中斷控制器及定時(shí)控制器

2023/9/21第10章中斷控制器、計(jì)數(shù)/定時(shí)控制器10.1中斷概述10.2可編程中斷控制器8259A10.3可編程計(jì)數(shù)/定時(shí)控制器825310.4DMA的概念習(xí)題2023/9/2210.1中斷概述10.1.1中斷的一般概念10.1.28086/8088的中斷方式10.1.3中斷優(yōu)先權(quán)管理返回2023/9/2310.1.1中斷的一般概念

中斷（Interrupt）

是一種使CPU中止正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去處理特殊事件的操作過(guò)程。它是微處理器與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換的一種方式。目的：解決CPU與外設(shè)之間速度不匹配的矛盾。（一）中斷控制方式的優(yōu)點(diǎn)（二）中斷源（三）中斷系統(tǒng)的功能（四）中斷服務(wù)程序與一般子程序調(diào)用的區(qū)別返回2023/9/24（一）中斷控制方式的優(yōu)點(diǎn)使CPU與外設(shè)并行工作實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理自動(dòng)地進(jìn)行故障處理返回2023/9/25（二）中斷源

引起中斷的事件，或提出中斷申請(qǐng)的來(lái)源，稱為中斷源。如：輸入/輸出設(shè)備中斷（如鍵盤(pán)、打印機(jī)）、過(guò)程控制產(chǎn)生的中斷（如程序調(diào)試）、電源故障中斷等。中斷源分為內(nèi)部中斷和外部中斷兩大類。內(nèi)部中斷（軟件中斷）：產(chǎn)生于處理器內(nèi)部，由專門的中斷指令引起。外部中斷（硬件中斷）：產(chǎn)生于處理器外部，由外部硬件引起。

返回2023/9/26（三）中斷系統(tǒng)的功能能實(shí)現(xiàn)中斷及正確地返回中斷前：保護(hù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)返回前：恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)和斷點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊(duì)和中斷嵌套

中斷優(yōu)先權(quán)：多個(gè)中斷源同時(shí)提出申請(qǐng)時(shí)，CPU響應(yīng)中斷的先后次序。中斷嵌套：CPU處理低級(jí)中斷源的中斷響應(yīng)時(shí)，能夠被高級(jí)中斷中止而轉(zhuǎn)去響應(yīng)高級(jí)中斷。能屏蔽某些中斷

由中斷允許觸發(fā)器決定是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求。8086/8088中，當(dāng)中斷標(biāo)志位IF=1時(shí)，才允許響應(yīng)可屏蔽中斷INTR。返回2023/9/27（四）中斷服務(wù)程序與一般子程序調(diào)用的區(qū)別

產(chǎn)生中斷的時(shí)間具有隨機(jī)性，何時(shí)執(zhí)行中斷服務(wù)程序是不確定的。在中斷方式中，CPU自動(dòng)完成對(duì)標(biāo)志寄存器FR的保護(hù)與恢復(fù)，無(wú)需PUSHF和POPF指令。中斷服務(wù)程序采用中斷返回指令I(lǐng)RET，而不是子程序返回指令RET，二者執(zhí)行的操作不同。中斷服務(wù)程序中總有一條開(kāi)中斷指令（該指令安排在IRET指令前，以便返回主程序后能再次響應(yīng)中斷；該指令若安排在中斷服務(wù)程序開(kāi)始的地方，則允許在中斷處理過(guò)程中響應(yīng)更高級(jí)的中斷源請(qǐng)求）。返回2023/9/2810.1.28086/8088的中斷方式

（一）8086/8088中斷分類（二）8086/8088中斷向量表（三）8086/8088中斷響應(yīng)過(guò)程

返回2023/9/29（一）8086/8088中斷分類8086/8088中斷系統(tǒng)可處理256種不同的中斷，其中斷源如圖10-1所示。這256種中斷分兩大類：硬件中斷（外部中斷）——由外部硬件引起的中斷。軟件中斷（內(nèi)部中斷）——由CPU執(zhí)行某些指令引起的，即由INT指令或CPU執(zhí)行程序時(shí)某些錯(cuò)誤引起的中斷。返回2023/9/210圖10-18086/8088中斷源返回中斷邏輯INTn指令單步TF=1除法錯(cuò)誤INTO指令非屏蔽中斷請(qǐng)求INTR2NMICPU014nIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR782510AINT可編程中斷控制器（PIC）系統(tǒng)定時(shí)器鍵盤(pán)彩色圖形接口保留（通信）串行通信接口保留（ALT打印機(jī)）軟盤(pán)保留（打印機(jī)）08090A0B0C0D0E0F圖10-18086/8088中斷源返回類型號(hào)2023/9/211（1）硬件中斷非屏蔽中斷NMI由引腳NMI（non-maskableinterrupt）引入，中斷類型號(hào)為2。NMI不受中斷允許標(biāo)志IF的屏蔽。當(dāng)NMI引腳上出現(xiàn)寬度大于2個(gè)時(shí)鐘周期的正脈沖時(shí)，CPU在執(zhí)行完當(dāng)前指令后就馬上響應(yīng)NMI中斷。一般用于處理系統(tǒng)的重大故障，如系統(tǒng)掉電等?？善帘沃袛郔NTR由引腳INTR（interrupt）引入，采用高電平觸發(fā)方式。INTR上的中斷請(qǐng)求可被IF屏蔽。只有當(dāng)IF=1時(shí)，CPU才能響應(yīng)INTR中斷。IF的狀態(tài)可由開(kāi)中斷指令STI和關(guān)中斷指令CLI來(lái)設(shè)置。注意：系統(tǒng)復(fù)位或響應(yīng)任一種中斷后，IF均被清零，必須在一定時(shí)候用STI來(lái)開(kāi)放中斷。8086/8088只有一條INTR輸入線。將INTR與中斷控制器8259A的INT相連，由8259A可擴(kuò)展多個(gè)外部中斷源。返回2023/9/212（2）軟件中斷軟件中斷通常由三種情況引起：①由指令I(lǐng)NT引起的中斷②由CPU某些錯(cuò)誤引起的中斷

③由DEBUG調(diào)試程序設(shè)置的中斷注：286以上微處理器常將軟件中斷稱為異常返回2023/9/213①由指令I(lǐng)NT引起的中斷CPU執(zhí)行一條INTn

指令后立即產(chǎn)生中斷。n為中斷類型號(hào)，可為00H～FFH中的某數(shù)。

返回2023/9/214②由CPU某些錯(cuò)誤引起的中斷除數(shù)為0中斷——類型0中斷。除法運(yùn)算中，若除數(shù)為0或商超過(guò)寄存器所能表達(dá)的范圍，則產(chǎn)生類型0中斷。沒(méi)有相應(yīng)的中斷指令。溢出中斷（INTO指令）——類型4中斷。當(dāng)溢出標(biāo)志OF=1時(shí)，CPU執(zhí)行INTO指令就會(huì)進(jìn)入溢出中斷處理程序，打印出錯(cuò)信息，并把控制權(quán)交給操作系統(tǒng)。若OF=0，INTO指令不起作用。因此，將INTO指令放在加、減法運(yùn)算指令后，可對(duì)OF的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)生溢出便給予出錯(cuò)報(bào)警。

返回2023/9/215③由DEBUG調(diào)試程序設(shè)置的中斷單步中斷——類型1中斷。在跟蹤標(biāo)志(TrapFlag)TF=1時(shí)，CPU在每條指令執(zhí)行后，自動(dòng)產(chǎn)生類型1中斷，顯示各寄存器和有關(guān)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容，以及下條要執(zhí)行的指令。TF由DEBUG程序修改。斷點(diǎn)中斷——類型3中斷。用DEBUG程序的G命令設(shè)置斷點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上是把一條斷點(diǎn)指令I(lǐng)NT3插入到斷點(diǎn)設(shè)置處。當(dāng)CPU執(zhí)行到斷點(diǎn)處，自動(dòng)進(jìn)入類型3的中斷服務(wù)程序，顯示相關(guān)寄存器和存儲(chǔ)器的內(nèi)容?？墒?xiě)為INT（單字節(jié)指令）。返回下一頁(yè)2023/9/216軟件中斷的特點(diǎn)及優(yōu)先級(jí)軟件中斷的特點(diǎn)：a.

中斷類型號(hào)由指令提供；b.

不受中斷允許標(biāo)志IF的影響；c.

在執(zhí)行軟件中斷時(shí)，如果有外部硬件中斷請(qǐng)求，CPU會(huì)在執(zhí)行完當(dāng)前指令后給予響應(yīng)（對(duì)于可屏蔽中斷請(qǐng)求，要求IF=1）。中斷源優(yōu)先權(quán)級(jí)別由高到低的順序?yàn)椋?/p>

除法錯(cuò)→INTn→INTO→NMI→INTR→單步

返回2023/9/217（二）8086/8088中斷向量表中斷向量是中斷服務(wù)程序的入口地址（段地址和偏移地址）。8086/8088系統(tǒng)在存儲(chǔ)器00000H～003FFH的1KB區(qū)域建立了一個(gè)中斷向量表，可存儲(chǔ)256個(gè)中斷向量（類型號(hào)00～FFH），每個(gè)向量占4個(gè)字節(jié)，低2個(gè)字節(jié)存放中斷入口地址的段內(nèi)偏移地址（IP），高2個(gè)字節(jié)存放中斷入口的段地址（CS），如圖10-2所示。中斷類型號(hào)由指令給定或由外設(shè)提供。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時(shí)，將中斷類型號(hào)n乘以4就得到中斷向量的存放地址，取4n和4n+1單元中的內(nèi)容裝入IP，取4n+2和4n+3單元中的內(nèi)容裝入CS，程序就轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理過(guò)程。見(jiàn)舉例。

返回下一頁(yè)2023/9/218（二）中斷向量表（續(xù)）在8086/8088中斷向量表中，前5個(gè)是專用中斷，用戶不能修改，除類型2外都是軟件中斷。類型05H～1FH是系統(tǒng)使用中斷，不允許用戶修改。其中類型08H～0FH對(duì)應(yīng)8259中斷控制器的8路可屏蔽中斷請(qǐng)求，類型10H～1AH為BIOS中斷，類型1DH～1FH指向三個(gè)專用數(shù)據(jù)表。類型20H～3FH為DOS中斷，用戶程序可調(diào)用，特別是類型21H中斷，稱為DOS系統(tǒng)功能調(diào)用，使用特別多。類型40H以后的中斷類型大都可由用戶安排。返回2023/9/219圖10-28086/8088中斷向量表返回2CSIPCSIPCSIPCSIPCSIPCSIPCSIP0000:0000H0000:0003H0000:0004H0000:0007H0000:0008H0000:000BH0000:000CH0000:000FH0000:0010H0000:0013H0000:0014H0000:007EH0000:007FH0000:03FFH除數(shù)為0的中斷單步中斷非屏蔽中斷斷點(diǎn)中斷溢出中斷類型0類型1類型2類型4類型3類型5類型31類型32類型255(十進(jìn)制)(十進(jìn)制)專用中斷（共5個(gè)）保留中斷（共27個(gè)）供用戶定義的中斷（共225個(gè)）返回12023/9/220舉例

執(zhí)行INT05H過(guò)程：取中斷類型號(hào)05H計(jì)算中斷向量地址05H*4=14H取中斷入口的偏移地址FF54H→IP，取段地址FF00H→CS程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序入口FF00H:FF54H返回0000：0014HFFH00HFFH54H0000：0015H0000：0016H0000：0017H2023/9/221（三）8086/8088中斷響應(yīng)過(guò)程8086/8088的中斷響應(yīng)過(guò)程分三大步：（1）響應(yīng)中斷，獲取中斷類型號(hào)（2）中斷服務(wù)，包括保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、保護(hù)斷點(diǎn)和斷點(diǎn)處理（3）中斷返回，包括恢復(fù)斷點(diǎn)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)在8086/8088各類中斷中，除了第一步不同類型中斷提供中斷類型號(hào)的方式不同之外，第二步、第三步的處理過(guò)程大體是相同的。返回2023/9/222（1）中斷類型號(hào)的獲取獲取方式有：可屏蔽中斷INTR——由外設(shè)（8259A）提供中斷類型號(hào)

8086/8088響應(yīng)INTR中斷要用兩個(gè)總線周期：第一個(gè)總線周期通知8259A，CPU準(zhǔn)備響應(yīng)中斷，要求準(zhǔn)備好中斷類型號(hào)；第二個(gè)總線周期中，被響應(yīng)外設(shè)的中斷類型號(hào)通過(guò)低8位數(shù)據(jù)總線送給CPU。CPU將類型號(hào)左移兩位，成為中斷向量的存放地址，存入暫存器。（參考圖10-1）非屏蔽中斷NMI——不經(jīng)過(guò)中斷響應(yīng)周期，自動(dòng)形成中斷類型號(hào)02H；專用軟件中斷——自動(dòng)形成中斷類型號(hào)。除法出錯(cuò)0，單步中斷1，斷點(diǎn)中斷3，溢出中斷4；中斷指令I(lǐng)NTn——由指令提供中斷類型號(hào)n。返回2023/9/223（2）中斷響應(yīng)取得中斷類型碼后的操作過(guò)程大體相同，順序?yàn)椋ㄒ?jiàn)圖10-3

）：①根據(jù)中斷類型碼計(jì)算中斷向量所在地址；②將標(biāo)志寄存器FR的內(nèi)容入棧，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；③復(fù)制TF的狀態(tài)，IF和TF標(biāo)志清0，以屏蔽外部其它中斷及防止單步運(yùn)行中斷服務(wù)程序；④將斷點(diǎn)地址CS和IP的內(nèi)容推入堆棧保護(hù)；⑤從中斷向量表讀取中斷向量送入CS和IP，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。以上各步驟是CPU自動(dòng)完成的。返回2023/9/224圖10-38086/8088中斷響應(yīng)流程圖返回是內(nèi)部中斷嗎？是非屏蔽中斷嗎？是可屏蔽中斷嗎？TF＝1嗎？執(zhí)行下一條指令結(jié)束當(dāng)前指令I(lǐng)F＝1嗎？取中斷類型碼標(biāo)志推入堆棧令TEMP＝TF清除IF和TFCS和IP推入堆棧進(jìn)入中斷處理程序TEMP＝1嗎？執(zhí)行中斷處理程序彈出IP和CS彈出標(biāo)志有NMI嗎？是是是是否否否否否是響應(yīng)中斷有無(wú)是否返回?cái)帱c(diǎn)2023/9/225（3）中斷處理和返回進(jìn)入中斷服務(wù)程序，完成以下內(nèi)容：⑥保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，將有關(guān)寄存器內(nèi)容推入堆棧保護(hù)。⑦開(kāi)中斷，用STI指令使IF=1（若允許中斷嵌套的話，否則應(yīng)將開(kāi)中斷放在中斷返回之前）。⑧對(duì)中斷源提出的中斷請(qǐng)求進(jìn)行處理。⑨恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，將保存在堆棧中的各寄存器原內(nèi)容彈回原寄存器。⑩執(zhí)行中斷返回IRET。完成兩個(gè)功能：一是將保存在堆棧中的斷點(diǎn)地址送回IP和CS，二是恢復(fù)標(biāo)志寄存器FR中的內(nèi)容（相當(dāng)于POPF），使CPU回到原程序繼續(xù)運(yùn)行。返回2023/9/22610.1.3中斷優(yōu)先權(quán)管理中斷優(yōu)先權(quán)（Priority）：多個(gè)中斷源同時(shí)提出申請(qǐng)時(shí)，CPU響應(yīng)中斷的優(yōu)先次序。中斷嵌套：CPU處理低級(jí)中斷源的中斷響應(yīng)時(shí)，能夠被高級(jí)中斷中止而轉(zhuǎn)去響應(yīng)高級(jí)中斷。（一）用軟件確定中斷優(yōu)先權(quán)（二）硬件確定中斷優(yōu)先權(quán)返回2023/9/227（一）用軟件確定中斷優(yōu)先權(quán)軟件查詢：由軟件查詢的先后次序決定中斷源的優(yōu)先權(quán)，先查詢的中斷源的優(yōu)先權(quán)高于后查詢的中斷源。結(jié)構(gòu)組成：圖10-4將8個(gè)外設(shè)的中斷請(qǐng)求信號(hào)相“或”后送到CPU的INTR端，同時(shí)把這8個(gè)外設(shè)的中斷請(qǐng)求寄存器組成一個(gè)端口，賦予端口地址20H。任一外設(shè)有中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)后進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行中斷優(yōu)先權(quán)查詢程序，讀入端口內(nèi)容，逐位查詢每位的狀態(tài)，查到哪位有中斷請(qǐng)求就轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。其流程圖見(jiàn)圖10-5。屏蔽法查詢與移位法查詢軟件查詢的優(yōu)、缺點(diǎn)返回2023/9/228圖10-4軟件查詢方式的接口電路返回INTR70電源故障磁盤(pán)磁帶顯示器紙帶輸入鍵盤(pán)輸入紙帶穿孔打印輸出端口地址20H2023/9/229圖10-5軟件查詢程序流程圖返回C申請(qǐng)服務(wù)?B申請(qǐng)服務(wù)?A申請(qǐng)服務(wù)?保留現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)外設(shè)C中斷服務(wù)程序外設(shè)B中斷服務(wù)程序外設(shè)A中斷服務(wù)程序NNNYYY2023/9/230屏蔽法查詢屏蔽法查詢：

INAL,20HTESTAL,80HJNEPWF;轉(zhuǎn)電源故障處理

TESTAL,40HJNEDISS;轉(zhuǎn)磁盤(pán)服務(wù)程序

TESTAL,20HJNEMT;轉(zhuǎn)磁帶服務(wù)程序

……返回2023/9/231移位法查詢

移位法查詢

INAL,20HSALAL,1;AL中的值算術(shù)左移1位

JCPWF;轉(zhuǎn)電源故障處理

SALAL,1JCDISS;轉(zhuǎn)磁盤(pán)服務(wù)程序

……返回2023/9/232軟件查詢法的優(yōu)、缺點(diǎn)

軟件查詢法的優(yōu)點(diǎn)：①優(yōu)先權(quán)次序由程序確定；②省硬件，不需要復(fù)雜電路缺點(diǎn)：CPU響應(yīng)中斷的速度慢，即由詢問(wèn)轉(zhuǎn)至相應(yīng)服務(wù)程序的入口需較長(zhǎng)時(shí)間。返回2023/9/233（二）硬件確定中斷優(yōu)先權(quán)（1）用編碼器和比較器組成的優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路（2）菊花鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路（3）專用的中斷控制器返回2023/9/234（1）用編碼器和比較器組成的優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路電路原理如圖10-6所示。優(yōu)先權(quán)編碼器對(duì)中斷輸入線進(jìn)行優(yōu)先權(quán)編碼。中斷源I0=1編碼為A2A1A0=000；中斷源I1=1編碼為A2A1A0=001，…，I7=1編碼為A2A1A0=111。111的優(yōu)先權(quán)最高。有多個(gè)中斷源提出請(qǐng)求時(shí)，編碼器輸出優(yōu)先權(quán)最高的編碼。優(yōu)先權(quán)寄存器存放當(dāng)前正在處理的中斷優(yōu)先權(quán)編碼B2B1B0。當(dāng)前沒(méi)有中斷處理時(shí)，“優(yōu)先權(quán)失效”＝1，這時(shí)任一中斷請(qǐng)求，都可通過(guò)與門2送到CPU的INTR端。如果CPU當(dāng)前正在處理中斷的話，則“優(yōu)先權(quán)失效”=0，與門2被封鎖，中斷請(qǐng)求能否經(jīng)過(guò)與門1受比較器輸出信號(hào)的控制。若提出請(qǐng)求的中斷源的優(yōu)先權(quán)編碼高于正在處理的中斷源，即A>B，則比較器輸出“1”，與門1開(kāi)通，中斷請(qǐng)求經(jīng)與門1送CPU；否則比較器輸出“0”，該中斷被封鎖，直至當(dāng)前中斷處理完畢才通過(guò)與門2送至CPU。中斷類型號(hào)由A2A1A0提供。返回2023/9/235圖10-6編碼器和比較器的優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路返回優(yōu)先權(quán)寄存器8到3優(yōu)先權(quán)編碼器CPU數(shù)據(jù)總線A>B比較器A2A1A0B2B1B0中斷輸入21去CPUINTR優(yōu)先權(quán)失效2023/9/236（2）菊花鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路菊花鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路如圖10-7所示。中斷請(qǐng)求Ii通過(guò)或門送入CPU的INTR端。CPU響應(yīng)后輸出INTA。若中斷源I1提出請(qǐng)求，則與門A1被打開(kāi)，緩沖器A被選通，該中斷類型號(hào)被送入CPU，轉(zhuǎn)入該中斷服務(wù)程序。I1輸入與門A1的同時(shí)，也輸入與門A2，使A2輸出低電平，將A級(jí)以下的各中斷請(qǐng)求Ii都屏蔽掉。在菊花鏈優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路中，排在最前面的中斷請(qǐng)求優(yōu)先權(quán)最高，即I1>I2>I3……。若前級(jí)有中斷請(qǐng)求，則屏蔽本級(jí)和以下各級(jí)的中斷請(qǐng)求；若本級(jí)有中斷請(qǐng)求，則屏蔽以下各級(jí)的中斷請(qǐng)求。返回2023/9/237圖10-7菊花鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路返回緩沖器A緩沖器B緩沖器CA1A2C2C1B2B1INTACPU

DB中斷矢量中斷矢量中斷矢量INTR2023/9/238（3）專用的中斷控制器

微機(jī)系統(tǒng)中，常采用專門的中斷控制器進(jìn)行中斷優(yōu)先權(quán)管理，如Intel公司的8259A，通過(guò)它對(duì)外設(shè)接口的中斷請(qǐng)求進(jìn)行管理。返回2023/9/23910.2可編程中斷控制器8259A

10.2.1

8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

10.2.28259A的引腳

10.2.38259A的工作方式

10.2.48259A的命令字

10.2.58259A的級(jí)聯(lián)使用返回小結(jié)2023/9/24010.2.18259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10-8所示，包括八部分：（1）中斷請(qǐng)求寄存器IRR（InterruptRequestRegister）：保存中斷請(qǐng)求信號(hào)IR0～

IR7；（2）中斷屏蔽寄存器IMR(InterruptMaskRegister)：對(duì)IRR中相應(yīng)的中斷源進(jìn)行屏蔽（置“1”）；（3）中斷服務(wù)寄存器ISR（InterruptServiceRegister）：記錄正在處理的中斷請(qǐng)求，相應(yīng)的ISR位置“1”；（4）優(yōu)先權(quán)判別器PR（PriorityResolver）：判別保存在IRR中的中斷請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)，將優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求在中斷響應(yīng)周期送至ISR寄存器。多重中斷時(shí)，由PR判定是否允許IRR中的中斷請(qǐng)求打斷正在處理的ISR中保存的中斷；返回下一頁(yè)2023/9/241圖10-88259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫(xiě)控制電路級(jí)聯(lián)緩沖器/比較器D7~D0CAS0CAS1CAS2A0RDWR控制電路中斷服務(wù)寄存器（ISR）優(yōu)先權(quán)判別器（PR）中斷請(qǐng)求寄存器（IRR）INTINTA中斷屏蔽寄存器（IMR）IR7…CSSP/ENIR6IR1IR0返回2023/9/24210.2.18259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（續(xù)）（5）數(shù)據(jù)總線緩沖器：雙向8位三態(tài)緩沖器，構(gòu)成8259A與系統(tǒng)總線之間的數(shù)據(jù)接口；（6）讀/寫(xiě)控制電路：控制狀態(tài)信息的讀出和控制命令的寫(xiě)入；（7）級(jí)聯(lián)緩沖器/比較器：用于多片8259A的連接，最多可級(jí)聯(lián)8塊8259A，將中斷源由8級(jí)擴(kuò)展到64級(jí)；（8）控制電路：控制8259A芯片內(nèi)部部件運(yùn)行。返回2023/9/24310.2.28259A的引腳8259A的引腳如圖10-9所示，它有28個(gè)引腳。CAS2～CAS0為級(jí)聯(lián)信號(hào)線。在多片8259A級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中，主片8259A的CAS2～CAS0為輸出線，從片的CAS2～CAS0為輸入線。與SP/EN配合使用。SP/EN為級(jí)聯(lián)/緩沖允許信號(hào)線。當(dāng)8259A工作于非緩沖方式時(shí)，SP作為輸入，用來(lái)決定本片8259A是主片還是從片，SP=1時(shí)為主片，SP=0時(shí)為從片。當(dāng)8259A采用緩沖方式時(shí)，EN引腳作為輸出，與數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)緩沖器OE相連，控制數(shù)據(jù)傳輸方向。返回2023/9/244圖10-98259A的引腳圖11011121314567892342819181716152423222120272625D7~D0數(shù)據(jù)總線RD讀輸入WR寫(xiě)輸入A0端口選擇信號(hào)CS選片CAS2~CAS0級(jí)聯(lián)信號(hào)線SP/EN級(jí)聯(lián)/緩沖允許線INT中斷輸出INTA中斷響應(yīng)輸入IR0~IR7中斷請(qǐng)求輸入引腳名CAS2SP/ENINTIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7INTAA0VccD0D1D2D3D4D5D6D7RDWRCS地CAS0CAS1返回2023/9/24510.2.38259A的工作方式（一）

優(yōu)先級(jí)設(shè)置方式（二）中斷結(jié)束（EOI）處理方式（三）中斷屏蔽方式（四）中斷請(qǐng)求引入方式（五）8259A與系統(tǒng)總線的連接方式

返回2023/9/246（一）優(yōu)先級(jí)設(shè)置方式（1）

全嵌套方式（2）

特殊全嵌套方式（3）

優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)方式（4）

優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式

返回2023/9/247（1）全嵌套方式

全嵌套方式是8259A的默認(rèn)方式，也是最常用的工作方式。此方式中，中斷優(yōu)先級(jí)是固定的，IR0優(yōu)先級(jí)最高，IR7優(yōu)先級(jí)最低，即IR0＞IR1

＞IR2

＞IR3

＞IR4

＞IR5

＞IR6

＞

IR7

可實(shí)現(xiàn)中斷嵌套：只允許高一級(jí)中斷進(jìn)入嵌套，不允許同級(jí)和低級(jí)中斷進(jìn)入嵌套。CPU響應(yīng)中斷時(shí)，中斷服務(wù)寄存器ISR中的相應(yīng)位保持為“1”。返回2023/9/248（2）特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式只屏蔽低級(jí)中斷，允許同級(jí)和高級(jí)中斷進(jìn)入嵌套。優(yōu)先級(jí)次序仍是IR0＞IR1

＞IR2

＞IR3

＞IR4

＞IR5

＞IR6

＞IR7該方式用于8259A級(jí)聯(lián)，主片8259A設(shè)置為此方式，從片處于其他工作方式。同一個(gè)從片上不同優(yōu)先級(jí)的8個(gè)中斷源對(duì)于主片來(lái)講卻是同一級(jí)別。所以主片的特殊全嵌套方式，使得CPU除能響應(yīng)主片的高一級(jí)中斷外，還能響應(yīng)對(duì)于主片是同一級(jí)、對(duì)于從片是更高一級(jí)的中斷。返回2023/9/249（3）優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)方式

優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)方式中，中斷源的優(yōu)先級(jí)是變化的。初始優(yōu)先級(jí)次序規(guī)定為IR0、IR1、…、IR7，當(dāng)一個(gè)外設(shè)得到中斷服務(wù)后，它的優(yōu)先級(jí)自動(dòng)降為最低，其后一級(jí)中斷升為最高級(jí)。例如IR4申請(qǐng)中斷，處理完IR4中斷后，IR5變?yōu)樽罡呒?jí)，IR4降為最低優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)隊(duì)列自動(dòng)循環(huán)成IR5、IR6、IR7、IR0、…、IR4。此方式適用于多個(gè)中斷源優(yōu)先級(jí)相等的場(chǎng)合。返回2023/9/250（4）優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式與優(yōu)先自動(dòng)循環(huán)方式只有一點(diǎn)不同，即初始的最低優(yōu)先級(jí)由用戶編程確定，從而優(yōu)先級(jí)次序及最高優(yōu)先級(jí)也就確定了。例如，編程（OCW2）確定IR5為最低優(yōu)先級(jí)，則優(yōu)先級(jí)次序?yàn)镮R6、IR7、IR0、IR1、…、IR5。返回2023/9/251（二）中斷結(jié)束（EOI）處理方式中斷結(jié)束（EOI）處理就是對(duì)中斷服務(wù)寄存器ISR中對(duì)應(yīng)位的處理。當(dāng)某中斷被CPU響應(yīng)后，8259A使ISR的對(duì)應(yīng)位置“1”，中斷處理結(jié)束時(shí)，必須將ISR中對(duì)應(yīng)位清“0”，以便再次接受同級(jí)別的中斷。8259A有三種中斷結(jié)束（EOI）處理方式：（1）普通EOI方式（2）特殊EOI方式（3）自動(dòng)EOI方式（AEOI）

返回2023/9/252（1）普通EOI方式該方式適合于全嵌套工作方式。中斷服務(wù)程序結(jié)束返回上一級(jí)程序前，CPU發(fā)一個(gè)EOI命令，使8259A自動(dòng)將ISR寄存器中級(jí)別最高的置“1”位清“0”（即結(jié)束了當(dāng)前正在處理的中斷）。普通EOI方式的設(shè)置是使OCW2中的EOI位為1，即OCW2中的R、SL、EOI＝001。在優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式中，普通EOI循環(huán)方式的設(shè)置通過(guò)使OCW2中的R、SL、EOI=101來(lái)實(shí)現(xiàn)，它使8259A將ISR寄存器中級(jí)別最高的置“1”位清“0”的同時(shí)，賦予該位最低優(yōu)先級(jí)，將最高優(yōu)先級(jí)賦給原來(lái)比它低一級(jí)的中斷請(qǐng)求，其它中斷源的優(yōu)先級(jí)依次遞增。返回2023/9/253（2）特殊EOI方式在非嵌套方式中，中斷服務(wù)程序無(wú)法確定哪一級(jí)中斷為最后響應(yīng)和處理的，這就要采用特殊EOI方式，即由中斷結(jié)束命令指明8259A的中斷服務(wù)寄存器ISR中的哪一位被清“0”。特殊EOI方式的設(shè)置通過(guò)使OCW2中的R、SL、EOI=011來(lái)實(shí)現(xiàn)，而OCW2中的L2、L1、L0指明了ISR中對(duì)應(yīng)的清“0”位。在優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式中，特殊EOI循環(huán)方式的設(shè)置通過(guò)使OCW2中的R、SL、EOI=111來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)OCW2中的L2、L1、L0指明了清“0”和降為最低優(yōu)先級(jí)的中斷源，原來(lái)比它低一級(jí)的中斷請(qǐng)求則升為最高優(yōu)先級(jí)，其它中斷源的優(yōu)先級(jí)依次遞增。返回2023/9/254（3）自動(dòng)EOI方式（AEOI）自動(dòng)EOI方式：在CPU進(jìn)入中斷響應(yīng)周期，發(fā)第二個(gè)INTA脈沖后，8259A自動(dòng)將ISR中的對(duì)應(yīng)位清“0”。中斷結(jié)束時(shí)，不再向8259A送回任何信息。在CPU處理中斷期間，ISR中沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)志，有可能出現(xiàn)低級(jí)中斷打斷高級(jí)中斷，產(chǎn)生重復(fù)嵌套，嵌套深度無(wú)法控制。用于沒(méi)有多級(jí)中斷嵌套的場(chǎng)合。在優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式中，8259A自動(dòng)將ISR中相應(yīng)位清“0”的同時(shí)，并按循環(huán)方式改變中斷的優(yōu)先級(jí)別。在8259A級(jí)聯(lián)方式下，不用AEOI方式，而用非自動(dòng)EOI方式。中斷處理結(jié)束時(shí)發(fā)兩次中斷結(jié)束命令，一個(gè)送主片，另一個(gè)送從片，將主、從8259A中的ISR相應(yīng)位均清“0”。返回2023/9/255（三）中斷屏蔽方式CPU用CLI指令將IF清零后，將禁止所有可屏蔽中斷，CPU自身無(wú)法做到有選擇地屏蔽某一級(jí)或幾級(jí)中斷。8259A通過(guò)中斷屏蔽寄存器IMR可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。（1）普通屏蔽方式：8259A的IMR的每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷請(qǐng)求輸入，可以通過(guò)設(shè)置操作命令字OCW1使IMR中某一位或某幾位置“1”，從而屏蔽對(duì)應(yīng)的某一級(jí)或某幾級(jí)中斷。（2）特殊屏蔽方式：只屏蔽同級(jí)中斷請(qǐng)求，而允許高級(jí)中斷或低級(jí)中斷進(jìn)入系統(tǒng)的方式。利用操作命令字OCW3設(shè)置該方式。該方式設(shè)置后，對(duì)8259A的中斷屏蔽寄存器IMR的某位置“1”使本級(jí)中斷被屏蔽時(shí)，會(huì)同時(shí)使當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器ISR中的相應(yīng)位自動(dòng)清零。這樣就不僅屏蔽了本級(jí)中斷，而且開(kāi)放了較低級(jí)中斷。這種方式常用于動(dòng)態(tài)地改變系統(tǒng)中斷優(yōu)先級(jí)的場(chǎng)合。返回2023/9/256（四）中斷請(qǐng)求引入方式

中斷請(qǐng)求引入有三種方式：（1）

電平觸發(fā)方式（2）邊沿觸發(fā)方式（3）中斷查詢方式返回2023/9/257（1）電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式：8259A把中斷請(qǐng)求輸入端IRi出現(xiàn)的高電平作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。需要注意的是，當(dāng)中斷請(qǐng)求被響應(yīng)后，輸入端必須及時(shí)撤銷高電平，否則在CPU進(jìn)入中斷處理過(guò)程，并且開(kāi)中斷的情況下，原輸入端的高電平會(huì)引起第二次中斷的錯(cuò)誤。8259A通過(guò)初始化命令字ICW1中的LTIM位設(shè)置，LTIM=1為高電平觸發(fā)方式。返回2023/9/258（2）邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式：8259A將中斷請(qǐng)求輸入端IRi出現(xiàn)的上升沿作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，該信號(hào)可以一直保持高電平。8259A通過(guò)初始化命令字ICW1中的LTIM位設(shè)置，LTIM=0為邊沿觸發(fā)方式。返回2023/9/259（3）中斷查詢方式中斷查詢方式一般用于多于64級(jí)中斷的場(chǎng)合，或者用于CPU內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器復(fù)位、中斷輸入信號(hào)不起作用的場(chǎng)合。在中斷查詢方式下，外設(shè)通過(guò)IRi向8259A發(fā)中斷請(qǐng)求。但8259A不通過(guò)INT端向CPU發(fā)中斷申請(qǐng)信號(hào)，而是靠CPU執(zhí)行查詢命令來(lái)確定中斷源。中斷查詢方式既有中斷的特點(diǎn)，又有查詢的特點(diǎn)。查詢命令通過(guò)8259A的操作命令字OCW3實(shí)現(xiàn)。8259A接到命令后，將ISR中有中斷請(qǐng)求的對(duì)應(yīng)位置“1”，并把查詢字送到數(shù)據(jù)總線上。中斷查詢字格式如圖10-10所示。返回2023/9/260圖10-10中斷查詢字格式D7D6D2D1D0D5D4D3L2L1L0IR1：有中斷請(qǐng)求0：無(wú)中斷請(qǐng)求返回當(dāng)前中斷請(qǐng)求的最高優(yōu)先級(jí)編碼2023/9/261（五）8259A與系統(tǒng)總線的連接方式（1）非緩沖方式：當(dāng)系統(tǒng)只有單片8259A或少量幾片8259A級(jí)聯(lián)時(shí)，將8259A的D7～D0直接與數(shù)據(jù)總線相連。8259A的SP/EN引腳作為輸入，在單片8259A系統(tǒng)中，SP/EN端必須接高電平；在多片系統(tǒng)中，主片8259A的SP/EN端接高電平，從片的SP/EN端接低電平。（2）緩沖方式：在多片8259A級(jí)聯(lián)的大系統(tǒng)中，8259A通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)器與數(shù)據(jù)總線相連。8259A的SP/EN引腳作為輸出，與總線驅(qū)動(dòng)緩沖器的允許端OE相連，控制數(shù)據(jù)傳輸方向。返回2023/9/26210.2.48259A的命令字8259A編程有兩類命令字：

①初始化命令字ICW（InitializationCommandWord），用于系統(tǒng)初始化設(shè)置，只設(shè)置一次。

②操作命令字OCW（OperationCommandWord），定義8259A的操作方式，允許多次設(shè)置，以動(dòng)態(tài)地改變8259A的操作與控制方式。CPU對(duì)8259A的寫(xiě)入和讀出，由CS、A0、RD和WR等信號(hào)的組合來(lái)控制，見(jiàn)表9-1。返回下一頁(yè)2023/9/263表10-18259A的讀/寫(xiě)操作A0100IRR,ISR或中斷級(jí)別數(shù)據(jù)總線（注1）IMR數(shù)據(jù)總線001數(shù)據(jù)總線OCW2數(shù)據(jù)總線OCW3數(shù)據(jù)總線ICW1數(shù)據(jù)總線OCW1,ICW2,ICW3,ICW4(注2)D4D3RDWRCS輸入操作（讀）輸出操作（寫(xiě)）斷開(kāi)功能000000000000111111111110000XXXXXXXXXXX數(shù)據(jù)總線——3態(tài)（無(wú)操作）數(shù)據(jù)總線——3態(tài)（無(wú)操作）注1：IRR、ISR或中斷級(jí)別的選擇，取決于在讀操作前所寫(xiě)入的OCW3的內(nèi)容

2：由片上的順序邏輯隊(duì)列，使這些命令字按適當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)懭?。返?023/9/26410.2.48259A的命令字（續(xù)）8259A包含兩個(gè)端口地址：偶地址A0=0，奇地址A0=1，高位地址由片選信號(hào)CS等確定。ICW在系統(tǒng)開(kāi)機(jī)初始化時(shí)按順序填寫(xiě)。ICW1寫(xiě)入偶地址端口，其余寫(xiě)入奇地址端口。OCW沒(méi)有寫(xiě)入順序要求。OCW1寫(xiě)入奇地址端口，其余寫(xiě)入偶地址端口。（一）

初始化命令字ICW（二）

操作命令字OCW

返回2023/9/265（一）初始化命令字ICW

初始化命令字ICW（InitializationCommandWord）又稱預(yù)置命令字，只在初始化時(shí)設(shè)置一次。四個(gè)初始化命令字ICW1～I(xiàn)CW4不是任何情況下都需要設(shè)置，根據(jù)實(shí)際使用情況確定，設(shè)置流程如圖10-11所示。（1）

芯片控制初始化命令字ICW1

（2）中斷類型初始化命令字ICW2（3）主/從片初始化命令字

ICW3（4）

方式控制初始化命令字ICW4返回ICW編程舉例2023/9/266圖10-118259A預(yù)置命令字設(shè)置流程圖ICW1ICW2ICW3ICW4可中斷返回A00A7A6A51LTIMADISNGLIC4A15/T7A14/T6A13/T5A12/T4A11/T3A10A9A8TRUE11S7S6S5S4S3FALSES2/ID2S1/ID1S0/ID01000SFNMBUFM/SAEOIμPMD7D6D5D4D3D2D1D0SNGL=“1”IC4=“1”ADIA5~A158085A時(shí)使用T3~T78086時(shí)使用S0~S7主控制器時(shí)使用ID0~ID2從控制器時(shí)使用TRUEFALSE8253例2023/9/267（1）芯片控制初始化命令字ICW101A5A6A7LTIMADISNGLIC4A0764532108086/8088系統(tǒng)中不用標(biāo)志位1：需要設(shè)置ICW40：不需設(shè)置ICW41:單級(jí)使用0:級(jí)聯(lián)使用1:調(diào)用地址間隔為40:調(diào)用地址間隔為8（8086/8088不用）1:電平觸發(fā)0:邊沿觸發(fā)返回圖10-12ICW1格式下一頁(yè)8253例2023/9/268（1）芯片控制初始化命令字ICW1（續(xù)）A0：ICW1寫(xiě)入偶端口地址（A0=0）；D4：D4=1和A0=0是ICW1的標(biāo)志；D3(LTIM)：定義中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式，LTIM=0表示邊沿觸發(fā)，LTIM=1表示高電平觸發(fā)；D2(ADI)：對(duì)8086/8088系統(tǒng)無(wú)效；D1(SNGL)：?jiǎn)纹?多片指示。SNGL=1表示單片8259A使用，SNGL=0表示多片8259A級(jí)聯(lián)使用。D0(IC4)：指示是否需要設(shè)置ICW4。在8086/8088系統(tǒng)中IC4必須設(shè)定為1。返回2023/9/269（2）中斷類型初始化命令字ICW2ICW2緊跟在ICW1之后，端口地址為奇地址（A0=1）。用于設(shè)置中斷類型碼的高5位，而低3位取決于引入中斷的引腳IR0～I(xiàn)R7。例：在PC/XT機(jī)中T7～T3=00001，所以8個(gè)中斷IR0～I(xiàn)R7對(duì)應(yīng)的中斷類型碼為08H～0FH。返回1T7T3T4T6T5765430A0中斷類型碼的高5位圖10-13ICW2格式8253例2023/9/270（3）主/從片初始化命令字ICW31S7S6S5S4S3S2S1S076543210A0Si=0:表示IRi端上未接8259A從片1:表示IRi端上接有8259A從片(a)(b)1A0ID0ID1ID2210從8259A的識(shí)別地址圖10-14ICW3格式主8259A從8259A返回下一頁(yè)2023/9/271（3）主/從片初始化命令字ICW3（續(xù)）ICW3只在級(jí)聯(lián)（ICW1的SNGL=0）時(shí)才設(shè)置。必須寫(xiě)入奇地址端口（A0=1）；主片8259A的ICW3中，Si=1表示對(duì)應(yīng)引腳IRi上接有8259A從片；從片8259A的ICW3中，ID2～I(xiàn)D0表明該從片接在主片的哪個(gè)IR引腳上。例如某從片8259A的ID2～I(xiàn)D0=100，則表明該從片接在主片的IR4引腳上。返回2023/9/272（4）方式控制初始化命令字ICW4

1000BUFM/SAEOI

PMA0764532101：8086/8088配置0：8080/8085配置1：自動(dòng)EOI方式0：非自動(dòng)EOI方式1：特殊完全嵌套方式(級(jí)聯(lián),主片)0：非特殊完全嵌套方式SFNM非緩沖方式0x緩沖方式從8259A10主8259A11返回圖10-15ICW4格式OCW2下一頁(yè)8253例2023/9/273（4）方式控制初始化命令字ICW4（續(xù)）ICW4在ICW1中的IC4=1才需要設(shè)置，8086/8088必須有。A0=1：ICW4必須寫(xiě)入奇地址端口。D0(μPM)：指定CPU類型。μPM=0表示與8080/8085系統(tǒng)配合；μPM=1表示與8086/8088系統(tǒng)配合。D1(AEOI)：設(shè)置中斷結(jié)束方式。AEOI=1表示采用自動(dòng)中斷結(jié)束方式，即CPU響應(yīng)中斷進(jìn)入中斷過(guò)程時(shí)，8259A自動(dòng)清除ISR中的對(duì)應(yīng)位；AEOI=0表示采用非自動(dòng)EOI方式，即CPU必須發(fā)中斷結(jié)束命令，8259A才清除ISR中的標(biāo)志位。返回下一頁(yè)2023/9/274（4）方式控制初始化命令字ICW4（續(xù)）D2(M/S)：主/從片選擇位，緩沖方式（BUF=1）下，M/S=1表示本片為主8259A，M/S=0表示本片為從8259A。BUF=0時(shí)M/S不起作用。D3(BUF)：表示8259A是否采用緩沖方式。BUF=1表采用緩沖方式，EN輸出有效，EN=0允許緩沖器輸出，EN=1允許緩沖器輸入；BUF=0表示采用非緩沖方式，SP輸入有效，SP=1表主片，SP=0表從片。BUF、M/S和SP/EN的關(guān)系見(jiàn)表9-2。D4(SFNM)：表示嵌套方式，為1時(shí)表示特殊全嵌套方式（允許響應(yīng)同級(jí)中斷）；為0時(shí)表示一般全嵌套方式。單級(jí)時(shí)設(shè)定D4=0。返回2023/9/275表10-2BUF、M/S和SP/EN的關(guān)系BUF位M/S位SP/EN端非緩沖方式緩沖方式主8259A從8259A1001無(wú)意義SP有效（輸入信號(hào)）EN有效（輸出信號(hào)）SP=1SP=0EN=1EN=0主8259A從8259ACPU8259A8259ACPU返回2023/9/276ICW編程舉例例：當(dāng)8086系統(tǒng)中采用單級(jí)8259A，其端口地址為20H和21H，對(duì)8259A進(jìn)行初始化編程。

MOVAL,13H;初始化ICW1OUT20H,AL;邊沿觸發(fā)，單級(jí)使用，需要ICW4

MOVAL,18H;初始化ICW2OUT21H,AL;中斷類型碼高5位為00011BMOVAL,01H;初始化ICW4OUT21H,AL;全嵌套、非緩沖、非AEOI、8086式ICW2確定的中斷類型碼為18H～1FH。返回2023/9/277（二）操作命令字OCW8259A經(jīng)ICW初始化后，進(jìn)入工作狀態(tài)，可通過(guò)OCW（OperationCommandWord）使它按不同的方式工作。8259A三個(gè)操作命令字OCW1～OCW3可獨(dú)立使用，寫(xiě)入次序不限。OCW1須寫(xiě)入奇地址端口，OCW2、OCW3寫(xiě)入偶地址端口。（1）中斷屏蔽命令字OCW1（2）中斷結(jié)束方式命令字OCW2（3）特殊屏蔽和查詢方式命令字OCW3返回2023/9/278（1）中斷屏蔽命令字OCW1

OCW1用于向中斷屏蔽寄存器IMR寫(xiě)入屏蔽信息M7～M0對(duì)應(yīng)IR7～I(xiàn)R0，Mi=1表示對(duì)應(yīng)的IRi被屏蔽，禁止它產(chǎn)生中斷輸出INT；反之則允許對(duì)應(yīng)的IRi產(chǎn)生中斷信號(hào)。返回1M7M6M5M4M3M2M1M070A0Mi=1：屏蔽由IRi引入的中斷請(qǐng)求0：允許IRi端中斷請(qǐng)求進(jìn)入圖10-16OCW1格式8253例2023/9/279（2）中斷結(jié)束方式命令字OCW200EOISLRA0764532100L0L1L2D4D3=00是OCW2的標(biāo)志位001普通EOI方式101普通EOI循環(huán)方式000取消自動(dòng)EOI循環(huán)方式110置位優(yōu)先權(quán)命令010無(wú)效100設(shè)置自動(dòng)EOI循環(huán)方式011特殊EOI方式111特殊EOI循環(huán)方式000IR0100IR4101IR5110IR6111IR7010IR2011IR3001IR1圖10-17OCW2的格式返回下一頁(yè)2023/9/280（2）中斷結(jié)束方式命令字OCW2（續(xù)）OCW2設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式。A0=0、D4D3=00為OCW2的標(biāo)志位。D7(Rotate)：優(yōu)先級(jí)循環(huán)標(biāo)志。R=0為固定優(yōu)先級(jí)；D6(SpecificLevel)：指明L2L1L0是否有效。SL=1時(shí)，L2L1L0有效。D5(EndOfInterrupt)：中斷結(jié)束命令位。在非自動(dòng)EOI方式（見(jiàn)ICW4）下，EOI=1表示中斷結(jié)束命令，使ISR中相應(yīng)位清0；EOI=0則不起作用。對(duì)于非AEOI方式，中斷結(jié)束前必須發(fā)OCW2命令字，以給出EOI標(biāo)志。D2D1D0(L2L1L0)：當(dāng)SL=1時(shí)，L2L1L0指定操作的中斷源IRi。L2L1L0為000、001、…、111分別對(duì)應(yīng)于IR0～I(xiàn)R7。返回下一頁(yè)2023/9/281（2）中斷結(jié)束方式命令字OCW2（續(xù)）

R、SL、EOI組合產(chǎn)生8種功能：001—普通EOI方式，中斷處理結(jié)束時(shí)，將ISR寄存器中當(dāng)前級(jí)別最高的置“1”位清“0”，適于全嵌套中斷方式。011—特殊EOI方式，中斷處理結(jié)束時(shí)，由L2L1L0指定清除ISR中的哪一位，適用于非全嵌套中斷方式。101—普通EOI循環(huán)方式，中斷處理結(jié)束時(shí)，將ISR寄存器中當(dāng)前級(jí)別最高的置“1”位清“0”并賦予最低優(yōu)先級(jí)，最高優(yōu)先級(jí)賦給它的下一級(jí)，其它中斷優(yōu)先級(jí)依次循環(huán)改變。111—特殊EOI循環(huán)方式，中斷處理結(jié)束時(shí)，由L2L1L0指定清除ISR中的哪一位，并賦予最低優(yōu)先級(jí)，最高優(yōu)先級(jí)賦給它的下一級(jí)，其它中斷優(yōu)先級(jí)依次循環(huán)改變。下一頁(yè)返回2023/9/282（2）中斷結(jié)束方式命令字OCW2（續(xù)）100—設(shè)置自動(dòng)EOI循環(huán)方式，在CPU進(jìn)入中斷響應(yīng)發(fā)第二個(gè)INTA脈沖后，8259A自動(dòng)將ISR中正在服務(wù)的對(duì)應(yīng)位清“0”，并賦予最低優(yōu)先級(jí)，最高優(yōu)先級(jí)賦給它的下一級(jí)，其它優(yōu)先級(jí)依次循環(huán)改變。000—取消自動(dòng)EOI循環(huán)方式。110—設(shè)置優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式，由L2L1L0指定最低優(yōu)先級(jí)中斷，其它中斷優(yōu)先級(jí)依次循環(huán)排列。010—無(wú)意義返回2023/9/283（3）特殊屏蔽和查詢方式命令字OCW30A00SMMESMM1RRPRIS6453210標(biāo)志位0X:無(wú)效10:下次RD有效，讀IRR11:下次RD有效，讀ISR1:查詢8259A狀態(tài)0:不查詢0X:無(wú)效11:特殊屏蔽方式置位10:特殊屏蔽方式復(fù)位圖10-18OCW3

格式返回下一頁(yè)7舉例2023/9/284（3）特殊屏蔽和查詢方式命令字OCW3（續(xù)）OCW3用來(lái)管理特殊屏蔽方式，設(shè)置中斷查詢方式，設(shè)置8259A寄存器的讀出命令。A0=0，D4D3=01：OCW3的標(biāo)志位。D6(ESMM)：特殊屏蔽方式允許位。D5(SMM)：特殊屏蔽方式位。只有當(dāng)ESMM=1時(shí)，才允許SMM位起作用。SMM=1，選擇特殊屏蔽方式，即只屏蔽本級(jí)中斷請(qǐng)求，允許高級(jí)或低級(jí)中斷進(jìn)入系統(tǒng)。SMM=0，取消特殊屏蔽方式。返回下一頁(yè)2023/9/285（3）特殊屏蔽和查詢方式命令字OCW3（續(xù)）D2(P)：查詢方式位。P=1將8259A置于中斷查詢方式，8259A不向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)，而是CPU靠發(fā)送查詢命令，讀取查詢字（圖10-19）來(lái)獲得外部設(shè)備的中斷請(qǐng)求信息。返回下一頁(yè)IR76453210L0L1L2給出當(dāng)前中斷請(qǐng)求的最高優(yōu)先級(jí)0:無(wú)中斷請(qǐng)求1:有中斷請(qǐng)求0A0圖10-198259A中斷狀態(tài)字格式2023/9/286（3）特殊屏蔽和查詢方式命令字OCW3（續(xù)）D1(RR)：讀寄存器命令。RR=1允許讀IRR或ISR寄存器，RR=0禁止讀取。D0(RIS)：讀IRR或ISR的選擇位。RIS=1允許讀ISR寄存器；RIS=0允許讀IRR寄存器。注：A0、P、RR、RIS組合成8259A的讀取命令：

A0PRRRIS讀取內(nèi)容

01xx中斷查詢命令

0010讀IRR命令

0011讀ISR命令

1xxx讀IMR狀態(tài)返回舉例2023/9/287讀8259A狀態(tài)舉例IMR的讀取：

INAL,21HIRR的讀?。?/p>

MOVAL,00001010BOUT20H,ALINAL,20HISR的讀取：

MOVAL,00001011BOUT20H,ALINAL,20H返回2023/9/28810.2.58259A的級(jí)聯(lián)使用一片8259A芯片只能管理8級(jí)中斷，在多于8級(jí)中斷的系統(tǒng)中，必須將多片8259A級(jí)聯(lián)使用。兩級(jí)級(jí)聯(lián)情況下，最多可管理64級(jí)中斷源。第一級(jí)用一片8259A作主片，第二級(jí)用1～8片8259A作從片，如圖10-20所示。級(jí)聯(lián)時(shí)，主片8259A的SP/EN端接Vcc，從片的SP/EN端接地。從片的INT腳接主片的IRi端，主片的IRi端若未接從片，可直接連中斷源。主片的CAS2～CAS0作輸出端，從片的CAS2～CAS0作輸入端，二者相連。返回下一頁(yè)2023/9/289INTCAS0CAS2IR7INTACAS1SP/ENIR1IR2IR3IR4IR5IR6IR08259A(從8)INTCAS0CAS28259A(主)IR0IR1IR2IR6IR7INTACAS1SP/EN...INTCAS0CAS2IR7INTACAS1SP/ENIR1IR2IR3IR4IR5IR6IR08259A(從1)中斷請(qǐng)求輸入中斷請(qǐng)求輸入VCC...圖10-208259A級(jí)聯(lián)方式連接返回嵌套引腳2023/9/29010.2.58259A的級(jí)聯(lián)使用（續(xù)）CPU響應(yīng)中斷時(shí)回送兩個(gè)INTA信號(hào)。第1個(gè)INTA有效時(shí)，主片將級(jí)聯(lián)地址從CAS2～CAS0端輸出給所有的從片；第2個(gè)INTA有效時(shí)，與主片發(fā)出的級(jí)聯(lián)地址相符的從片將中斷類型號(hào)n通過(guò)低八位數(shù)據(jù)總線送給CPU。當(dāng)從片引入的中斷處理過(guò)程結(jié)束時(shí)，CPU應(yīng)發(fā)出兩個(gè)EOI命令，一個(gè)送主片，將主8259A中的ISR相應(yīng)位清“0”；另一個(gè)送從片，將從8259A中的ISR相應(yīng)位也清“0”。圖10-21為8086在最小模式下的一種8259A級(jí)聯(lián)方式。返回下一頁(yè)2023/9/29110.2.58259A的級(jí)聯(lián)使用（續(xù)）級(jí)聯(lián)使用與單片使用在初始化時(shí)的不同處：（1）對(duì)于主片8259A：①級(jí)聯(lián)時(shí)ICW1中的SNGL=0，單片時(shí)SNGL=1；②級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置ICW3，ICW3中Si=1表示對(duì)應(yīng)引腳IRi上接有從片。單片不要設(shè)置ICW3

；③級(jí)聯(lián)時(shí)應(yīng)設(shè)置為特殊全嵌套方式，即ICW4中SFNM=1。（2）對(duì)于從片8259A：①ICW1中SNGL=0；②要設(shè)置ICW3，由ICW3中低3位ID2～I(xiàn)D0標(biāo)記該從片接在主片的哪個(gè)IRi引腳上。返回2023/9/29282828286INTRINTAWRRDM/IOIR0IR5IR6IR7IR4IR3IR2IR1CAS0CAS2CAS1SP/ENA0D7~D0CSINTA從8259A#2INTD7~D0IR0CAS0CAS2CAS1IR5IR6IR7IR4IR3IR2IR1SP/ENA0CSINTA從8259A#1INTIR0IR5IR6IR7IR4IR3IR2IR1CAS0CAS2CAS1SP/ENA0D7~D0CSINTA主8259AVCC數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線圖10-218259A級(jí)聯(lián)方式系統(tǒng)連接返回2023/9/2938259A芯片的功能小結(jié)8259A芯片的功能：（1）一片8259A具有8級(jí)優(yōu)先權(quán)控制，通過(guò)級(jí)聯(lián)用9片8259A（1主片+8從片）可以擴(kuò)展到64級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)；（2）每一級(jí)中斷可由程序單獨(dú)屏蔽或允許；（3）在中斷響應(yīng)周期，可以提供中斷類型號(hào)；（4）可通過(guò)編程選擇多種工作方式，使用靈活。核心問(wèn)題：中斷優(yōu)先權(quán)管理返回2023/9/29410.3可編程計(jì)數(shù)/定時(shí)控制器8253

在微機(jī)系統(tǒng)中常常需要定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。8253是三通道16bit的可編程計(jì)數(shù)/定時(shí)器。10.3.18253芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)10.3.28253芯片的工作方式10.3.38253應(yīng)用舉例返回2023/9/29510.3.18253芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8253芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號(hào)如圖所示。返回由四部分組成：（1）數(shù)據(jù)總線緩沖存儲(chǔ)器（2）讀/寫(xiě)控制電路（3）3個(gè)計(jì)數(shù)通道（4）控制字寄存器2023/9/296（1）數(shù)據(jù)總線緩沖存儲(chǔ)器是8253與CPU之間的數(shù)據(jù)接口，由8位雙向三態(tài)緩沖存儲(chǔ)器構(gòu)成，是CPU與8253之間交換信息的必經(jīng)之路。

返回2023/9/297（2）讀/寫(xiě)控制電路

接收來(lái)自CPU的地址信號(hào)和控制信號(hào)，完成對(duì)8253內(nèi)部各功能的控制和操作。信號(hào)如下：①A1A0：端口選擇信號(hào)。選擇8253內(nèi)部的計(jì)數(shù)器通道或控制字寄存器。如表10-3所示。②CS：片選信號(hào)，低電平有效。③RD：讀信號(hào)低電平有效時(shí)，CPU讀取由A1A0所選定的計(jì)數(shù)通道中的內(nèi)容。④WR：寫(xiě)信號(hào)低電平有效時(shí)，CPU將計(jì)數(shù)初值寫(xiě)入選定通道的計(jì)數(shù)器中，或?qū)⒎绞娇刂谱謱?xiě)入控制字寄存器中。

8253的讀/寫(xiě)操作如表10-4所示。

返回2023/9/298表10-3A1、A0的定義A1A0

端口00011011計(jì)數(shù)通道0計(jì)數(shù)通道1計(jì)數(shù)通道2控制字寄存器表10-3A1、A0的定義返回2023/9/299表10-48253的讀/寫(xiě)操作狀態(tài)01000010010101001011001000010100110001111×

××

×011××裝入通道0計(jì)數(shù)器裝入通道1計(jì)數(shù)器裝入通道2計(jì)數(shù)器寫(xiě)方式控制字讀通道0計(jì)數(shù)器讀通道1計(jì)數(shù)器讀通道2計(jì)數(shù)器無(wú)操作禁止使用無(wú)操作操作說(shuō)明CSRDWR

A1

A0表10-48253的讀/寫(xiě)操作狀態(tài)返回2023/9/2100（3）通道0～通道23個(gè)計(jì)數(shù)通道功能完全相同，操作獨(dú)立。每個(gè)通道內(nèi)部設(shè)有一個(gè)16位減法計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行二進(jìn)制（計(jì)數(shù)范圍0000H～FFFFH）或十進(jìn)制（BCD碼）（范圍0000～9999）計(jì)數(shù)。每個(gè)計(jì)數(shù)通道有三個(gè)引腳：

CLKi腳：時(shí)鐘脈沖輸入端，頻率不大于2.6MHz

OUTi腳：計(jì)數(shù)器輸出端，計(jì)數(shù)/定時(shí)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生信號(hào)

GATEi腳：門控脈沖輸入端，高電平允許減法計(jì)數(shù)返回下一頁(yè)2023/9/2101（3）通道0~通道2（續(xù)）每一通道既可作計(jì)數(shù)器，也可作定時(shí)器使用，其內(nèi)部操作完全相同。

①用作計(jì)數(shù)器時(shí)，從CLKi端輸入外部事件產(chǎn)生的計(jì)數(shù)脈沖。

②用作定時(shí)器時(shí)，從CLKi端輸入精確的時(shí)鐘脈沖。

定時(shí)時(shí)間＝時(shí)鐘脈沖周期×計(jì)數(shù)器初值（定時(shí)系數(shù)）每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)/時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器內(nèi)容減“1”，待計(jì)數(shù)值減到“0”，OUTi端將有輸出，表示計(jì)數(shù)次數(shù)/定時(shí)時(shí)間到。返回2023/9/2102（4）控制字寄存器

存放由CPU寫(xiě)入的方式選擇控制字，以定義各通道的工作方式，其格式如圖10-24所示。SC1、SC0位：選擇通道。RL1、RL0位：定義選中通道計(jì)數(shù)器的操作方式。

RL1RL0=00時(shí)，將該通道中當(dāng)前計(jì)數(shù)器的內(nèi)容送到鎖存器中，供CPU讀取計(jì)數(shù)值。利用該鎖存命令可隨時(shí)讀取計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值。

RL1RL0=01時(shí)，只讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)器低8位，寫(xiě)時(shí)高8位自動(dòng)清0RL1RL0=10時(shí)，只讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)器高8位，寫(xiě)時(shí)低8位自動(dòng)清0RL1RL0=11時(shí)，先讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)器低8位，后讀/寫(xiě)高8位BCD位：定義是采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)還是BCD計(jì)數(shù)。M2M1M0位：定義選中通道的工作方式。返回2023/9/2103圖10-248253芯片方式選擇控制字格式00：計(jì)數(shù)器鎖存，供CPU讀01：只讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)器低字節(jié)10：只讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)器高字節(jié)11：先讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)器低字節(jié)，后讀/寫(xiě)高字節(jié)1：BCD碼計(jì)數(shù)0：二進(jìn)制計(jì)數(shù)000：方式0001：方式1x10：方式2x11：方式3100：方式4101：方式500：選通道001：選通道110：選通道211：無(wú)效SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCDD6D7D6D4D5D2D3D1D0返回應(yīng)用例1例2例32023/9/210410.3.28253芯片的工作方式8253提供6種工作方式，遵循以下基本原則：控制字寫(xiě)入8253，所有的控制邏輯電路復(fù)位，輸出端進(jìn)入初始狀態(tài)；初始計(jì)數(shù)值寫(xiě)入后，經(jīng)過(guò)一個(gè)CLK脈沖后，才由計(jì)數(shù)初值寄存器送入計(jì)數(shù)執(zhí)行單元。從第二個(gè)CLK脈沖的下降沿開(kāi)始，計(jì)數(shù)器作減1計(jì)數(shù)；通常，在CLK脈沖的上升沿，門控信號(hào)GATE被采樣。不同的工作方式，GATE信號(hào)的觸發(fā)方式也不同，分為電平觸發(fā)、邊沿觸發(fā)；8253內(nèi)部沒(méi)有中斷控制電路，也沒(méi)有專用的中斷請(qǐng)求線，若需中斷，可將OUT端作為中斷請(qǐng)求信號(hào)；啟動(dòng)計(jì)數(shù)過(guò)程分兩種：軟件啟動(dòng)（由程序指令啟動(dòng)）、硬件啟動(dòng)（由外部電路信號(hào)啟動(dòng)）。下