSA1CAS2SP/EN優(yōu)先權(quán)判別電路優(yōu)先權(quán)判別電路中斷服務(wù)寄存器中斷服務(wù)寄存器控制邏輯控制邏輯8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)n1.中斷請(qǐng)求寄存器中斷請(qǐng)求寄存器IRR 保存從保存從IR0IR7來(lái)的中斷請(qǐng)求信號(hào)，某位來(lái)的中斷請(qǐng)求信號(hào)，某位=1表示對(duì)表示對(duì)應(yīng)的應(yīng)的IRi有中斷請(qǐng)求有中斷請(qǐng)求 n2.中斷服務(wù)寄存器中斷服務(wù)寄存器ISR 保存所有正在服務(wù)的中斷源，某位保存所有正在服務(wù)的中斷源，某位=1表示對(duì)應(yīng)的表示對(duì)應(yīng)的IRi中斷正在被服務(wù)中斷正在被服務(wù) n3.中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器IMR 存放中斷屏蔽字，某位存放中斷屏蔽字，某

5、位=1表示對(duì)應(yīng)的表示對(duì)應(yīng)的IRi輸入被屏蔽輸入被屏蔽 n4.中斷優(yōu)先權(quán)判別電路中斷優(yōu)先權(quán)判別電路 確定是否向確定是否向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)時(shí)確定發(fā)出中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)時(shí)確定ISR的哪位應(yīng)置位及把相應(yīng)中斷的類型碼放到數(shù)據(jù)的哪位應(yīng)置位及把相應(yīng)中斷的類型碼放到數(shù)據(jù)總線上總線上 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)n5. 讀讀/寫控制電路寫控制電路 用于控制對(duì)用于控制對(duì)8259A的讀、寫操作。的讀、寫操作。n6. 數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器 雙向雙向8位位3態(tài)緩沖器，由它構(gòu)成態(tài)緩沖器，由它構(gòu)成8259A與與CPU之間的數(shù)據(jù)接口。之間的數(shù)據(jù)接口。n7. 級(jí)聯(lián)緩沖級(jí)聯(lián)緩沖/比較器比較器 多片多片825

6、9A可級(jí)聯(lián)使用，最多可以組成可級(jí)聯(lián)使用，最多可以組成64級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)控制，級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)控制，此時(shí)一片此時(shí)一片8259A做主片，另外做主片，另外8片做從片，主從片的片做從片，主從片的CAS0CAS2并接在一起，作為級(jí)聯(lián)總線并接在一起，作為級(jí)聯(lián)總線n8. 控制邏輯控制邏輯 向向CPU發(fā)發(fā)INT信號(hào)，接收信號(hào)，接收CPU發(fā)來(lái)的發(fā)來(lái)的INTA信號(hào)，控制信號(hào)，控制8259A進(jìn)入中斷服務(wù)狀態(tài)。進(jìn)入中斷服務(wù)狀態(tài)。8259A的引腳的引腳 雙列直插式芯片，雙列直插式芯片，28個(gè)引腳個(gè)引腳 方方 波波鍵鍵 盤盤保保 留留串串 口口2 硬硬 盤盤軟軟 盤盤打印機(jī)打印機(jī)IOW18.2HzA0CS8259A總線總線A0

7、數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 線線 IORRDWR片片選選譯譯碼碼IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A5A9D0D7D0D7VccSP/ENCA0CA1CA2GND+ 5V203FH用于多片用于多片8259A級(jí)連情況級(jí)連情況INTAINT INTA INTR串串 口口1 定時(shí)器定時(shí)器8259A的工作過(guò)程的工作過(guò)程8259A的時(shí)序的時(shí)序CAS0CAS2D0D7SP/ENIR0IR7CPU響應(yīng)周期響應(yīng)周期8259A工作波形工作波形INT第一個(gè)周期第一個(gè)周期T1 T2 T3 T4ALECLK 第二個(gè)周期第二個(gè)周期T1 T2 T3 T4第一個(gè)前保持為高電平第一個(gè)前保持為高電平 INTALOCK8259A的

8、工作方式的工作方式中斷觸發(fā)方式中斷觸發(fā)方式普通全嵌套方式普通全嵌套方式特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式自動(dòng)循環(huán)方式自動(dòng)循環(huán)方式特殊循環(huán)方式特殊循環(huán)方式優(yōu)先權(quán)固定方式優(yōu)先權(quán)固定方式優(yōu)先權(quán)循環(huán)方式優(yōu)先權(quán)循環(huán)方式設(shè)置優(yōu)先權(quán)方式設(shè)置優(yōu)先權(quán)方式普通中斷結(jié)束方式普通中斷結(jié)束方式特殊中斷結(jié)束方式特殊中斷結(jié)束方式自動(dòng)中斷結(jié)束方式自動(dòng)中斷結(jié)束方式非自動(dòng)中斷結(jié)束方式非自動(dòng)中斷結(jié)束方式結(jié)束中斷處理方式結(jié)束中斷處理方式屏蔽中斷源方式屏蔽中斷源方式普通屏蔽方式普通屏蔽方式特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式優(yōu)先級(jí)控制方式優(yōu)先級(jí)控制方式n兩類優(yōu)先級(jí)控制方式：兩類優(yōu)先級(jí)控制方式：固定優(yōu)先級(jí)固

9、定優(yōu)先級(jí)和和循循環(huán)優(yōu)先級(jí)環(huán)優(yōu)先級(jí)n固定優(yōu)先級(jí)方式（普通全嵌套方式和特殊全固定優(yōu)先級(jí)方式（普通全嵌套方式和特殊全嵌套方式）嵌套方式） 所有中斷請(qǐng)求所有中斷請(qǐng)求IRi的中斷優(yōu)先級(jí)固定不變的中斷優(yōu)先級(jí)固定不變 優(yōu)先級(jí)排列順序可編程改變優(yōu)先級(jí)排列順序可編程改變 加電后加電后8259A的默認(rèn)方式，默認(rèn)優(yōu)先級(jí)順序從的默認(rèn)方式，默認(rèn)優(yōu)先級(jí)順序從高到低為高到低為IR0IR7IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR07654321032107654最低級(jí)最高級(jí)最高級(jí)最低級(jí)優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0默認(rèn)優(yōu)先級(jí)默認(rèn)優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)可編程改變優(yōu)先級(jí)可編程改變n固定優(yōu)先級(jí)下的中斷嵌套

10、固定優(yōu)先級(jí)下的中斷嵌套在中斷處理過(guò)程中允許被更高優(yōu)先級(jí)的事件所中在中斷處理過(guò)程中允許被更高優(yōu)先級(jí)的事件所中斷稱為中斷嵌套。斷稱為中斷嵌套。8259A有兩種中斷嵌套方式：有兩種中斷嵌套方式：普通全嵌套方式（默認(rèn)方式）普通全嵌套方式（默認(rèn)方式） 一中斷正被處理時(shí)，只有一中斷正被處理時(shí)，只有更高優(yōu)先級(jí)更高優(yōu)先級(jí)的事件可以打的事件可以打斷當(dāng)前的中斷處理過(guò)程而被服務(wù)。斷當(dāng)前的中斷處理過(guò)程而被服務(wù)。特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式 一中斷正被處理時(shí)，允許一中斷正被處理時(shí)，允許同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的事件的事件可以打斷當(dāng)前的中斷處理過(guò)程而被服務(wù)。可以打斷當(dāng)前的中斷處理過(guò)程而被服務(wù)。注注: 特殊全嵌套僅

11、用于多個(gè)特殊全嵌套僅用于多個(gè)8259A級(jí)連時(shí)的級(jí)連時(shí)的8259A，而不能用于從屬而不能用于從屬8259A或單或單8259A系統(tǒng)。系統(tǒng)。D.主主8259AIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7一般嵌套方式：一般嵌套方式：從片的從片的INT被主片封被主片封鎖，故更鎖，故更高高級(jí)別的級(jí)別的IR0-IR2中斷也無(wú)法中斷也無(wú)法得到響應(yīng)得到響應(yīng)特殊嵌套方式：特殊嵌套方式：因主片不封鎖從片的因主片不封鎖從片的INT，故級(jí)別高的，故級(jí)別高的IR0-IR2中斷可以得到響應(yīng)。中斷可以得到響應(yīng)。( (但但I(xiàn)R3-IR7仍被本從仍被本從片封鎖片封鎖) )C.假定假定IR3發(fā)生中發(fā)生中斷斷,并獲得服務(wù)并獲得服

12、務(wù)一般嵌套方式：一般嵌套方式：IR4的中斷被服務(wù)的中斷被服務(wù)時(shí)，這些中斷將時(shí)，這些中斷將被封鎖。被封鎖。B.特殊嵌套方式：特殊嵌套方式：IR4的中斷被服的中斷被服務(wù) 時(shí) ， 只 封 鎖務(wù) 時(shí) ， 只 封 鎖IR5-IR7。A.INTE.從從8259AINTIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7n一般全嵌套方式與特殊全嵌套方式的區(qū)別一般全嵌套方式與特殊全嵌套方式的區(qū)別 去去CPUn循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式（自動(dòng)循環(huán)方式和特殊循環(huán)方循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式（自動(dòng)循環(huán)方式和特殊循環(huán)方式）式） 中斷源輪流處于最高優(yōu)先級(jí)，即自動(dòng)中斷優(yōu)先級(jí)循中斷源輪流處于最高優(yōu)先級(jí)，即自動(dòng)中斷優(yōu)先級(jí)循環(huán)環(huán) 某中斷請(qǐng)求某中斷請(qǐng)求IR

13、i被處理后，其優(yōu)先級(jí)別自動(dòng)降為最被處理后，其優(yōu)先級(jí)別自動(dòng)降為最低，原來(lái)比它低一級(jí)的中斷上升為最高級(jí)低，原來(lái)比它低一級(jí)的中斷上升為最高級(jí) 初始優(yōu)先級(jí)順序可用編程改變（特殊循環(huán)方式）初始優(yōu)先級(jí)順序可用編程改變（特殊循環(huán)方式）IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR07654321021076543最低級(jí)最高級(jí)最高級(jí)最低級(jí)ISR內(nèi)容內(nèi)容IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0IR4的服務(wù)結(jié)束以前的服務(wù)結(jié)束以前0101000001000000IR4的服務(wù)結(jié)束以后的服務(wù)結(jié)束以后ISRi結(jié)束中斷處理方式結(jié)束中斷處理方式n當(dāng)某一當(dāng)某一IRi中斷被服務(wù)時(shí)，中斷被服務(wù)時(shí)，ISR中的相應(yīng)中的相應(yīng)位位

14、ISRi=1。當(dāng)服務(wù)結(jié)束后，則必須清零。當(dāng)服務(wù)結(jié)束后，則必須清零該該ISRi位。使位。使ISRi=0是通過(guò)向是通過(guò)向8259A發(fā)出中斷結(jié)束命令（發(fā)出中斷結(jié)束命令（EOI命令）實(shí)現(xiàn)的。命令）實(shí)現(xiàn)的。n三種三種EOI命令命令n自動(dòng)自動(dòng)EOI（AEOI）（自動(dòng)（自動(dòng)EOI方式）方式）n非指定非指定EOI（NSEOI）（普通（普通EOI方方式）式）n指定指定EOI（SEOI）（特殊（特殊EOI方式方式） nAEOI：在第在第2個(gè)個(gè)INTA#結(jié)束時(shí)，由結(jié)束時(shí)，由8259A使使ISRi自動(dòng)復(fù)位；自動(dòng)復(fù)位； 因不保留當(dāng)前正在服務(wù)的中斷的狀態(tài)，故因不保留當(dāng)前正在服務(wù)的中斷的狀態(tài)，故AEOI不不能用于中斷嵌套方

15、式能用于中斷嵌套方式nNSEOI：由由CPU發(fā)出正常發(fā)出正常EOI命令，該命令，該EOI命令使命令使ISRi=1的位中優(yōu)先級(jí)最高的那一位復(fù)的位中優(yōu)先級(jí)最高的那一位復(fù)位。位。 用于普通全嵌套方式用于普通全嵌套方式nSEOI：由：由CPU發(fā)出一條發(fā)出一條SEOI命令，該命令，該EOI命令中指出了所要復(fù)位的命令中指出了所要復(fù)位的ISR的位號(hào)。的位號(hào)。 用于非全嵌套方式用于非全嵌套方式中斷服務(wù)程序向從PIC發(fā)EOI命令讀從PIC的ISR全0？向主PIC發(fā)EOI命令YIRET恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)Nn特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式下的下的EOI處理處理n只有當(dāng)從只有當(dāng)從PIC的的中斷全部處理完中斷全部處理完后，才能向主

16、后，才能向主PIC發(fā)發(fā)EOI命令命令屏蔽中斷源的方式屏蔽中斷源的方式n普通屏蔽方式：普通屏蔽方式：nIMR屏蔽字決定了屏蔽字決定了允許或禁止允許或禁止某位某位IRi所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的中斷中斷：IMi=1 禁止，禁止， IMi=0 允許。允許。n特殊屏蔽方式：特殊屏蔽方式：n提供了允許較低優(yōu)先級(jí)的中斷能夠得到響應(yīng)的提供了允許較低優(yōu)先級(jí)的中斷能夠得到響應(yīng)的特殊手段。特殊手段。n原理原理：假定當(dāng)前正在處理：假定當(dāng)前正在處理IR6，先，先進(jìn)入特殊屏進(jìn)入特殊屏蔽方式，然后蔽方式，然后設(shè)置設(shè)置IM6=1。這時(shí)，除。這時(shí)，除IR6外的所外的所有中斷請(qǐng)求均能得到響應(yīng)。有中斷請(qǐng)求均能得到響應(yīng)。n特殊屏蔽方式中只能

17、用特殊屏蔽方式中只能用SEOI命令結(jié)束中斷。命令結(jié)束中斷。n特殊屏蔽例：特殊屏蔽例： ；IR4中斷處理程序中斷處理程序CLIMOV AL，68H ；OCW3：0 1 1 0 1 0 0 0OUT 0C0H，AL ；設(shè)置特殊屏蔽方式；設(shè)置特殊屏蔽方式IN AL，0C2H OR AL，10H ；屏蔽；屏蔽IR4OUT 0C2H，AL STI ；IR7請(qǐng)求，響應(yīng)，返回請(qǐng)求，響應(yīng)，返回CLI ；為設(shè)命令字；為設(shè)命令字IN AL，0C2H ；讀出屏蔽字；讀出屏蔽字AND AL，0EFH ；清除；清除IMR4OUT 0C2H，ALMOV AL，48H ；OCW3：0 1 0 0 1 0 0 0OUT 0C

18、0H，AL ；取消特殊屏蔽；取消特殊屏蔽STI ；繼續(xù)；繼續(xù)IR4中斷服務(wù)中斷服務(wù)MOV AL，20H ；OCW2：0 0 1 0 0 0 0 0 (EOI)OUT 0C0，ALIRET 中斷觸發(fā)方式中斷觸發(fā)方式n邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)nIRi出現(xiàn)上升沿表示有中斷請(qǐng)出現(xiàn)上升沿表示有中斷請(qǐng)求求 n電平觸發(fā)電平觸發(fā)nIRi出現(xiàn)高電平表示有中斷請(qǐng)出現(xiàn)高電平表示有中斷請(qǐng)求求n在第在第1個(gè)個(gè)INTA#結(jié)束前，結(jié)束前，IRi必須保持高電平必須保持高電平 中斷的級(jí)連中斷的級(jí)連n一個(gè)系統(tǒng)中，一個(gè)系統(tǒng)中，8259A可以級(jí)連，有一個(gè)主可以級(jí)連，有一個(gè)主8259A，若干個(gè)（最多若干個(gè)（最多8個(gè)）從個(gè)）從8259An級(jí)連時(shí)

19、，主級(jí)連時(shí)，主8259A的三條級(jí)連線的三條級(jí)連線CAS0CAS2作作為輸出線，連至每個(gè)從為輸出線，連至每個(gè)從8259A的的CAS0CAS2n每個(gè)從每個(gè)從8259A的中斷請(qǐng)求信號(hào)的中斷請(qǐng)求信號(hào)INT，連至主，連至主8259A的一個(gè)中斷請(qǐng)求輸入端的一個(gè)中斷請(qǐng)求輸入端IRn主主8259A的的INT線連至線連至CPU的中斷請(qǐng)求輸入端的中斷請(qǐng)求輸入端nSP*/EN*在非緩沖方式下，規(guī)定該在非緩沖方式下，規(guī)定該8259A是主片是主片（SP*1）還是從片（）還是從片（SP*0）CAS0 IR0CAS1 IR1CAS2 IR2 IR3INTA IR4 IR5INT IR6 IR7SP/EN CAS0INTA

20、CAS1 CAS2INT IR0 IR1SP/EN IR7CAS0 IR0CAS1 IR1CAS2 IR2 IR3INTA IR4 IR5INT IR6 IR7SP/ENINTAINTR+5V8259級(jí)連工作示意圖級(jí)連工作示意圖CPU8259A8259A8259A8259級(jí)聯(lián)工作示意圖級(jí)聯(lián)工作示意圖8259A的編程n8259A的控制命令分為n初始化命令字初始化命令字ICW ICW1ICW4 向向8259A寫入寫入ICW的過(guò)程稱為的過(guò)程稱為初始化編程初始化編程n操作命令字操作命令字OCW OCW1OCW3 向向8259A寫入寫入OCW的過(guò)程稱為的過(guò)程稱為操作方式編操作方式編程程 8259A的編程

21、的編程SP/ENCA0CA1CA2IORIOW總線總線D0D7數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 線線D0D7INTAINTRA0片片選選譯譯碼碼A5A9CSA0RD INTAWRINT 1 I3 I4ICW1 芯片控制芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào)中斷類型號(hào) ICW3 主從片連接關(guān)系主從片連接關(guān)系 ICW4 方式控制方式控制0111A01 0 0 1 0 1 0 0OCW1 中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器 IMR 0 0 OCW2 優(yōu)先級(jí)設(shè)置、發(fā)優(yōu)先級(jí)設(shè)置、發(fā)EOI 0 1 OCW3特殊屏蔽特殊屏蔽,查詢方式設(shè)置查詢方式設(shè)置處理部分處理部分控制部分控制部分000 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前當(dāng)前中斷中斷服務(wù)服務(wù)寄存

22、器寄存器PR優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)裁決器裁決器VCCGND1 10 00 0A0IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7IRR中斷中斷申請(qǐng)申請(qǐng)寄存器寄存器000 0 0 0 0 0 n4個(gè)初始化命令寄存器 ICW1、ICW2 ICW3、ICW4 n3個(gè)操作命令寄存器 OCW1（IMR） OCW2、OCW3n當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器 ISRn中斷申請(qǐng)寄存器 IRR 8259A內(nèi)部有內(nèi)部有9個(gè)個(gè) 可讀寫的寄存器可讀寫的寄存器8259A的編程結(jié)構(gòu)的編程結(jié)構(gòu) 1 I3 I4ICW1 芯片控制芯片控制 ICW2 中斷類型號(hào)中斷類型號(hào) ICW3 主從片關(guān)系主從片關(guān)系 ICW4 方式控制方式控制處理部分處理部分控制

23、部分控制部分000 0 0 0 0 0 ISR當(dāng)前當(dāng)前中斷中斷服務(wù)服務(wù)寄存器寄存器PR優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)裁決器裁決器IRR中斷申請(qǐng)中斷申請(qǐng)寄存器寄存器000 0 0 0 0 0 中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器 IMROCW2 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 OCW3OCW18259A中斷控制器中斷控制器8259A內(nèi)部寄存器的尋址方法CS# RD# WR#A0D4D3讀寫操作010000寫寫OCW2寫寫OCW3寫寫ICW1寫寫ICW2,ICW3,ICW4,OCW1(順序?qū)懭腠樞驅(qū)懭?00101x1xx00101xx讀出讀出IRR、ISR讀出讀出IMRn需要需要CS#、A0、RD#、WR#

24、和和D4、D3的配的配合合n內(nèi)部寄存器的訪問方法如下表：內(nèi)部寄存器的訪問方法如下表： 8259A的初始化順序 n8259的初始化流程如圖n注意次序不可顛倒 寫寫ICW1寫寫ICW2級(jí)連？級(jí)連？寫寫ICW3需需ICW4?寫寫ICW4NNYY8259A的控制命令字n初始化8259A必須從ICW1開始n寫寫ICW1意味著重新初始化意味著重新初始化8259An寫入寫入ICW1后，后，8259A的狀態(tài)如下的狀態(tài)如下： 清除清除ISR和和IMR(全全0)； 將中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)成初始狀態(tài)：將中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)成初始狀態(tài)：IR0最高，最高，IR7最最低；低； 設(shè)定為一般屏蔽方式；設(shè)定為一般屏蔽方式； 采用非自動(dòng)中斷結(jié)束

25、方式；采用非自動(dòng)中斷結(jié)束方式； 狀態(tài)讀出邏輯預(yù)置為讀狀態(tài)讀出邏輯預(yù)置為讀IRR。 準(zhǔn)備順序接收其他準(zhǔn)備順序接收其他ICWICW1初始化字1LTIMSNGLIC4D7D6D5D4D3D2D1D0表示可以任意表示可以任意為為1為為0都可以（建議為都可以（建議為0） 1只能為只能為1，作為標(biāo)志，作為標(biāo)志中斷觸發(fā)方式：中斷觸發(fā)方式：LTIM1，電平觸發(fā)方式，電平觸發(fā)方式LTIM0，邊沿觸發(fā)方式，邊沿觸發(fā)方式 規(guī)定單片或級(jí)連方式：規(guī)定單片或級(jí)連方式：SNGL1，單片方式，單片方式SNGL0，級(jí)連方式，級(jí)連方式是否寫入是否寫入ICW4IC41，要寫入，要寫入ICW4IC40，不寫入，不寫入ICW4，即，即

26、ICW4規(guī)定的位全為規(guī)定的位全為0A0 = 0ICW2中斷向量碼A0 = 1T7T6T5T4T3D7D6D5D4D3D2D1D0設(shè)置中斷向量號(hào)設(shè)置中斷向量號(hào)nT7T3為中斷向量號(hào)的高為中斷向量號(hào)的高5位位n低低3位由位由8259A自動(dòng)確定：自動(dòng)確定：nIR0為為000、IR1為為001、IR7為為111ICW3級(jí)連控制字 S7 /0S6 /0S5 /0S4 /0S3 /0S2/ID2S1/ID1S0/ID0D7D6D5D4D3D2D1D0級(jí)連命令字級(jí)連命令字n主片主片8259A：Si1對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)IRi接有從片；接有從片；否則否則IRi沒有連接從片沒有連接從片n從片從片8259A：ID0ID2編碼

27、說(shuō)明從片編碼說(shuō)明從片INT引腳接到主片哪個(gè)引腳接到主片哪個(gè)IR引腳引腳A0 = 1ICW3級(jí)連控制字（續(xù)）nICW3必須與主從片的連接關(guān)系一致：例如，主片的IR4與從片的INT線連接，則主片的ICW3=10H，從片的ICW3=04H。n中斷響應(yīng)時(shí)，主片通過(guò)級(jí)連線CAS2-CAS0送出被允許中斷的從片標(biāo)識(shí)碼，各從片用自己的ICW3與CAS2-CAS0比較，二者一致的從片才可發(fā)送中斷向量碼。ICW4中斷結(jié)束方式字 000SFNMBUFM/SAEOIPMD7D6D5D4D3D2D1D0嵌套方式：嵌套方式：n特殊全嵌套方式（特殊全嵌套方式（SFNM1）n普通全嵌套方式（普通全嵌套方式（SFNM0）數(shù)據(jù)

28、線的緩沖方式：數(shù)據(jù)線的緩沖方式：n緩沖方式（緩沖方式（BUF1）n非緩沖方式（非緩沖方式（BUF0） 主片主片/從片選擇：從片選擇：n主片（主片（M/S=1）n從片（從片（M/S=0）中斷結(jié)束方式：中斷結(jié)束方式：n自動(dòng)中斷結(jié)束（自動(dòng)中斷結(jié)束（AEOI1）n非自動(dòng)中斷結(jié)束（非自動(dòng)中斷結(jié)束（AEOI0）微處理器類型：微處理器類型：n16位位80 x86（ PM1）n8位位8080/8085（ PM0）A0 = 1例例1、試按照如下要求對(duì)、試按照如下要求對(duì)8259A設(shè)置初始化命令字：系統(tǒng)中設(shè)置初始化命令字：系統(tǒng)中僅用一片僅用一片8259A，中斷請(qǐng)求信號(hào)采用邊沿觸發(fā)方式；中斷類，中斷請(qǐng)求信號(hào)采用邊沿觸

29、發(fā)方式；中斷類型碼為型碼為08H0FH；用全嵌套、緩沖、非自動(dòng)結(jié)束中斷方式。；用全嵌套、緩沖、非自動(dòng)結(jié)束中斷方式。8259A的端口地址為的端口地址為20H和和21H。該片該片8259A的初始化設(shè)置的程序段如下：的初始化設(shè)置的程序段如下：MOV AL, 13H ;ICW1=00010011OUT 20H, ALMOV AL, 8;ICW2=00001000OUT 21H, ALMOV AL, 0DH;ICW4=00001101OUT 21H, AL 例例2、試對(duì)一個(gè)主從式、試對(duì)一個(gè)主從式8259A進(jìn)行初始化命令字的設(shè)置。從片進(jìn)行初始化命令字的設(shè)置。從片的的INT與主片的與主片的IR2相連。從片的

30、中斷類型碼為相連。從片的中斷類型碼為70H77H，端口地址為端口地址為A0H和和A1H；主片的中斷類型碼為；主片的中斷類型碼為08H0FH，端口地址為端口地址為20H和和21H。中斷請(qǐng)求信號(hào)采用邊沿觸發(fā)，采用。中斷請(qǐng)求信號(hào)采用邊沿觸發(fā)，采用全嵌套、緩沖、非自動(dòng)結(jié)束中斷方式。全嵌套、緩沖、非自動(dòng)結(jié)束中斷方式。主主8259A：mov al,11h;ICW1=00010001out 20h,almov al,08h;ICW2=00001000out 21h,almov al,04h;ICW3=00000100out 21h,almov al,0dh;ICW4=00001101out 21h,al 從

31、從8259A：mov al,11h;ICW1=00010001out 0a0h,almov al,70h;ICW2=01110000out 0a1h,almov al,02h;ICW3=00000010out 0a1h,almov al, 09h;ICW4=00001001out 0a1h,al8259A的操作命令字OCW nOCW用于設(shè)置8259的工作狀態(tài)n在初始化后寫入nOCW的寫入順序可任意n寫入地址要求：nOCW1必須寫入奇地址端口必須寫入奇地址端口(A0=1)nOCW2，OCW3必須寫入偶地址端口必須寫入偶地址端口(A0=0) OCW1中斷屏蔽字 nMi=1 中斷請(qǐng)求線IRi被屏蔽(

32、不允許中斷) =0 允許該IRi中斷 nOCW1將寫入IMR寄存器。nA0=1時(shí)讀OCW1可讀出設(shè)置的IMR內(nèi)容。 A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0OCW2中斷結(jié)束和優(yōu)先級(jí)循環(huán) nL2L0: 優(yōu)先級(jí)編碼nR: 優(yōu)先級(jí)是否循環(huán)(0:固定; 1:循環(huán))nSL: 指定優(yōu)先級(jí)nEOI: 結(jié)束中斷命令 R SL EOI（P258，圖6-39） 0 0 1 非指定EOI 命令(NSEOI)，全嵌套方式 0 1 1 指定EOI 命令(SEOI)，全嵌套方式，按L2-L0編碼復(fù)位ISR 1 0 1 NSEOI 命令，優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán) 1 1

33、1 NSEOI 命令，按L2-L0編碼循環(huán)優(yōu)先級(jí)(L2-L0設(shè)為最低優(yōu)先級(jí)) 1 0 0 自動(dòng)EOI時(shí)，設(shè)置優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán) 0 0 0 自動(dòng)EOI時(shí)，取消優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)(固定優(yōu)先級(jí)) 1 1 0 特殊循環(huán)優(yōu)先級(jí)，L2-L0設(shè)為最低優(yōu)先級(jí)A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 R SL EOI 0 0 L2 L1 L0OCW3屏蔽方式和讀出控制字 nESMM: 允許使能特殊屏蔽方式nSMM: 特殊屏蔽方式ESMM SMM1 1 特殊屏蔽方式置位1 0 特殊屏蔽方式復(fù)位0 x 非特殊屏蔽方式nP(Polling): =1 查詢方式 =0 非查詢方式A0 D7D6 D5 D4 D3

34、D2 D1 D0 0 0 ESMM SMM 0 1 P RR RISnRR: 讀寄存器nRIS: ISR/IRR選擇RR RIS1 1 讀ISR1 0 讀IRR0 x 無(wú)效OCW3（續(xù)）n查詢方式允許8259A不工作于中斷方式，而是以查詢方式工作。nCPU先寫一個(gè)先寫一個(gè)D2=1的的OCW3，再對(duì)同一地址讀入，即可，再對(duì)同一地址讀入，即可得到如下狀態(tài)字節(jié)：得到如下狀態(tài)字節(jié)： I x x x x R2 R1 R0 I=1表示有中斷請(qǐng)求，優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求號(hào)為表示有中斷請(qǐng)求，優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求號(hào)為R2-R0 此查詢步驟可反復(fù)執(zhí)行，以響應(yīng)多個(gè)同時(shí)發(fā)生此查詢步驟可反復(fù)執(zhí)行，以響應(yīng)多個(gè)同時(shí)發(fā)生 的中

35、斷。的中斷。 n讀IRR/ISR：寫入此命令后，隨后再對(duì)同一地址讀，即可得到IRR或ISR的內(nèi)容。8295A的應(yīng)用18259A在IBMPC/XT上的應(yīng)用28295A在IBM PC/AT上的應(yīng)用1. 8259A在在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)系列機(jī)上的應(yīng)用用在在IBM PC/XT中，采用中，采用1片片8259A來(lái)管理可屏蔽來(lái)管理可屏蔽中斷中斷ROM BIOS中規(guī)定使用中規(guī)定使用20H（A0=0）和）和21H（A0=1）I/O端口端口初始化規(guī)定的工作方式：邊沿觸發(fā)、緩沖方式、普通初始化規(guī)定的工作方式：邊沿觸發(fā)、緩沖方式、普通EOI方式、全嵌套方式方式、全嵌套方式可屏蔽中斷類型號(hào)為可屏蔽中斷類型號(hào)為08

36、H-0FHIBM PC/XT的的8259A連接示意圖連接示意圖方方 波波鍵鍵 盤盤保保 留留串串 口口2 硬硬 盤盤軟軟 盤盤打印機(jī)打印機(jī)IOW18.2HzA0CS8259A總線總線A0數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 線線 IORRDWR片片選選譯譯碼碼IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A5A9D0D7D0D7VccSP/ENCA0CA1CA2GND+ 5V203FH用于多片用于多片8259A級(jí)連情況級(jí)連情況INTAINT INTA INTR串串 口口1 IBM PC/XT機(jī)的外中斷的中斷源和中斷類型碼中斷類型碼中斷源中斷向量地址08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH電子鐘時(shí)間基準(zhǔn)鍵盤保留

37、串行口2串行口1硬盤軟盤打印機(jī)20H23H24H27H28H2BH2CH2FH30H33H34H37H38H3BH3CH3FHROM-BIOS對(duì)對(duì)8259A的的初始化程序初始化程序：MOV A1,00010011H ；寫入；寫入ICW1，設(shè)定邊沿觸發(fā)，設(shè)定邊沿觸發(fā)，OUT 20H,A1 ；單片方式；單片方式MOV A1,00001000H ；寫入；寫入ICW2，設(shè)定，設(shè)定IRQ0的中斷的中斷OUT 21H,A1；向量號(hào)為；向量號(hào)為08HMOV A1,00001101H ；寫入；寫入ICW4，設(shè)定普通全嵌套，設(shè)定普通全嵌套OUT 21H,A1 ；方式，普通；方式，普通EOI，選用，選用8086/

38、8088CPU設(shè)置中斷屏蔽寄存器設(shè)置中斷屏蔽寄存器：IN AL,21H；讀；讀IMRAND AL,011111100H；只允許；只允許IR0和和IR1OUT 21H,AL；寫入；寫入OCW1中斷結(jié)束時(shí)的處理中斷結(jié)束時(shí)的處理：MOV AL,00100000H ；OCW2=20HOUT 20H,A1 IRET讀讀IRR（ISR）：MOV AL,00001010H ；寫；寫OCW3，讀，讀IRROUT 20H,ALNOP；延時(shí)；延時(shí)INAL,20H；讀；讀IRR2. 8259A在在IBM AT系列機(jī)上的應(yīng)用系列機(jī)上的應(yīng)用在在IBM PC/AT中，采用中，采用2片片8259A來(lái)管理可屏蔽來(lái)管理可屏蔽中

39、斷中斷主片端口地址為主片端口地址為20H和和21H，從片端口地址為，從片端口地址為A0H和和A1H初始化規(guī)定的工作方式：邊沿觸發(fā)、非緩沖方式、普初始化規(guī)定的工作方式：邊沿觸發(fā)、非緩沖方式、普通通EOI方式、全嵌套方式方式、全嵌套方式主片可屏蔽中斷類型號(hào)為主片可屏蔽中斷類型號(hào)為08H-0FH，從片為，從片為70H-77H初始化（初始化（P262）結(jié)束中斷結(jié)束中斷：；從片發(fā)；從片發(fā)EOI命令命令MOV AL,00100000HOUT 0A0H,AL；寫從片；寫從片EOI命令命令；讀；讀ISRMOV AL,00001011h；寫；寫OCW3，讀，讀ISROUT 0A0H,ALNOPIN AL,0A0

40、H；讀；讀ISRAND AL,AL；不為；不為0則不向主片發(fā)則不向主片發(fā)EOI命令命令JNZ L1；主片發(fā)；主片發(fā)EOI命令命令MOV AL,00100000HOUT 20H,AL；寫主片；寫主片EOI命令命令L1:IRET6.6 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)中斷程序設(shè)計(jì)的一般過(guò)程中斷程序設(shè)計(jì)的一般過(guò)程(p264)：n1、設(shè)置中斷向量表、設(shè)置中斷向量表n2、設(shè)置中斷控制器、設(shè)置中斷控制器n3、設(shè)置、設(shè)置CPU的中斷允許標(biāo)志的中斷允許標(biāo)志IFn4、設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序、設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序例例1 1 利用連接在利用連接在8259A IR0上的時(shí)鐘信號(hào)，上的時(shí)鐘信號(hào)， 編寫具有定時(shí)功能程序，編寫具有定

41、時(shí)功能程序， 要求每隔要求每隔5秒在屏蔽上顯示一個(gè)字符秒在屏蔽上顯示一個(gè)字符 A。8088INTR主主 板板IF18.2Hz 方波方波8259AINT中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器IR0當(dāng)前當(dāng)前中斷中斷服務(wù)服務(wù)寄存器寄存器08h18259A時(shí)鐘中斷程序時(shí)鐘中斷程序n時(shí)鐘信號(hào)連接在時(shí)鐘信號(hào)連接在IR0上，申請(qǐng)的中斷類型號(hào)為上，申請(qǐng)的中斷類型號(hào)為08H。n時(shí)鐘信號(hào)是一個(gè)頻率為時(shí)鐘信號(hào)是一個(gè)頻率為18.2HZ的方波信號(hào)的方波信號(hào), 即每秒向即每秒向8259A發(fā)出發(fā)出18.2次的中斷申請(qǐng)。次的中斷申請(qǐng)。 如果如果CPU響應(yīng)該中斷申請(qǐng)，則以每秒響應(yīng)該中斷申請(qǐng)，則以每秒18.2次的頻率次的頻率執(zhí)行執(zhí)行08H

42、類型的中斷子程。類型的中斷子程。分析分析80888259AINTR IR018.2Hz方波信號(hào)方波信號(hào)INTn中斷申請(qǐng)的任務(wù)是每中斷申請(qǐng)的任務(wù)是每5秒顯示一個(gè)字符秒顯示一個(gè)字符A1秒執(zhí)行秒執(zhí)行18.2次，則次，則5秒執(zhí)行秒執(zhí)行18.25=91次，次，只在執(zhí)行到第只在執(zhí)行到第91次時(shí)顯示次時(shí)顯示A，其它不顯示。，其它不顯示。n在中斷子程中用一個(gè)量來(lái)計(jì)數(shù)中斷子程被執(zhí)行的次數(shù)在中斷子程中用一個(gè)量來(lái)計(jì)數(shù)中斷子程被執(zhí)行的次數(shù),即即CPU響應(yīng)響應(yīng)IR0中斷申請(qǐng)的次數(shù)。中斷申請(qǐng)的次數(shù)。當(dāng)達(dá)到當(dāng)達(dá)到91次，則顯示次，則顯示A，并將計(jì)數(shù)值清，并將計(jì)數(shù)值清0，重新計(jì)數(shù)重新計(jì)數(shù);其它情況只計(jì)數(shù)，不顯示其它情況只計(jì)數(shù)

43、，不顯示A。n中斷子程的最后應(yīng)發(fā)中斷結(jié)束命令中斷子程的最后應(yīng)發(fā)中斷結(jié)束命令EOI。主程序主程序中斷子程中斷子程CLI關(guān)中斷關(guān)中斷保存原保存原08H中斷向量中斷向量設(shè)置新設(shè)置新08H中斷向量中斷向量設(shè)置設(shè)置8259A的中斷屏蔽字的中斷屏蔽字,允許允許IR0中斷中斷 08H中斷子程中斷子程 執(zhí)行次數(shù)初值執(zhí)行次數(shù)初值0STI開中斷開中斷主程其它工作處理主程其它工作處理(可用雙重循環(huán)延時(shí)代替可用雙重循環(huán)延時(shí)代替)恢復(fù)原恢復(fù)原08H中斷向量中斷向量返回返回DOS開始開始CX發(fā)中斷結(jié)束命令發(fā)中斷結(jié)束命令EOI恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)IRET中斷返回中斷返回保存現(xiàn)場(chǎng)保存現(xiàn)場(chǎng)開始開始中斷子程被執(zhí)行一次中斷子程被執(zhí)行一

44、次CX CX+1 NY調(diào)調(diào)02HDOS功能功能顯示字符顯示字符A CX 0 重新記數(shù)重新記數(shù)到到91次，即次，即5秒時(shí)間到秒時(shí)間到?code SEGMENT ASSUME CS:codestart: CLI ;關(guān)中斷關(guān)中斷MOV AL, 08H MOV AH, 35HINT 21H ;取系統(tǒng)取系統(tǒng)08H類型中斷向量類型中斷向量PUSH ES ;用堆棧保存用堆棧保存 PUSH BXPUSH DS MOV DX, OFFSET display ;設(shè)置設(shè)置08H 類型中斷向量類型中斷向量 MOV AX, SEG displayMOV DS, AXMOV AL, 08HMOV AH, 25HINT 2

45、1HPOP DS程序清單程序清單: :IN AL, 21H ;設(shè)置設(shè)置8259A中斷屏蔽字中斷屏蔽字， AND AL, 1111 1110B ;允許允許IR0中斷中斷 OUT 21H, ALMOV CX, 0 ;置中斷子程計(jì)數(shù)器初值為置中斷子程計(jì)數(shù)器初值為0STI ;CPU開中斷開中斷MOV SI, 8000H ;用雙重循環(huán)延時(shí)，用雙重循環(huán)延時(shí)，w2: MOV DI, 8000H ;模擬模擬CPU對(duì)其他任務(wù)的處理對(duì)其他任務(wù)的處理 w1: DEC DI ;DI,SI的值可修改的值可修改, ,控制主程執(zhí)行時(shí)間控制主程執(zhí)行時(shí)間JNZ w1DEC SIJNZ w2POP DX ;恢復(fù)系統(tǒng)恢復(fù)系統(tǒng)08H

46、類型中斷向量類型中斷向量 POP DSMOV AL, 08HMOV AH, 25HINT 21HMOV AH, 4CH ;返回返回DOSINT 21H display PROC ;自編的自編的08H類型中斷子程類型中斷子程 PUSH AX ; ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) INC CX ;執(zhí)行中斷子程一次，計(jì)數(shù)值加執(zhí)行中斷子程一次，計(jì)數(shù)值加1 CMP CX, 91 JNZ exit ;到到91次了嗎？未到跳轉(zhuǎn)至次了嗎？未到跳轉(zhuǎn)至exit MOV DL, A ;到，顯示到，顯示 A MOV AH, 02 INT 21H MOV CX, 0 ;清計(jì)數(shù)值為清計(jì)數(shù)值為0，重新計(jì)時(shí)，重新計(jì)時(shí)exit: MOV A

47、L, 20H ;發(fā)中斷結(jié)束命令發(fā)中斷結(jié)束命令EOI OUT 20H, AL POP AX ; ;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) IRET ;中斷返回中斷返回display ENDPcode ENDS END start例例2 2 編寫編寫09H類型的鍵盤中斷子程，完成每操作鍵盤類型的鍵盤中斷子程，完成每操作鍵盤上任意鍵，屏幕上顯示上任意鍵，屏幕上顯示 HeLLo!鍵鍵盤盤接接口口鍵鍵盤盤鍵盤鍵盤中斷申請(qǐng)中斷申請(qǐng)8259AIR1INTAINT8088INTRINTA60H端口端口61H端口端口8255A應(yīng)答信號(hào)應(yīng)答信號(hào)掃描碼掃描碼輔輔助助電電路路主主 板板IR018.2Hz方方 波波2鍵盤中斷程序l說(shuō)明：說(shuō)明： 鍵盤接口通過(guò)鍵盤接口通過(guò)8259A的的IR1發(fā)中斷申請(qǐng)發(fā)中斷申請(qǐng), 類型號(hào)類型號(hào)09H 鍵盤接口對(duì)按下鍵和釋放鍵都向鍵盤接口對(duì)按下鍵和釋放鍵都向82