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微机原理及接口技术第7章 中断控制器中断控制器的功能：在有多个中断源的系统中，接受外部的中断请求，并进行判断，选中当前优先级最高的中断请求，再将此请求送到CPU的INTR端；当CPU响应中断并进入中断处理子程序后，中断控制器仍负责对外部请求的管理，当某个外部中断请求的优先级高于当前正在处理的中断优先级时，中断控制器会让此中断通过而到达CPU的INTR端，从而实现中断的嵌套。一、8259A的编程结构和工作原理1、编程结构上半部分：处理部件中断请求寄存器IRR中断优先级裁决器PR当前中断服务寄存器ISR下半部分：7个寄存器 初始化命令字ICW1ICW4，在计算机系统启动时由初始化程序设置，一旦设定，在系统工作过程中一般不会更改。 操作命令字OCW1OCW3，由应用程序设定，用来对中断处理过程动态控制，操作命令字可以被设置多次。2、工作原理中断请求寄存器IRR接受外部中断请求，IRR寄存器的对应位置1。逻辑电路根据中断屏蔽寄存器IMR中的对应位决定是否让此请求通过。IMR的对应位为0，表示未加屏蔽，否则表示屏蔽。中断优先裁决器PR把新进入的中断请求和当前正在执行的中断比较，从而决定哪一个优先级更高。如判断出新进入的中断请求具有足够高的优先级，那么，中断裁决器PR会通过相应的逻辑电路使8259A的输出端INT为1，从而向CPU发出一个中断请求。二、8259A的工作方式1.设置优先级的方式 (1) 全嵌套方式：最常用。中断优先级按07进行处理，0级最高。某一中断被相应之后，当前中断服务寄存器ISR中的对应位被置1，可以为中断优先裁决器后面的裁决提供依据。(2) 特殊全嵌套方式：专门为多片8259A系统提供，专用于主片。当处理某一级中断时，如有同级的中断请求，也会给予响应。(3) 优先级自动循环方式：用在系统中多个中断源优先级相等的场合，一个设备受到中断服务后，它的优先级会自动降到最低。(4) 优先级特殊循环方式：一开始的最低优先级是由编程确定的。2.屏蔽中断源的方式(1) 普通屏蔽方式：当OCW1中的某一位为1时，对应的中断受到屏蔽。(2) 特殊屏蔽方式：目的是开放比本身优先级别较低的中断请求。首先用操作命令字OCW1将屏蔽寄存器中本级中断的对应位置1，同时使当前中断服务寄存器中的对应位自动清零。3.结束中断处理的方式(1) 中断自动结束方式：系统一进入中断过程，8259A就自动将当前中断服务寄存器中的对应位ISn清0(2) 一般的中断结束方式：CPU向8259A发一个中断结束命令，8259A就会把当前中断服务寄存器中的最高的非零位清0。(3) 特殊的中断结束方式：CPU向8259A发一个中断结束命令，指出清楚当前中断服务寄存器中的哪个非零位。4.引入中断请求的方式 (1) 边沿触发方式：中断请求输入端出现的上升沿作为中断请求信号。(2) 电平触发方式：中断请求输入端出现的高电平作为中断请求信号。(3) 中断查询方式：不向CPU发中断请求信号，CPU内部的中断允许触发器复位，CPU要使用软件查询来确认中断源三、8259A的初始化命令字和初始化流程1.8259A的初始化命令字(1) ICW1的格式和含义 D4：ICW1的标识位，区别与操作命令字OCW1和OCW2。D3：设定中断请求信号的形式。如LTIM为0，则中断请求信号为边沿触发方式；如LTIM为1，则中断请求信号为电平触发方式。D2：在16位和32位系统中不起作用，可为0，也可为1。D1：当系统中只有一片8259A时，此为为1；当系统中有多片8259A时，则主片和从片的此为均为0。D0：指出后面是否需要设置ICW4。(2) ICW2的格式和含义：中断类型号的高5位就是ICW2的高5位，而低三位的值取决于引入中断的引脚序号。 ICW2是任选的； ICW2高5位影响中断类型码，而中断类型码的低3位由IR0IR7决定(3) ICW3的格式和含义 如是主片,格式如下： 如某一引脚上连有从片，则对应位为1，否则为0。如是从片，则ICW3的格式如下： D2D0的值与从片的输出端INT到底连在主片的哪条中断请求输入引脚有关。(4) ICW4的格式和含义 D7D5：总是0，是ICW4的标识。D4：如为1，则为特殊全嵌套方式。D3：如为1，则为缓冲方式。D2：用来表示本片为主片还是从片。为1表示主片，为0表示从片。D1：如为1，表示设置中断自动结束方式。当中断响应的第二个负脉冲到来时，当前中断服务寄存器ISR中的相应位会自动清除。D0：如为1，表示当前8259A所在系统为非8位系统。2.初始化流程 ICW1写入偶端口，ICW2ICW4写入奇端口 ICW1ICW4的设置次序固定 ICW1和ICW2须设置，ICW3和ICW4非必须 在级联时，主片和从片各设置ICW3四、8259A的操作命令字1、OCW1的格式和含义：当OCW1中某位为1时，对应于此位的中断请求受到屏蔽，否则表示允许。2、 OCW2的格式和含义：D7：决定系统的中断优先级是否按循环方式设置。如为1，则采用优先级循环方式；如为0，则为非循环方式。D6：决定OCW2的D2、D1、D0是否有效，如为1，表示有效。D5：中断结束命令。当为1时，使当前中断服务寄存器中的对应位复位。D2、D1、D0：有两个用处。当OCW2给出特殊的中断结束命令时，指出具体要清除当前中断服务寄存器的哪一位；当OCW2给出特殊的优先级循环方式命令时，指出循环开始时哪个中断的优先级最低。OCW2的功能：设置优先级循环方式；组成两类中断结束命令：一般的中断结束命令，特殊的中断结束命令。3、 OCW3的格式ESMM：特殊的屏蔽模式允许位。SMM：特殊屏蔽模式位。在这两位设置1，可使8259A脱离当前的优先级方式，只要CPU内部的IF为1，系统就可响应任何未被屏蔽