输入输出接口2011final.ppt

第8章 输入输出接口,8.4 可编程中断控制器8259A,教学重点 8259A的中断工作过程和工作方式 8259A的初始化及操作命令的编写,8259A中断控制器概述,PIC，Programmable Interrupt Controller 可用于管理Intel 8080/8085、8086/8088、80286、386、486等的可屏蔽中断 一片8259A可以管理8级中断，可扩展至64级 每一级中断都可单独被屏蔽或允许 并对多个中断源实现优先级控制 可编程设置不同工作方式 根据中断源向80x86提供不同中断类型码,一、 8259A的内部结构和引脚,1. 中断控制,中断请求寄存器IRR 保存8条外界中断请求信号IR0IR7的请求状态 Di位为1表示IRi引脚有中断请求；为0表示无请求 中断服务寄存器ISR 保存正在被8259A服务着的中断状态 Di位为1表示IRi中断正在服务中；为0表示没有被服务 中断屏蔽寄存器IMR 保存对中断请求信号IR的屏蔽状态 Di位为1表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许,2. 8259A的引脚及其与处理器的接口,8259A在PC/XT中,3. 中断级连,8259级联工作示意图,4、8259A的工作方式,设置优先权方式,普通全嵌套方式 8259A的中断优先权顺序固定不变，从高到低依次为IR0、IR1、IR2、IR7 在ISR的Di位置位期间，禁止再发生同级和低级优先权的中断，但允许高级优先权中断的嵌套 特殊全嵌套方式,固定优先权,D.,主8259A,IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7,一般嵌套方式： 从片的INT被主片封锁，故更高级别的IR0-IR2中断也无法得到响应,特殊嵌套方式： 因主片不封锁从片的INT，故级别高的IR0-IR2中断可以得到响应。(但IR3-IR7仍被本从片封锁),C.,假定IR3发生中断,并获得服务,一般嵌套方式：IR4的中断被服务时，这些中断将被封锁。,B.,特殊嵌套方式：IR4的中断被服务时，只封锁IR5-IR7。,A.,INT,E.,从8259A,INT,IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7,普通全嵌套方式与特殊全嵌套方式的区别,去CPU,优先权循环(普通和特殊),普通：每当任何一级中断被处理完，它的优先级别就被改变为最低级，而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断请求。,特殊优先权循环方式,结束中断处理方式,什么是8259A的中断结束？,8259A利用中断服务寄存器ISR判断： 某位为1，表示正在进行中断服务； 该位为0，就是该中断结束服务。 这里说明如何使ISR某位为0， 不反映CPU的工作状态。,结束中断处理方式,自动中断结束方式 普通中断结束方式 配合全嵌套优先权方式使用 当CPU用输出指令往8259A发出普通中断结束EOI命令时，8259A就会把所有正在服务的中断中优先权最高的ISR位复位 特殊中断结束方式 配合循环优先权方式使用 CPU在程序中向8259A发送一条特殊中断结束命令，这个命令中指出了要清除哪个ISR位,中断触发方式,中断请求信号IR的两种触发方式 边沿触发方式上升沿 电平触发方式高电平,二、 8259A的编程,初始化编程 8259A开始工作前，必须进行初始化编程 给8259A写入初始化命令字ICW 中断操作编程 在8259A工作期间 可以写入操作命令字OCW将选定的操作传送给8259A，使之按新的要求工作 还可以读取8259A的信息，以便了解他的工作状态,1. 初始化命令字ICW （Initialization Command Word）,初始化命令字ICW最多有4个 8259A在开始工作前必须写入 必须按照ICW1ICW4顺序写入 ICW1和ICW2是必须送的 ICW3和ICW4由工作方式决定,8259A芯片的初始化流程,1）ICW1 初始化字(A0=0),表示可以任意 为1为0都可以（建议为0）,1只能为1，作为标志,中断触发方式： LTIM1，电平触发方式 LTIM0，边沿触发方式,规定单片或级连方式： SNGL1，单片方式 SNGL0，级连方式,是否写入ICW4 IC41，要写入ICW4 IC40，不写入ICW4，即ICW4规定的位全为0,2）ICW2 中断类型号基值(A0=1),设置中断类型号基址 T7T3为中断类型号的高5位，低3位为0 （0号中断的类型号） 实际类型号：低3位由8259A自动确定： IR0 IR7分别对应000 111,3）ICW3 级连控制字 (A0=1),级连命令字 主片8259A：Si1对应IRi接有从片；否则IRi没有连接从片 从片8259A：ID0ID2编码说明从片INT引脚接到主片哪个IR引脚,4）ICW4 中断结束方式字 (A0=1),嵌套方式： 特殊全嵌套方式（SFNM1） 普通全嵌套方式（SFNM0）,ICW4 中断结束方式字 (A0=1),嵌套方式： 特殊全嵌套方式（SFNM1） 普通全嵌套方式（SFNM0）,数据线的缓冲方式： 缓冲方式（BUF1） 非缓冲方式（BUF0）,主片/从片选择(非缓冲方式时无效)： 主片（M/S=1） 从片（M/S=0）,中断结束方式： 自动中断结束（AEOI1） 非自动中断结束（AEOI0）,微处理器类型： 16位80x86（PM1） 8位8080/8085（PM0）,操作命令字OCW （ Operation Command Word）,8259A工作期间，可以随时接受操作命令字OCW OCW共有3个：OCW1OCW3 写入时没有顺序要求，需要哪个OCW就写入那个OCW,1）OCW1 中断屏蔽字(A0=1),屏蔽命令字 内容写入中断屏蔽寄存器IMR DiMi对应IRi，为1禁止IRi中断； 为0允许IRi中断。各位互相独立。 允许读出。,; 设8259a的地址是20H、21H MOV AL, 0FEH ;允许IR0,其余禁止 OUT 21H, AL ;写入IMR,1）OCW1 中断屏蔽字(A0=1),; 设8259a的地址是20H、21H IN Al, 21h ;读其屏蔽字IMR AND AL, 0FEH ;允许IR0,其余不变 OUT 21H, AL ;写入IMR,2) OCW2 中断结束和优先级循环 (A0=0),R、SL和EOI配合使用 产生中断结束EOI命令和改变优先权顺序,L2L0的3位编码 指定IR引脚,表 OCW2的各种格式及应用,2) OCW2 中断结束和优先级循环 (A0=0),;给地址是A0H的8259a发普通EOI命令 MOV AL, 20h OUT 0A0H, AL,0,0,1,0,0,0,3)OCW3 屏蔽方式和读出控制字(A0=0),ESMM、SMM 设置中断屏蔽方式（普通或特殊）,P、RR和RIS 规定随后读取的状态字含义（IRRISR查询字）,8259A内部寄存器的寻址方法,需要CS、A0、RD、WR和D4、D3的配合 内部寄存器的访问方法如下表：,三、8259A编程举例,例1：按以下要求初始化8259A： 接口地址为20H和21H； 中断为上升沿触发；单片8259A；不写ICW4； 与IR0-IR3对应的中断向量码为08H-0BH； IR4-IR7不使用。 根据要求，各初始化参数及工作参数如下： ICW1 = 00010010 = 12H ICW2 = 08H 中断向量码 OCW1 = 11110000 = 0F0H 中断屏蔽字,MOV AL，12H ；上升沿触发，单片，不写ICW4 OUT 20H ，AL ；A0=0，写ICW1 MOV AL，08H ；A0=1，写ICW2 OUT 21H ，AL MOV AL，0F0H ；OCW1：屏蔽IR4-IR7 OUT 21H ，AL ；A0=1，写OCW1,初始化程序如下：,PC机中使用单片8259A，定义地址为：20H、21H，8259A的工作方式设置如下： (1) 固定优先权级别：IR0最高，IR7最低 ; (2) 8个中断类型码分别是 08H 0FH； (3) 中断请求信号采用边沿触发方式； (4) 中断服务结束时，采用普通中断结束命令（EOI）； (5) 采用一般屏蔽方式。,例2：初始化程序举例,初始化命令字： ICW1: 0 0 0 1 0 0 1 1 B 13H ICW2: 0 0 0 0 1 0 0 0 B 08H ICW4: 0 0 0 0 0 0 0 1 B 01H,程序：MOV AL,13H OUT 20H,AL MOV AL, 08H OUT 21H, AL MOV AL, 01H OUT 21H, AL,四、 IBM - PC AT微机系统的外中断,中断控制器的应用,主片I/O地址：20H、21H；从片I/O地址：A0H、A1H 工作方式 上升沿为中断请求IRQ有效信号 IRQ0IRQ7和IRQ8IRQ15中断向量号依次为08H0FH，70H77H 普通全嵌套优先权方式(高低)：IRQ0IRQ2，IRQ8IRQ15，IRQ3IRQ7 普通中断结束EOI方式：需要发送普通EOI命令 普通屏蔽方式，通过写入IMR允许中断,例题8-5可屏蔽中断服务程序（P213）,可屏蔽中断服务程序随时进行中断 发送中断结束命令 一般只能采用存储单元传递参数 不要使用DOS系统功能调用 中断服务程序尽量短小 主程序需要修改中断向量 控制微处理器的中断允许标志 设置中断屏蔽寄存器,中断服务程序的编程,主程序编程,中断程序设计,源程序,;数据段 counter db 0 ;中断次数记录单元 ;代码段(主程序) mov ax, 3508h ;获取原中断向量 int 21h push es ;保存原中断向量 push bx cli ;关中断 push ds ;设置新中断向量 mov ax, seg new08h mov ds, ax mov dx, offset new08h,mov ax, 2508h int 21h pop ds,代码段(主程序),in al, 21h ;读出IMR push ax ;保存原IMR内容 and al, 0feh ;允许IRQ0，其他不变 out 21h, al ;设置新IMR内容 mov counter, 0 ;设置中断次数初值 sti ;开中断 ;主程序完成设置，可以处理其他事务 start1: cmp counter, 10 ; 主程序仅循环等待中断 jb start1 ;中断10次退出,代码段(主程序),cli ;关中断 pop ax ;恢复IMR out 21h, al pop dx ;恢复原中断向量 pop ds mov ax, 2508h int 21h sti ;开中断 .exit,