接口技術(shù) 8259A中斷控制器原理及應(yīng)用

1、8259A中斷控制器中斷控制器 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用 （6.3節(jié)）節(jié)） 2 8259A中斷控制器中斷控制器 nIntel 8259A是可編程中斷控制器是可編程中斷控制器PIC n可用于管理可用于管理Intel 8080/8085、8086/8088、 80286/80386的可屏蔽中斷的可屏蔽中斷 n8259A的基本功能的基本功能 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，可通過編程

2、選擇設(shè)計(jì)有多種工作方式，可通過編程選擇 3 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳 D7D0 INTA INT 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 IR0 IR7 讀讀/寫寫 控制控制 邏輯邏輯 級(jí)聯(lián)級(jí)聯(lián) 緩沖器緩沖器 比較器比較器 RD WR A0 CS CAS0 CSA1 CAS2 SP/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 4 1. 中斷控制中斷控制 n中斷請(qǐng)求寄存器中斷請(qǐng)求寄存器IRR n保存保存8條外界中斷請(qǐng)求信號(hào)條外界中斷請(qǐng)求信號(hào)IR0IR7的請(qǐng)求狀態(tài)的請(qǐng)求狀態(tài) nDi位為位

3、為1表示表示IRi引腳有中斷請(qǐng)求；為引腳有中斷請(qǐng)求；為0表示無請(qǐng)求表示無請(qǐng)求 n中斷服務(wù)寄存器中斷服務(wù)寄存器ISR n保存正在被保存正在被8259A服務(wù)著的中斷狀態(tài)服務(wù)著的中斷狀態(tài) nDi位為位為1表示表示IRi中斷正在服務(wù)中；為中斷正在服務(wù)中；為0表示沒有被服務(wù)表示沒有被服務(wù) n中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器IMR n保存對(duì)中斷請(qǐng)求信號(hào)保存對(duì)中斷請(qǐng)求信號(hào)IR的屏蔽狀態(tài)的屏蔽狀態(tài) nDi位為位為1表示表示IRi中斷被屏蔽（禁止）；為中斷被屏蔽（禁止）；為0表示允許表示允許 （與與IF標(biāo)志位的規(guī)定相反標(biāo)志位的規(guī)定相反） 5 2. 與處理器接口與處理器接口(讀寫控制邏輯部分讀寫控制邏輯部分) A0

4、RD* WR* CS*功能功能 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 寫入寫入ICW1、OCW2和和OCW3 寫入寫入ICW2ICW4和和OCW1 讀出讀出IRR、ISR和查詢字和查詢字 讀出讀出IMR 數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài)數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài) 數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài)數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài) 注：ICW初始化命令字，OCW操作命令字 6 3. 中斷級(jí)連中斷級(jí)連 n單片單片8259A可支持可支持8個(gè)中斷源；個(gè)中斷源； n采用多片采用多片8259A級(jí)連，可最多支持級(jí)連，可最多支持64個(gè)中斷源。個(gè)中斷源。N片片 8259A可以支持可以支持8*N-(N-1)個(gè)中斷源個(gè)中斷源 n級(jí)連

5、時(shí)只能有一片級(jí)連時(shí)只能有一片8259A為主片，其余的均為從屬片；為主片，其余的均為從屬片； n涉及到的涉及到的8259A引腳包括：引腳包括： nCAS0-CAS2 : 主主8259A的三條級(jí)連線的三條級(jí)連線CAS0CAS2作為輸出線，作為輸出線， 連至每個(gè)從連至每個(gè)從8259A的的CAS0CAS2 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）還是 從片（從片（SP*0） nIRi : 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)中斷的一個(gè)中斷 請(qǐng)求輸入端請(qǐng)求輸入端IR nINT :主主825

6、9A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 級(jí)連電路連接方法級(jí)連電路連接方法 演示演示 8259A的工作過程的工作過程 n8259A對(duì)中斷請(qǐng)求的處理過程如下：對(duì)中斷請(qǐng)求的處理過程如下： n當(dāng)某當(dāng)某IRi有效時(shí)，有效時(shí)，IRR相應(yīng)位置相應(yīng)位置1 n若有效的若有效的IRi未被屏蔽，則未被屏蔽，則向向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求發(fā)出中斷請(qǐng)求 n檢測(cè)到第檢測(cè)到第1個(gè)個(gè)INTA*信號(hào)后，信號(hào)后，置置ISRi=1，IRRi=0 n檢測(cè)到第檢測(cè)到第2個(gè)個(gè)INTA*信號(hào)后，信號(hào)后，把把ISRi=1中最高優(yōu)中最高優(yōu) 先級(jí)的中斷類型碼放到先級(jí)的中斷類型碼放到DB上上 n若工作在若工作在AEOI方式，在

7、第方式，在第2個(gè)個(gè)INTA*結(jié)束時(shí)，使結(jié)束時(shí)，使 ISRi復(fù)位；否則由復(fù)位；否則由CPU發(fā)出發(fā)出EOI命令使命令使ISRi復(fù)位復(fù)位 動(dòng)畫動(dòng)畫 9 8259A的工作過程（續(xù)）的工作過程（續(xù)） CAS0CAS2 D0D7 SP/EN IR0IR7 CPU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 T4 ALE CLK 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 INTA LOCK 10 8259A的工作方式（理解）的工作方式（理解） 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

8、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 中斷觸發(fā)方式中斷觸發(fā)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 數(shù)據(jù)線連接方式數(shù)據(jù)線連接方式 緩沖方式緩沖方式 非緩沖方式非緩沖方式 11 1. 優(yōu)先權(quán)固定方式優(yōu)先權(quán)固定方式 n普通全嵌套方式普通全嵌

9、套方式 n8259A的中斷的中斷優(yōu)先權(quán)順序固定不變優(yōu)先權(quán)順序固定不變，從高到低依次為，從高到低依次為IR0 、IR1、IR2、IR7 n中斷請(qǐng)求后，中斷請(qǐng)求后，8259A對(duì)對(duì)當(dāng)前請(qǐng)求中斷中優(yōu)先權(quán)最高的中當(dāng)前請(qǐng)求中斷中優(yōu)先權(quán)最高的中 斷斷IRi予以予以響應(yīng)響應(yīng)，將其向量號(hào)送上數(shù)據(jù)總線，對(duì)應(yīng)，將其向量號(hào)送上數(shù)據(jù)總線，對(duì)應(yīng)ISR的的 Di位置位，至到中斷結(jié)束（位置位，至到中斷結(jié)束（ISR的的Di位復(fù)位）位復(fù)位） n在在ISR的的Di位置位期間，位置位期間，禁止再發(fā)生同級(jí)和低級(jí)優(yōu)先權(quán)禁止再發(fā)生同級(jí)和低級(jí)優(yōu)先權(quán) 的中斷的中斷，但允許高級(jí)優(yōu)先權(quán)中斷的嵌套，但允許高級(jí)優(yōu)先權(quán)中斷的嵌套 n特殊全嵌套方式特殊全

10、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)或更同級(jí)或更 高優(yōu)先級(jí)高優(yōu)先級(jí)的事件可以打斷當(dāng)前的中的事件可以打斷當(dāng)前的中 斷處理過程而被服務(wù)。（參閱教材斷處理過程而被服務(wù)。（參閱教材 P190P191） 注注: 特殊全嵌套僅用于多個(gè)特殊全嵌套僅用于多個(gè)8259A級(jí)級(jí) 連時(shí)的主連時(shí)的主8259A，而不能用于從，而不能用于從 屬屬8259A或單或單8259A系統(tǒng)。系統(tǒng)。 特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式 D. 主8259A IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 一般嵌套方式： 從片的INT被主片封 鎖，故更高級(jí)別的 IR0-IR2中斷也無法 得到響應(yīng) 特殊嵌套方式

11、： 因主片不封鎖從片的 INT，故級(jí)別高的IR0- IR2中斷可以得到響應(yīng)。 (但I(xiàn)R3-IR7仍被本從片 封鎖) C. 假定IR3發(fā)生中 斷,并獲得服務(wù) 一般嵌套方式： IR4的中斷被服務(wù) 時(shí)，這些中斷將 被封鎖。 B. 特殊嵌套方式： IR4的中斷被服 務(wù) 時(shí) ， 只 封 鎖 IR5-IR7。 A. INT E. 從8259A INT IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 普通普通(一般一般)全嵌套方式全嵌套方式 VS. 特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式 去CPU 2、循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式 n中斷源輪流處于最高優(yōu)先級(jí)中斷源輪流處于最高優(yōu)先級(jí)，某中斷請(qǐng)求某中斷請(qǐng)

12、求IRi被被 處理后，其優(yōu)先級(jí)別自動(dòng)降為最低，原來比它處理后，其優(yōu)先級(jí)別自動(dòng)降為最低，原來比它 低一級(jí)的中斷上升為最高級(jí)低一級(jí)的中斷上升為最高級(jí) n自動(dòng)循環(huán)：初始優(yōu)先級(jí)自動(dòng)規(guī)定自動(dòng)循環(huán)：初始優(yōu)先級(jí)自動(dòng)規(guī)定 n特殊循環(huán)：特殊循環(huán)：初始優(yōu)先級(jí)可用編程改變初始優(yōu)先級(jí)可用編程改變 n適用于多個(gè)中斷源具有相同優(yōu)先權(quán)適用于多個(gè)中斷源具有相同優(yōu)先權(quán) IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0 7654321021076543 最低級(jí) 最高級(jí)最高級(jí)最低級(jí) ISR內(nèi)容 IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0 IR4的服務(wù)結(jié)束以前 0101000001000000 IR4的服務(wù)結(jié)束以后 ISRi

13、15 3. 結(jié)束中斷處理方式結(jié)束中斷處理方式 什么是什么是8259A的中斷結(jié)束？的中斷結(jié)束？ 8259A利用中斷服務(wù)寄存器利用中斷服務(wù)寄存器ISR判斷：判斷： n某位為某位為1，表示正在進(jìn)行中斷服務(wù)；，表示正在進(jìn)行中斷服務(wù)； n該位為該位為0，就是該中斷結(jié)束服務(wù)。，就是該中斷結(jié)束服務(wù)。 這里說明如何使這里說明如何使ISR某位為某位為0，不反映，不反映 CPU的工作狀態(tài)。的工作狀態(tài)。 16 結(jié)束中斷處理方式（續(xù)）結(jié)束中斷處理方式（續(xù)） n自動(dòng)中斷結(jié)束方式自動(dòng)中斷結(jié)束方式AEOI n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 n非自動(dòng)中斷結(jié)束方式非自動(dòng)中斷結(jié)

14、束方式1：普通中斷結(jié)束方式：普通中斷結(jié)束方式EOI n配合全嵌套（固定）優(yōu)先權(quán)方式使用配合全嵌套（固定）優(yōu)先權(quán)方式使用 n當(dāng)當(dāng)CPU用輸出指令往用輸出指令往8259A發(fā)出普通中斷結(jié)束發(fā)出普通中斷結(jié)束EOI命令命令 時(shí)，時(shí)，8259A就會(huì)把所有正在服務(wù)的中斷中優(yōu)先權(quán)最高就會(huì)把所有正在服務(wù)的中斷中優(yōu)先權(quán)最高 的的ISR位復(fù)位位復(fù)位 n非自動(dòng)中斷結(jié)束方式非自動(dòng)中斷結(jié)束方式2：特殊中斷結(jié)束方式：特殊中斷結(jié)束方式SEOI n配合循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式使用配合循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式使用 nCPU在程序中向在程序中向8259A發(fā)送一條特殊中斷結(jié)束命令，發(fā)送一條特殊中斷結(jié)束命令， 這個(gè)命令中指出了要清除哪個(gè)這個(gè)命令中指出了要

15、清除哪個(gè)ISR位位 17 4. 屏蔽中斷源方式屏蔽中斷源方式 n普通屏蔽方式普通屏蔽方式 n將將IMR的的Di位置位置1，則對(duì)應(yīng)的中斷，則對(duì)應(yīng)的中斷IRi被屏蔽被屏蔽，該，該 中斷請(qǐng)求不能從中斷請(qǐng)求不能從8259A送到送到CPU n如果如果IMR的的Di位置位置0，則允許，則允許IRi中斷產(chǎn)生中斷產(chǎn)生 n特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式 n使用場(chǎng)合：在執(zhí)行較高級(jí)的中斷服務(wù)時(shí)，希望開放使用場(chǎng)合：在執(zhí)行較高級(jí)的中斷服務(wù)時(shí)，希望開放 較低級(jí)的中斷請(qǐng)求。較低級(jí)的中斷請(qǐng)求。 n原理原理：將將IMR的的Di位置位置1，對(duì)應(yīng)的中斷，對(duì)應(yīng)的中斷IRi被屏蔽的被屏蔽的 同時(shí)，使同時(shí)，使ISR的的Di位置位置0。假定當(dāng)前

16、正在處理假定當(dāng)前正在處理IR6， 先先進(jìn)入特殊屏蔽方式，然后進(jìn)入特殊屏蔽方式，然后設(shè)置設(shè)置IM6=1。這時(shí)，。這時(shí)， 除除IR6外的所有中斷請(qǐng)求均能得到響應(yīng)。外的所有中斷請(qǐng)求均能得到響應(yīng)。 n特殊屏蔽方式中只能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。 18 5. 中斷觸發(fā)方式中斷觸發(fā)方式 n邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式 n8259A將中斷請(qǐng)求輸入端出現(xiàn)的將中斷請(qǐng)求輸入端出現(xiàn)的 上升沿作為中斷請(qǐng)求信號(hào)上升沿作為中斷請(qǐng)求信號(hào) n電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式 n中斷請(qǐng)求端出現(xiàn)的高電平是有中斷請(qǐng)求端出現(xiàn)的高電平是有 效的中斷請(qǐng)求信號(hào)效的中斷請(qǐng)求信號(hào) 19 6. 數(shù)據(jù)線連接方式數(shù)據(jù)線連接方式

17、n緩沖方式緩沖方式 n8259A的數(shù)據(jù)線需加緩沖器予以驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)線需加緩沖器予以驅(qū)動(dòng) n8259A把把SP*/EN*引腳作為引腳作為輸出輸出端（輸出允端（輸出允 許信號(hào)），用以鎖存或開啟緩沖器（許信號(hào)），用以鎖存或開啟緩沖器（enable buffer） n非緩沖方式非緩沖方式 nSP*/EN*引腳為引腳為輸入輸入端端(slave program) n若若8259A級(jí)連，由其確定是主片級(jí)連，由其確定是主片(sp=1)(sp=1)或從或從 片片 (sp=0) 20 8259A的編程的編程 n初始化編程初始化編程 n8259A開始工作前，必須進(jìn)行初始化編程開始工作前，必須進(jìn)行初始化編程 n給給82

18、59A寫入寫入初始化命令字初始化命令字ICW(ICW1ICW4) n中斷操作編程中斷操作編程 n在在8259A工作期間工作期間 n可以寫入可以寫入操作命令字操作命令字OCW(OCW1OCW3)將選將選 定的操作傳送給定的操作傳送給8259A，使之按新的要求工作，使之按新的要求工作 n還可以讀取還可以讀取8259A的信息，以便了解它的工作狀的信息，以便了解它的工作狀 態(tài)態(tài) 8259A內(nèi)部寄存器的尋址方法內(nèi)部寄存器的尋址方法 CS# RD# WR#A0D4D3讀寫操作讀寫操作 010 000 寫OCW2 寫OCW3 寫ICW1 寫ICW2,ICW3,ICW4,OCW1(順序?qū)懭? 001 01x

19、1xx 001 0 1 xx 讀出IRR、ISR 讀出IMR 需要CS#、A0、RD#、WR#和D4、D3的配合 內(nèi)部寄存器的訪問方法如下表： A0 RD* WR* CS*功能功能 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 寫入寫入ICW1、OCW2和和OCW3 寫入寫入ICW2ICW4和和OCW1 讀出讀出IRR、ISR和查詢字和查詢字 讀出讀出IMR 數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài)數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài) 數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài)數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài) 8259A的初始化順序的初始化順序 n8259的的初始化流程初始化流程如圖如圖 （注意次序不可顛倒（注意次序不可顛倒 ） 寫ICW1 寫

20、ICW2 級(jí)連？ 寫ICW3 需ICW4? 寫ICW4 N N Y Y 8259A的控制命令字的控制命令字 n初始化初始化8259A必須從必須從ICW1開始開始 n寫寫ICW1意味著重新初始化意味著重新初始化8259A n寫入寫入ICW1后，后，8259A的狀態(tài)如下：的狀態(tài)如下： n清除清除ISR和和IMR(全全0)； n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最低；最低； n設(shè)定為設(shè)定為普通（普通（一般一般）屏蔽方式；屏蔽方式； n采用非自動(dòng)中斷結(jié)束方式；采用非自動(dòng)中斷結(jié)束方式； n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。 24 ICW1初始化字初

21、始化字 1LTIMSNGLIC4 D7D6D5D4D3D2D1D0 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ICW4 IC41，要寫入，要寫入ICW4 IC40，不寫入，不寫入ICW4，即，即 ICW4規(guī)定的位全為規(guī)定的位全為0 ICW1芯片控制初始化命令字芯片控制初始化命令字 nLTIM: 觸發(fā)

22、方式觸發(fā)方式 n=1 高電平觸發(fā)高電平觸發(fā) n=0 上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā) nSNGL: 級(jí)連控制級(jí)連控制 n=1 單片單片 n=0 級(jí)連級(jí)連 nIC4: ICW4控制控制 n=1 要寫要寫ICW4（8086配合配合8259則此位必須為則此位必須為1） n=0 不寫不寫ICW4（默認(rèn)（默認(rèn)ICW4為全為全0） A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 x x x 1 LTIM x SNGL IC4 ICW1 的標(biāo)志 ICW2中斷向量碼基值中斷向量碼基值 nT7T3: 中斷向量碼的高中斷向量碼的高5位位 nT2T0: 最低最低3位為中斷源的序號(hào)位為中斷源的序號(hào)IRn n000111分

23、別對(duì)應(yīng)分別對(duì)應(yīng)IR0IR7 n由由8259A根據(jù)中斷源的序號(hào)自動(dòng)填入根據(jù)中斷源的序號(hào)自動(dòng)填入 例如：例如： 若若ICW2命令字為命令字為48H，則，則IR0的中斷向量碼為的中斷向量碼為 48H，IR7的中斷向量碼為的中斷向量碼為4FH，等等。，等等。 A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 T7 T6 T5 T4 T3 x x x ICW3級(jí)連控制字級(jí)連控制字 n主片的級(jí)聯(lián)控制字主片的級(jí)聯(lián)控制字 （位映像方式）（位映像方式） nSi=1 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)IRi線上連接了從片線上連接了從片 A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1

24、S0 從片的級(jí)聯(lián)控制字 （編碼方式） ID2ID0 標(biāo)識(shí)碼，說明本從片連接到主片的哪個(gè) IR引腳上。 000111分別對(duì)應(yīng)IR0IR7。 A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 0 0 ID2 ID1 ID0 ICW3級(jí)連控制字（續(xù)）級(jí)連控制字（續(xù)） nICW3必須與主從片的連接關(guān)系一致：必須與主從片的連接關(guān)系一致： 例如，主片的例如，主片的IR4與從片的與從片的INT線連接，則線連接，則 主片的主片的ICW3=10H，從片的，從片的ICW3=04H。 n中斷響應(yīng)時(shí)，主片通過級(jí)連線中斷響應(yīng)時(shí)，主片通過級(jí)連線CAS2-CAS0 送出被允許中斷的從片標(biāo)識(shí)碼，各從片用送出

25、被允許中斷的從片標(biāo)識(shí)碼，各從片用 自己的自己的ICW3與與CAS2-CAS0比較，二者一致比較，二者一致 的從片才可發(fā)送中斷向量碼。的從片才可發(fā)送中斷向量碼。 演示演示 29 ICW4 000SFNMBUFM/SAEOIPM D7D6D5D4D3D2D1D0 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)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

26、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） ICW4方式控制初始化命令字方式控制初始化命令字 nSFNM: 特殊全嵌套特殊全嵌套 （special fully nested mode） 1 特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式 0 一般全嵌套方式一般全嵌套方式 nAEOI: 自動(dòng)自動(dòng)EOI 1 自動(dòng)自動(dòng)EOI方式方式 0 非自動(dòng)非自動(dòng)EOI方式方式 A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 SFNM BUF M/S A

27、EOI 1 BUF: 緩沖方式 M/S: 主/從緩沖選擇 BUF M/S 1 1 緩沖方式/主PIC 1 0 緩沖方式/從PIC 0 x 非緩沖方式/正常 初始化主片初始化主片8259A mov al,11h ;寫入寫入ICW1:設(shè)定邊沿觸發(fā)，級(jí)連方式設(shè)定邊沿觸發(fā)，級(jí)連方式 out 20h,al ;主片主片I/O地址是地址是20H和和21H jmp intr1 ;本程序段的轉(zhuǎn)移指令起延時(shí)作用，等待本程序段的轉(zhuǎn)移指令起延時(shí)作用，等待8259A 操作結(jié)束操作結(jié)束 intr1:mov al,08h;寫入寫入ICW2:設(shè)定主片設(shè)定主片IR0的中斷向量號(hào)為的中斷向量號(hào)為08H out 21h,al jm

28、p intr2 intr2:mov al,04h ;寫入寫入ICW3:設(shè)定主片設(shè)定主片IR2級(jí)連從片級(jí)連從片 out 21h,al jmp intr3 intr3:mov al,05h;寫入寫入ICW4:設(shè)定普通全嵌套方式，普通中斷結(jié)束方式設(shè)定普通全嵌套方式，普通中斷結(jié)束方式 out 21h,al 中斷控制器的初始化程序段 初始化從片初始化從片8259A mov al,11h ;寫入寫入ICW1:設(shè)定邊沿觸發(fā)，級(jí)連方式設(shè)定邊沿觸發(fā)，級(jí)連方式 out 0a0h,al jmp intr5 intr5:mov al,70h ;寫寫ICW2:設(shè)定從片設(shè)定從片IR0的中斷向量號(hào)為的中斷向量號(hào)為70H o

29、ut 0a1h,al jmp intr6 intr6:mov al,02h ;寫入寫入ICW3:設(shè)定從片連于主片的設(shè)定從片連于主片的IR2 out 0a1h,al jmp intr7 intr7:mov al, 01h ;寫入寫入ICW4:設(shè)定普通全嵌套方式，普通中斷結(jié)束方式設(shè)定普通全嵌套方式，普通中斷結(jié)束方式 out 0a1h,al 中斷控制器的初始化程序段 8259A的操作命令字的操作命令字OCW nOCW用于設(shè)置用于設(shè)置8259的工作狀態(tài)的工作狀態(tài) n在初始化后寫入，在初始化后寫入，8259A工作期間，可以隨工作期間，可以隨 時(shí)接受操作命令字時(shí)接受操作命令字OCW nOCW共有共有3個(gè)：

30、個(gè)：OCW1OCW3 nOCW的寫入順序可任意的寫入順序可任意，需要哪個(gè)，需要哪個(gè)OCW就就 寫入那個(gè)寫入那個(gè)OCW n寫入地址要求：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中斷屏蔽字中斷屏蔽字 nMi=1 中斷請(qǐng)求線中斷請(qǐng)求線IRi被屏蔽被屏蔽(不允許中斷不允許中斷) =0 允許該允許該IRi中斷中斷 nOCW1將寫入將寫入IMR寄存器。寄存器。 nA0=1時(shí)讀時(shí)讀OCW1可讀出設(shè)置的可讀出設(shè)置的IMR內(nèi)容。內(nèi)容。 A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 M7 M

31、6 M5 M4 M3 M2 M1 M0 35 OCW2 RSLEOI00L2L1L0 D7D6D5D4D3D2D1D0 R、SL和和EOI配合使配合使 用用 產(chǎn)生中斷結(jié)束產(chǎn)生中斷結(jié)束EOI命命 令和改變優(yōu)先權(quán)順序令和改變優(yōu)先權(quán)順序 L2L0的的3位編碼位編碼 指定指定IR引腳引腳 OCW2中斷結(jié)束和優(yōu)先級(jí)循環(huán)中斷結(jié)束和優(yōu)先級(jí)循環(huán) nL2L0: 優(yōu)先級(jí)編碼優(yōu)先級(jí)編碼 nR: 優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán) nSL: 指定優(yōu)先級(jí)指定優(yōu)先級(jí) nEOI: 結(jié)束中斷命令結(jié)束中斷命令 R SL EOI 0 0 1 非指定非指定EOI 命令命令(NSEOI)，全嵌套方式，全嵌套方式 0 1 1 指定指定EOI

32、 命令命令(SEOI)，全嵌套方式，按，全嵌套方式，按L2-L0編碼復(fù)位編碼復(fù)位ISR 1 0 1 NSEOI 命令，優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)命令，優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán) 1 0 0 自動(dòng)自動(dòng)EOI，設(shè)置優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)，設(shè)置優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán) 0 0 0 自動(dòng)自動(dòng)EOI，取消優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)，取消優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)(固定優(yōu)先級(jí)固定優(yōu)先級(jí)) 1 1 1 SEOI 命令，按命令，按L2-L0編碼循環(huán)優(yōu)先級(jí)編碼循環(huán)優(yōu)先級(jí)(L2-L0設(shè)為最低優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低優(yōu)先級(jí)) 1 1 0 按按L2-L0編碼循環(huán)優(yōu)先級(jí)編碼循環(huán)優(yōu)先級(jí)(L2-L0設(shè)為最低優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低優(yōu)先級(jí)) A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 R SL E

33、OI 0 0 L2 L1 L0 37 OCW3 0ESMMSMM01PRRRIS D7D6D5D4D3D2D1D0 ESMM、SMM 設(shè)置中斷屏蔽方式設(shè)置中斷屏蔽方式 P、RR和和RIS 規(guī)定隨后讀取的規(guī)定隨后讀取的 狀態(tài)字狀態(tài)字含義含義 OCW3屏蔽方式和讀出控制字屏蔽方式和讀出控制字 nESMM: 允許使能特殊屏蔽方式允許使能特殊屏蔽方式 nSMM: 特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式 ESMM SMM 1 1 特殊屏蔽方式置位特殊屏蔽方式置位 1 0 特殊屏蔽方式復(fù)位特殊屏蔽方式復(fù)位 0 x 非特殊屏蔽方式非特殊屏蔽方式 P(Polling): =1 查詢方式查詢方式 =0 非查詢方式非查詢方式

34、A0 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 ESMM SMM 0 1 P RR RIS RR: 讀寄存器 RIS: ISR/IRR選擇 RR RIS 1 1 讀ISR 1 0 讀IRR 0 x 無效 39 讀取讀取8259狀態(tài)狀態(tài) n查詢方式允許查詢方式允許8259A不工作于中斷方式，而是以查不工作于中斷方式，而是以查 詢方式工作詢方式工作 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，即可得，再對(duì)同一地址讀入，即可得 到如下狀態(tài)字節(jié)（查詢字）：到如下狀態(tài)字節(jié)（查詢字）： I x x x x R2 R1 R0 I=1表示有中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求號(hào)為表示有中斷請(qǐng)求，

35、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 的中斷。的中斷。 nCPU可讀出可讀出IRR、ISR、IMR和查詢字和查詢字 nA0為低，由為低，由OCW3中中RR和和RIS位設(shè)定讀取位設(shè)定讀取IRR或或ISR ，由，由OCW3中中P位設(shè)定讀取查詢字位設(shè)定讀取查詢字 n而而A0引腳為高電平時(shí)讀取的都是引腳為高電平時(shí)讀取的都是IMR 40 命令字和狀態(tài)字的區(qū)別方法命令字和狀態(tài)字的區(qū)別方法 利用讀寫信號(hào)區(qū)別寫入的控制寄存器和利用讀寫信號(hào)區(qū)別寫入的控制寄存器和 讀出的狀態(tài)寄存器讀出的狀態(tài)寄存器 利用地址信號(hào)區(qū)別不同利用地址信號(hào)區(qū)別不同I/O地

36、址的寄存器地址的寄存器 由控制字中的標(biāo)志位說明是哪個(gè)寄存器由控制字中的標(biāo)志位說明是哪個(gè)寄存器 由芯片內(nèi)順序控制邏輯按一定順序識(shí)別由芯片內(nèi)順序控制邏輯按一定順序識(shí)別 不同的寄存器不同的寄存器 由前面的控制字決定后續(xù)操作的寄存器由前面的控制字決定后續(xù)操作的寄存器 接口電路中常用的方法接口電路中常用的方法 8259A編程舉例編程舉例 n按以下要求初始化按以下要求初始化8259A： n接口地址為接口地址為20H和和21H； n中斷為上升沿觸發(fā)；單片中斷為上升沿觸發(fā)；單片8259A；不寫；不寫ICW4； n與與IR0-IR3對(duì)應(yīng)的中斷向量碼為對(duì)應(yīng)的中斷向量碼為08H-0BH； nIR4-IR7不使用。不

37、使用。 n根據(jù)要求，各初始化參數(shù)及工作參數(shù)如下：根據(jù)要求，各初始化參數(shù)及工作參數(shù)如下： nICW1 = 00010010 = 12H nICW2 = 08H 中斷向量碼中斷向量碼 nOCW1 = 11110000 = 0F0H 中斷屏蔽字中斷屏蔽字 8259A編程舉例（續(xù)）編程舉例（續(xù)） 初始化程序如下： INIT8259A： MOVDX，20H；A0=0，寫ICW1 MOVAL，12H；上升沿觸發(fā)，單片，不寫ICW4 OUTDX，AL MOVDX，21H；A0=1，寫ICW2，OCW1 MOVAL，08H；ICW2 OUTDX，AL MOVAL，0F0H；OCW1：屏蔽IR4-IR7 OUT

38、DX，AL 43 8259A在在IBM PC /XT系列機(jī)上的應(yīng)用系列機(jī)上的應(yīng)用 44 8259A在在IBM PC/AT系列機(jī)上的應(yīng)用系列機(jī)上的應(yīng)用 45 應(yīng)用注意事項(xiàng)應(yīng)用注意事項(xiàng) n利用上升沿做為中斷請(qǐng)求利用上升沿做為中斷請(qǐng)求IRQ的有效信號(hào)的有效信號(hào) nIRQ0IRQ7的中斷向量號(hào)依次為的中斷向量號(hào)依次為08H0FH， IRQ8IRQ15依次為依次為70H77H n采用普通全嵌套優(yōu)先權(quán)方式，中斷優(yōu)先權(quán)從高到采用普通全嵌套優(yōu)先權(quán)方式，中斷優(yōu)先權(quán)從高到 低順序?yàn)榈晚樞驗(yàn)镮RQ0IRQ2、IRQ8IRQ15、IRQ3 IRQ7，且不能改變，且不能改變 n采用普通中斷結(jié)束采用普通中斷結(jié)束EOI方式

39、，需要在中斷服務(wù)程方式，需要在中斷服務(wù)程 序最后發(fā)送普通序最后發(fā)送普通EOI命令命令 n一般采用普通屏蔽方式，通過寫入一般采用普通屏蔽方式，通過寫入IMR允許中斷允許中斷 ，但注意不要破壞原屏蔽狀態(tài)，但注意不要破壞原屏蔽狀態(tài) PC機(jī)外部中斷程序設(shè)計(jì)機(jī)外部中斷程序設(shè)計(jì) 1）主程序）主程序 保存原中斷向量保存原中斷向量 設(shè)置自己的中斷向量設(shè)置自己的中斷向量 初始化堆棧指針初始化堆棧指針 設(shè)置設(shè)置8259A的中斷屏蔽字（其他的已由操作系統(tǒng)設(shè)置）的中斷屏蔽字（其他的已由操作系統(tǒng)設(shè)置） STI 2）中斷服務(wù)程序）中斷服務(wù)程序 保存所用到的寄存器內(nèi)容保存所用到的寄存器內(nèi)容 中斷服務(wù)程序主體中斷服務(wù)程序主體

40、 恢復(fù)進(jìn)入時(shí)保存的寄存器內(nèi)容恢復(fù)進(jìn)入時(shí)保存的寄存器內(nèi)容 發(fā)發(fā)EOI命令（必要時(shí)可提前）命令（必要時(shí)可提前） STI（必要時(shí)可提前）（必要時(shí)可提前） IRET 編寫外部可屏蔽中斷服務(wù)程序，需注意：編寫外部可屏蔽中斷服務(wù)程序，需注意： n不要忘記發(fā)送中斷結(jié)束命令不要忘記發(fā)送中斷結(jié)束命令 n一般只能采用存儲(chǔ)單元傳遞參數(shù)一般只能采用存儲(chǔ)單元傳遞參數(shù) n不要使用不要使用DOS系統(tǒng)功能調(diào)用系統(tǒng)功能調(diào)用 n中斷服務(wù)程序盡量短小中斷服務(wù)程序盡量短小 47 中斷程序舉例中斷程序舉例 nPC機(jī)中主機(jī)中主8259A的的I/O地址為地址為20H和和21H，中斷，中斷 向量碼為向量碼為08H； n中斷請(qǐng)求從中斷請(qǐng)求從I

41、R6引入，故引入，故中斷類型號(hào)為中斷類型號(hào)為0EH； n主程序如下：主程序如下： ;保存原來的中斷向量保存原來的中斷向量 movah，35h moval，0eh；中斷類型碼；中斷類型碼 int21h；取原中斷向量（在；取原中斷向量（在es:bx中）中） movsave_ip，bx；保存原來的中斷向量；保存原來的中斷向量 movsave_cs，es ;設(shè)置自己的中斷向量 pushds movdx，offset my_int movax，seg my_int movds，ax；DS:DX的內(nèi)容為my_int的首地址 movah，25h moval，0eh int21h ；設(shè)置自己的中斷向量 pop

42、ds ;初始化堆棧指針 movsp，my_stack_top ;設(shè)置8259A的中斷屏蔽字 inal，21h andal，10111111b；開放IR6中斷 out21h，al sti n子程序如下：子程序如下： my_int proc far pusha popa moval，20h；EOI命令，命令， 00100000B out20h，al；寫；寫OCW2 sti iret my_int endp 51 例：可屏蔽中斷服務(wù)程序舉例例：可屏蔽中斷服務(wù)程序舉例 n8259A的的IRQ0（向量號(hào)為（向量號(hào)為08H）中斷請(qǐng)求）中斷請(qǐng)求 來自定時(shí)器來自定時(shí)器8253，每隔，每隔55ms產(chǎn)生一次產(chǎn)生一

43、次 n本程序的本程序的08H號(hào)中斷服務(wù)程序，每次中斷號(hào)中斷服務(wù)程序，每次中斷 顯示一串信息，顯示顯示一串信息，顯示10次次 n用內(nèi)存單元（共享變量）在主程序與外部用內(nèi)存單元（共享變量）在主程序與外部 中斷服務(wù)程序之間傳遞參數(shù)：中斷次數(shù)中斷服務(wù)程序之間傳遞參數(shù)：中斷次數(shù) n顯示信息也安排在共同的數(shù)據(jù)段中顯示信息也安排在共同的數(shù)據(jù)段中 數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段 intmsg db A 8259A Interrupt ! db 0dh,0ah,0 counter db 0 ；中斷次數(shù)記錄單元；中斷次數(shù)記錄單元 舉例 保存中斷向量保存中斷向量 mov ax,3508h ；獲取原中斷向量；獲取原中斷向量 int 2

44、1h push bx;保存偏移地址保存偏移地址 push es;保存段基地址保存段基地址 設(shè)置中斷向量設(shè)置中斷向量 cli；關(guān)中斷；關(guān)中斷 push ds；設(shè)置新中斷向量；設(shè)置新中斷向量 mov ax,seg new08h mov ds,ax mov dx,offset new08h mov ax,2508h ;al:中斷向量號(hào)中斷向量號(hào)08H int 21h pop ds 設(shè)置中斷寄存器設(shè)置中斷寄存器 in al,21h ;讀出讀出IMR push ax;保存原保存原IMR內(nèi)容內(nèi)容 and al,0feh;允許允許IRQ0，其他不變，其他不變 out 21h,al；設(shè)置新；設(shè)置新IMR內(nèi)容內(nèi)

45、容 mov counter,0 ;設(shè)置中斷次數(shù)初值設(shè)置中斷次數(shù)初值 sti;開中斷開中斷 循環(huán)等待中斷循環(huán)等待中斷 ；本例的主程序僅循環(huán)等待中斷；本例的主程序僅循環(huán)等待中斷 start1: cmp counter,10 jb start1;中斷中斷10次退出次退出 中斷中斷就在主程序循環(huán)當(dāng)中就在主程序循環(huán)當(dāng)中 new08h proc；中斷服務(wù)程序；中斷服務(wù)程序 sti;開中斷開中斷 push ax;保護(hù)寄存器保護(hù)寄存器 push bx push ds mov ax,data;取數(shù)據(jù)段的段地址取數(shù)據(jù)段的段地址 mov ds,ax ;設(shè)置數(shù)據(jù)段設(shè)置數(shù)據(jù)段DS 進(jìn)入中斷服務(wù)程序進(jìn)入中斷服務(wù)程序 中斷

46、處理中斷處理 inc counter;中斷次數(shù)加中斷次數(shù)加1 mov si,offset intmsg ;顯示信息顯示信息 call dpstri ；調(diào)用顯示子程序；調(diào)用顯示子程序 顯示字符串顯示字符串 dpstriproc;顯示字符串子程序顯示字符串子程序 push ax;入口參數(shù)：入口參數(shù)：DS:SI=字符串首址字符串首址 push bx dps1:lodsb ;字符串讀取字符串讀取AL=DS:SI；然后；然后SI=SI+1 cmp al,0 jz dps2 顯示字符串顯示字符串（續(xù)）（續(xù)） mov bx,0 ;調(diào)用調(diào)用ROM-BIOS功能顯示功能顯示al中的字符中的字符 mov ah,0

47、eh int 10h jmp dps1 dps2:pop bx pop ax ret dpstriendp 退出中斷服務(wù)程序退出中斷服務(wù)程序 mov al,20h；發(fā)送；發(fā)送EOI命令命令 out 20h,al pop ds;恢復(fù)寄存器恢復(fù)寄存器 pop bx pop ax iret;中斷返回中斷返回 new08h endp 主程序結(jié)束主程序結(jié)束 cli；關(guān)中斷；關(guān)中斷 pop ax；恢復(fù)；恢復(fù)IMR out 21h,al pop dx;恢復(fù)原中斷向量恢復(fù)原中斷向量 pop ds mov ax,2508h int 21h sti；開中斷；開中斷 mov ax,4c00h int 21h ；返回

48、；返回DOS A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! A 8259A Interrupt ! 63 駐留中斷服務(wù)程序駐留中斷服務(wù)程序 駐留駐留TSR（Terminate and Stay Resident）程序）程序 n用戶程序運(yùn)行后仍然保存在主存中，可以用戶程序運(yùn)行后仍然保存在

49、主存中，可以 讓其他程序使用讓其他程序使用 n利用利用DOS功能調(diào)用功能調(diào)用31H代替代替4CH終止程序終止程序 n小型駐留程序常編寫成小型駐留程序常編寫成COM程序程序 n駐留程序也可以編寫成駐留程序也可以編寫成EXE程序程序 n需要駐留內(nèi)存的程序段要寫在前面需要駐留內(nèi)存的程序段要寫在前面 64 教學(xué)要求 n1. 熟悉熟悉8088的中斷類型、中斷響應(yīng)的中斷類型、中斷響應(yīng) 過程、中斷向量表過程、中斷向量表 n2. 掌握內(nèi)部中斷服務(wù)程序的編寫掌握內(nèi)部中斷服務(wù)程序的編寫 n3. 理解理解8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、寄存器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、寄存器 作用、中斷過程作用、中斷過程 n4. 掌握掌握8259A的普通全嵌套優(yōu)先權(quán)、的普通全嵌套優(yōu)先權(quán)、 普通中斷結(jié)束、邊沿觸發(fā)方式普通中斷結(jié)束、邊沿觸發(fā)方式 65 教學(xué)要求（續(xù)） n5. 了解的了解的8259A的的ICW和和OCW， 注意命令字和狀態(tài)字的區(qū)別方法注意命令字和狀態(tài)字的區(qū)別方法 n6. 了解了解8259A在在IBM PC系列機(jī)上系列機(jī)上 的應(yīng)用