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，ProgrammableInterruptController可用于管理Intel8080/8085、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80 x86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,IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7,一般嵌套方式：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,IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7,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（InitializationCommandWord）,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ICW4IC41，要写入ICW4IC40，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：IR0IR7分别对应000111,3）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80 x86（PM1）8位8080/8085（PM0）,操作命令字OCW（OperationCommandWord）,8259A工作期间，可以随时接受操作命令字OCWOCW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IMRDiMi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、21HMOVAL,0FEH;允许IR0,其余禁止OUT21H,AL;写入IMR,1）OCW1中断屏蔽字(A0=1),;设8259a的地址是20H、21HINAl,21h;读其屏蔽字IMRANDAL,0FEH;允许IR0,其余不变OUT21H,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MOVAL,20hOUT0A0H,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=12HICW2=08H中断向量码OCW1=11110000=0F0H中断屏蔽字,MOVAL，12H；上升沿触发，单片，不写ICW4OUT20H，AL；A0=0，写ICW1MOVAL，08H；A0=1，写ICW2OUT21H，ALMOVAL，0F0H；OCW1：屏蔽IR4-IR7OUT21H，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08H0FH；(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：ICW1:00010011B13HICW2:00001000B08HICW4:00000001B01H,程序：MOVAL,13HOUT20H,ALMOVAL,08HOUT21H,ALMOVAL,01HOUT21H,AL,四、IBM-PCAT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counterdb0;中断次数记录单元;代码段(主程序)movax,3508h;获取原中断向量int21hpushes;保存原中断向量pushbxcli;关中断pushds;设置新中断向量movax,segnew08hmovds,axmovdx,offsetnew08h,movax,2508hint21hpopds,代码段(主程序),inal,21h;读出IMRpushax;保存原IMR内容andal,0feh;允许IRQ0，其他不变out21h,al;设置新IMR内容movcounter,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:cmpcounter,10;主程序仅循环等待中断jbstart1;中断10次退出,代码段(主程序),cli;关中断popax;恢复IMRout21h,alpopdx;恢复原中断向量popdsmovax,2508hint21hsti;开中断.e