8259中斷控制實驗報告

8259中斷控制實驗一．實驗目的1.掌握8259中斷控制器的工作原理。2.掌握系統(tǒng)總線上IR1,IR2中斷請求的應用編程方法。二．實驗設備IA-32架構(gòu)的微機系統(tǒng)及應用教學平臺一套。三．實驗原理3.1中斷控制器8259簡介中斷控制器8259是Intel公司專為控制優(yōu)先級中斷而設計開發(fā)的芯片。它將中斷源優(yōu)先級排隊、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8259進行編程，就可以管理8級中斷，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定。同時，在不需增加其他電路的情況下，通過多片8259的級連，能構(gòu)成多達64級的矢量中斷系統(tǒng)。它的管理功能包括：1）記錄各級中斷源請求，2）判別優(yōu)先級，確定是否響應和響應哪一級中斷，3）響應中斷時，向CPU傳送中斷類型號。8259的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳如圖1所示。圖18259內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖8259的命令共有7個，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2所示，OCW1-OCW3各命令字格式如圖3所示，其中OCW1用于設置中斷屏蔽操作字，OCW2用于設置優(yōu)先級循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式的操作命令字，OCW3用于設置和撤銷特殊屏蔽方式、設置中斷查詢方式以及設置對8259內(nèi)部寄存器的讀出命令。圖2（a）ICW1格式圖2（b）ICW2格式圖2（c）ICW3格式圖2（d）ICW4格式圖3OCW命令字格式3.28259寄存器及命令的控制訪問在硬件系統(tǒng)中，8259僅占用兩個外設接口地址，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。對寄存器和命令的訪問控制如表1所示。表18259寄存器及命令的訪問控制3.3EPC微機系統(tǒng)中的8259在80x86系列EPC微機系統(tǒng)中，系統(tǒng)中包含了兩片8259中斷控制器，經(jīng)級連可以管理15級硬件中斷，但其中部分中斷號已經(jīng)被系統(tǒng)硬件占用，具體使用情況如表2示。兩片8259的端口地址為：主片8259使用020H和021H兩個端口；從片使用0A0H和0A1H兩個端口。系統(tǒng)初始化兩片8259的中斷請求信號均采用上升沿觸發(fā)，采用全嵌套方式，優(yōu)先級的排列次序為0級最高，依次為1級、8級～15級，然后是3級～7級。在實驗平臺上系統(tǒng)總線單元的IR1,IR2信號對應的中斷線就是系統(tǒng)8259中斷控制器的IRQ10,IRQ7。表2EPC微機系統(tǒng)中的硬件中斷四.實驗內(nèi)容、步驟、程序及現(xiàn)象4.1IRQ單中斷應用實驗⑴實驗內(nèi)容:系統(tǒng)總線單元的IR1中斷請求信號對應EPC內(nèi)部的IRQ10中斷。IR1產(chǎn)生一個上升沿的中斷請求，EPC內(nèi)部相應的那級中斷就會得到響應。所以，使用IR1中斷請求信號，就相當在使用PC機內(nèi)部相應的IRQ10中斷。本實驗要求使用總線上IR1中斷請求線完成一次單中斷應用實驗。用單次脈沖上升沿模擬中斷源，中斷處理程序完成在屏幕上的顯示字符“1”。⑵實驗步驟:①、實驗接線圖如圖4所示，按圖接線。②、運行Tdpit集成操作軟件，編寫程序，編譯、鏈接。③、使用運行命令運行程序，重復按單次脈沖開關KK1＋，顯示屏會顯示字符“1”，說明響應了中斷。圖48259單中斷實驗接線圖⑶實驗程序：IRQ_IVADDEQU01C8H;IRQ10對應的中斷矢量地址IRQ_OCW1EQU0A1H;IRQ10對應PC機內(nèi)部8259的OCW1地址IRQ_OCW2EQU0A0H;IRQ10對應PC機內(nèi)部8259的OCW2地址IRQ_IMEQU0FBH;IRQ10對應的中斷屏蔽字STACK1SEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACK1ENDSDATASEGMENTMESDB'Pressanykeytoexit!',0AH,0DH,0AH,0DH,'$'CS_BAKDW?;保存IRQ10原中斷處理程序入口段地址的變量IP_BAKDW?;保存IRQ10原中斷處理程序入口偏移地址的變量IM_BAKDB?;保存IRQ10原中斷屏蔽字的變量DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVDX,OFFSETMES;顯示退出提示MOVAH,09H INT21H CLIMOVAX,0000H;替換IRQ10的中斷矢量MOVES,AXMOVDI,IRQ_IVADDMOVAX,ES:[DI]MOVIP_BAK,AX;保存IRQ10原中斷處理程序入口偏移地址MOVAX,OFFSETMYISRMOVES:[DI],AX;設置當前中斷處理程序入口偏移地址ADDDI,2MOVAX,ES:[DI]MOVCS_BAK,AX;保存IRQ10原中斷處理程序入口段地址MOVAX,SEGMYISRMOVES:[DI],AX;設置當前中斷處理程序入口段地址MOVDX,IRQ_OCW1;設置中斷屏蔽寄存器，打開IRQ10的屏蔽位INAL,DXMOVIM_BAK,AL;保存IRQ10原中斷屏蔽字ANDAL,IRQ_IMOUTDXSTIWAIT1:MOVAH,1;判斷是否有按鍵按下INT16HJZWAIT1;無按鍵則跳回繼續(xù)等待，有則退出QUIT:CLIMOVAX,0000H;恢復IRQ10原中斷矢量MOVES,AXMOVDI,IRQ_IVADDMOVAX,IP_BAK;恢復IRQ10原中斷處理程序入口偏移地址MOVES:[DI],AXADDDI,2MOVAX,CS_BAK;恢復IRQ10原中斷處理程序入口段地址MOVES:[DI],AXMOVDX,IRQ_OCW1;恢復IRQ10原中斷屏蔽寄存器的屏蔽字MOVAL,IM_BAKOUTDXSTIMOVAX,4C00H;返回到DOSINT21HMYISRPROCNEAR;中斷處理程序MYISRPUSHAXMOVDL,'1'MOVAH,1INT21hMOVDL,''INT21HOVER:MOVDX,IRQ_OCW2;向PC機內(nèi)部8259發(fā)送中斷結(jié)束命令MOVAL,20HOUTDXMOVAL,20HOUT20H,ALPOPAXIRETMYISRENDPCODEENDSENDSTART⑷實驗現(xiàn)象:按圖接好線并編好程序，編譯連接完畢后，屏幕上先出現(xiàn)語句“Pressanykeytoexit!”，當按單次脈沖開關KK+1時，屏幕上出現(xiàn)數(shù)字“1”；不按時為空格；而按下鍵盤上的任意鍵，則會出現(xiàn)語句“Pressanykeytocontinue…”4.2級聯(lián)中斷實驗⑴實驗內(nèi)容:本實驗要求實現(xiàn)IR1、IR2兩路中斷都可以向EPC發(fā)起中斷請求。用KK1+和KK2+模擬兩個中斷源，在IR1對應的服務程序中顯示字符“1”，在IR2對應的服務程序中顯示字符“2”。⑵實驗步驟：①、實驗接線圖如圖5所示，按圖接線。②、運行Tdpit集成操作軟件，編寫程序，編譯、鏈接。③、使用運行命令運行程序，按動KK1+、KK2+按鍵，觀察中斷是否產(chǎn)生。圖5級聯(lián)中斷實驗接線圖⑶實驗程序IRQ_IVADDEQU01C8H;IRQ10對應的中斷矢量地址01C8HIRQ_OCW1EQU0a1H;IRQ10對應PC機內(nèi)部8259的OCW1地址IRQ_OCW2EQU0a0H;IRQ10對應PC機內(nèi)部8259的OCW2地址IRQ_IMEQU0FBH;IRQ10對應的中斷屏蔽字0FBHIRQ2_IVADDEQU003CH;IRQ7對應的中斷矢量地址003CHIRQ2_OCW1EQU021H;IRQ7對應PC機內(nèi)部8259的OCW1地址IRQ2_OCW2EQU020H;IRQ7對應PC機內(nèi)部8259的OCW2地址IRQ2_IMEQU07FH;IRQ7對應的中斷屏蔽字07FHSTACK1SEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACK1ENDSDATASEGMENTMESDB'Pressanykeytoexit!',0AH,0DH,0AH,0DH,'$'CS_BAKDW?;保存IRQ原中斷處理程序入口段地址的變量IP_BAKDW?;保存IRQ原中斷處理程序入口偏移地址的變量IM_BAKDB?;保存IRQ原中斷屏蔽字的變量DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVDX,OFFSETMES;顯示退出提示 MOVAH,09H INT21H CLIMOVAX,0000H;替換IRQ10的中斷矢量MOVES,AXMOVDI,IRQ_IVADDMOVAX,ES:[DI]MOVIP_BAK,AX;保存IRQ10原中斷處理程序入口偏移地址MOVAX,OFFSETMYISRMOVES:[DI],AX;設置當前中斷處理程序入口偏移地址ADDDI,2MOVAX,ES:[DI]MOVCS_BAK,AX;保存IRQ10原中斷處理程序入口段地址MOVAX,SEGMYISRMOVES:[DI],AX;設置當前中斷處理程序入口段地址MOVDX,IRQ_OCW1;設置中斷屏蔽寄存器，打開IRQ10的屏蔽位INAL,DXMOVIM_BAK,AL;保存IRQ10原中斷屏蔽字ANDAL,IRQ_IMOUTDXSTIMOVAX,0000H;替換IRQ7的中斷矢量MOVES,AXMOVDI,IRQ2_IVADDMOVAX,ES:[DI]MOVIP_BAK,AX;保存IRQ7原中斷處理程序入口偏移地址MOVAX,OFFSETMYISR2MOVES:[DI],AX;設置當前中斷處理程序入口偏移地址ADDDI,2MOVAX,ES:[DI]MOVCS_BAK,AX;保存IRQ7原中斷處理程序入口段地址MOVAX,SEGMYISR2MOVES:[DI],AX;設置當前中斷處理程序入口段地址MOVDX,IRQ2_OCW1;設置中斷屏蔽寄存器，打開IRQ7的屏蔽位INAL,DXMOVIM_BAK,AL;保存IRQ7原中斷屏蔽字ANDAL,IRQ2_IMOUTDXSTIWAIT1:MOVAH,1;判斷是否有按鍵按下INT16HJZWAIT1;無按鍵則跳回繼續(xù)等待，有則退出QUIT:CLIMOVAX,0000H;恢復IRQ10原中斷矢量MOVES,AXMOVDI,IRQ_IVADDMOVAX,IP_BAK;恢復IRQ10原中斷處理程序入口偏移地址MOVES:[DI],AXADDDI,2MOVAX,CS_BAK;恢復IRQ10原中斷處理程序入口段地址MOVES:[DI],AXMOVDX,IRQ_OCW1;恢復IRQ10原中斷屏蔽寄存器的屏蔽字MOVAL,IM_BAKOUTDXSTIMOVAX,4C00H;返回到DOSINT21HQUIT2:CLIMOVAX,0000H;恢復IRQ7原中斷矢量MOVES,AXMOVDI,IRQ2_IVADDMOVAX,IP_BAK;恢復IRQ7原中斷處理程序入口偏移地址MOVES:[DI],AXADDDI,2MOVAX,CS_BAK;恢復IRQ7原中斷處理程序入口段地址MOVES:[DI],AXMOVDX,IRQ2_OCW1;恢復IRQ7原中斷屏蔽寄存器的屏蔽字MOVAL,IM_BAKOUTDXSTIMOVAX,4C00H;返回到DO