8259中斷控制器實驗的實驗報告

1、-. z.實驗六 8259中斷控制器實驗6.1 實驗目的(1) 學習中斷控制器8259的工作原理。(2) 掌握可編程控制器8259的應用編程方法。6.2 實驗設備PC微機一臺、TD-PIT+實驗系統(tǒng)一套。6.3 實驗內容1. 單中斷應用實驗(1)編寫中斷處理程序，利用PC機給實驗系統(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機響應中斷請求，在顯示器上顯示一個字符。(2)編寫中斷處理程序，利用PC機給實驗系統(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機響應中斷請求，在顯示器上顯示Hello，中斷5次后退出。2擴展多中斷源實驗利用實驗平臺上8259控制器

2、對擴展系統(tǒng)總線上的中斷線INTR進展擴展。編寫程序對8259控制器的IR0和IR1中斷請求進展處理。6.4 實驗原理1. 8259控制器的介紹中斷控制器8259A是Intel公司專為控制優(yōu)先級中斷而設計開發(fā)的芯片。它將中斷源優(yōu)先級排隊、區(qū)分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進展編程，就可以管理8級中斷，并選擇優(yōu)先模式和中斷請求方式，即中斷構造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8259A的級連，能構成多達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，

3、向CPU傳送中斷類型號。8259A的內部構造和引腳如圖6-1所示。8259A的命令共有7個，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存放器組和操作命令存放器組。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)方式和中斷完畢方式的操作命令字，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內部存放器的讀出命令。圖6-1 8259內部構造和引腳圖圖6-2a ICW

4、1格式圖6-2b ICW2格式圖6-2c ICW3格式圖6-2d ICW4格式圖6-3 OCW命令字格式28259存放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來尋址不同的存放器和命令字。對存放器和命令的訪問控制如表6-1所示。表6-1 8259存放器及命令的訪問控制A0D4D3讀信號寫信號片選操作0010讀出ISR,IRR的內容1010讀出IMR的內容000100寫入OCW2001100寫入OCW301100寫入ICW11100寫入OCW1，ICW2，ICW3，ICW43. PC微機系統(tǒng)中的8259在80*86系列PC微機系統(tǒng)中，系統(tǒng)中包含了

5、兩片8259A中斷控制器，經(jīng)級連可以管理15級硬件中斷，但其中局部中斷號已經(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。在擴展系統(tǒng)總線上的INTR對應的中斷線就是PC機保存中斷其中的一個。對INTR中斷的初始化PC機已經(jīng)完成，在使用時主要是將其中斷屏蔽翻開，修改中斷向量。表6-2 PC微機系統(tǒng)中的硬件中斷中斷號功能中斷向量號中斷向量地址主8259A IR

6、Q0日時鐘/計數(shù)器008H0020H0023H主8259A IRQ1鍵盤09H0024H0027H主8259A IRQ2接從片8259A0AH0028H002BH主8259A IRQ3串行口20BH002CH002FH主8259A IRQ4串行口10CH0030H0033H主8259A IRQ5并行口20DH0034H0037H主8259A IRQ6軟盤0EH0038H003BH主8259A IRQ7并行口10FH003CH003FH從8259A IRQ8實時鐘70H01C0H01C3H從8259A IRQ9保存71H01C4H01C7H從8259A IRQ10保存72H01C8H01CBH從

7、8259A IRQ11保存73H01CCH01CFH從8259A IRQ12保存74H01D0H01D3H從8259A IRQ13協(xié)處理器中斷75H01D4H01D7H從8259A IRQ14硬盤控制器76H01D8H01DBH從8259A IRQ15保存77H01DCH01DFH6.5 實驗說明及步驟1. 單中斷應用實驗本實驗要求使用總線上INTR中斷請求線完成一次單中斷應用實驗。中斷處理程序完成在屏幕上顯示字符9。實驗前先運行CHECK程序，得到INTR所對應的中斷號、相應的初始化命令字存放器ICW及操作命令字存放器OCW的地址、開屏蔽的命令字、中斷矢量地址和PCI卡中斷控制存放器INTC

8、SR的地址。得到這些信息后就可以開場設計實驗了。參考程序流程如圖6-5所示。實驗步驟如下。(1) 確認從PC機引出的兩根扁平電纜已經(jīng)連接在實驗平臺上。(2) 首先運行CHECK程序，查看INTR中斷號及相關信息。(3) 參考實驗流程圖編寫程序，然后編譯。(4) 將單次脈沖單元的KK1+連接到系統(tǒng)總線上的INTR。(5) 運行程序，按動KK1+按鍵，觀察中斷是否產(chǎn)生。2擴展多中斷源實驗利用實驗平臺上的8259控制器，可以對總線上的INTR進展擴展。將8259的INT連接到INTR，8259的8路中斷請求線IR0IR7就成了單一INTR中斷請求線的擴大。這8路中斷源共用INTR的中斷矢量，共用IN

9、TR的中斷效勞線程。在INTR的中斷效勞線程中通過對8259OCW3的查詢，以確定是IR0IR7中哪個產(chǎn)生中斷，然后轉到相應的效勞線程進展處理。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。(a)主程序 (b)中斷處理程序圖6-5 8259中斷應用實驗(1)參考程序流程圖圖6-6 8259 OCW3查詢命令字格式本實驗要*現(xiàn)8259控制器IR0、IR1兩路中斷。用KK1+和KK2+模擬兩個中斷源，在IR0對應的效勞程序中顯示字符0，在IR1對應的效勞程序中顯示字符1。實驗程序參考流程如圖6-7所示。參考實驗電路如圖6-8所示。實驗步驟如下：(1) 確認從PC機引出的兩根

10、扁平電纜已經(jīng)連接在實驗平臺上。(2) 首先運行CHECK程序，查看INTR中斷號及相關信息。(3) 參考實驗流程圖編寫程序，然后編譯。(4) 參考實驗接線圖連接實驗電路。(5) 運行程序，按動KK1+、KK2+按鍵，觀察中斷響應是否正常。(a)主程序 (b)中斷處理程序圖6-7 8259中斷應用實驗(2)參考程序流程圖圖6-8 8259中斷應用實驗(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)行中斷效勞程序之前，保存了哪些斷點？為什么？單一中斷應用實驗參考程序;*根據(jù)CHECK配置信息修改以下符號值*INTR_IVADD EQU _H ;INTR對應的中斷矢

11、量地址INTR_OCW1 EQU _H ;INTR對應PC機內部8259的OCW1地址INTR_OCW2 EQU _H ;INTR對應PC機內部8259的OCW2地址INTR_IM EQU _H ;INTR對應的中斷屏蔽字PCI_INTCSR EQU _H ;PCI卡中斷控制存放器地址STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP()STACK1 ENDSDATA SEGMENT CS_BAK DW ;保存INTR原中斷處理程序入口段地址的變量IP_BAK DW ;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址的變量IM_BAK DB ;保存INTR原中斷屏蔽字的變量DATA ENDS

12、CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV A*,DATA MOV DS,A* CLI MOV D*,PCI_INTCSR SUB D*,19H IN AL,D* MOV D*,PCI_INTCSR ;初始化PCI卡中斷控制存放器 MOV A*,1F00H ;向PCI_INTCSR中寫入003F1F00H OUT D*,A* ADD D*,2 MOV A*,003FH OUT D*,A* MOV A*,0000H ;替換INTR的中斷矢量 MOV ES,A* MOV DI,INTR_IVADD MOV A*,ES:DI MOV IP_BAK,A*

13、 ;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址 MOV A*,OFFSET MYISR MOV ES:DI,A* ;設置當前中斷處理程序入口偏移地址 ADD DI,2 MOV A*,ES:DI MOV CS_BAK,A* ;保存INTR原中斷處理程序入口段地址 MOV A*,SEG MYISR MOV ES:DI,A* ;設置當前中斷處理程序入口段地址 MOV D*,INTR_OCW1 ;設置中斷屏蔽存放器，翻開INTR的屏蔽位 IN AL,D* MOV IM_BAK,AL ;保存INTR原中斷屏蔽字 AND AL,INTR_IM OUT D*,AL STIWAIT1: MOV AH,1 ;判斷是

14、否有按鍵按下 INT 16H JZ WAIT1 ;無按鍵則跳回繼續(xù)等待，有則退出QUIT: CLI MOV D*,PCI_INTCSR ;恢復PCI卡中斷控制存放器 MOV A*,0000H OUT D*,A* MOV A*,0000H ;恢復INTR原中斷矢量 MOV ES,A* MOV DI,INTR_IVADD MOV A*,IP_BAK ;恢復INTR原中斷處理程序入口偏移地址 MOV ES:DI,A* ADD DI,2 MOV A*,CS_BAK ;恢復INTR原中斷處理程序入口段地址 MOV ES:DI,A* MOV D*,INTR_OCW1 ;恢復INTR原中斷屏蔽存放器的屏蔽字 MOV AL,IM_BAK OUT D*,AL STI MOV A*,4C00H ;返回到DOS INT 21HMYISR PROC NEAR ;中斷處理程序MYISR MOV AL,39H MOV AH,0EH INT 10H MOV AL,20H INT 1