微机接口（课堂PPT）

1、.1 中断控制接口中断控制接口教学重点n 8259A的中断工作过程和工作方式的中断工作过程和工作方式n 中断服务程序的编写中断服务程序的编写.2 8259A中断控制器nIntel 8259A是可编程中断控制器是可编程中断控制器n可用于管理可用于管理Intel 8080/8085、8086/8088、80286/80386的可屏蔽中断的可屏蔽中断n8259A的基本功能的基本功能n一片一片8259A可以管理可以管理8级中断，可扩展至级中断，可扩展至64级级n每一级中断都可单独被屏蔽或允许每一级中断都可单独被屏蔽或允许n在中断响应周期，可提供相应的中断向量号在中断响应周期，可提供相应的中断向量号n8

2、259A设计有多种工作方式，可通过编程选择设计有多种工作方式，可通过编程选择.3 8259A的内部结构和引脚D7D0INTAINT中断请求寄存器中断请求寄存器中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器数据数据总线总线缓冲器缓冲器IR0IR7读读/写写控制控制逻辑逻辑级联级联缓冲器缓冲器比较器比较器RDWRA0CSCAS0CSA1CAS2SP/EN优先权判别电路优先权判别电路中断服务寄存器中断服务寄存器控制逻辑控制逻辑.41. 中断控制n中断请求寄存器中断请求寄存器IRRn保存保存8条外界中断请求信号条外界中断请求信号IR0IR7的请求状态的请求状态nDi位为位为1表示表示IRi引脚有中断请求；为引脚有中断请

3、求；为0表示无请求表示无请求n中断服务寄存器中断服务寄存器ISRn保存正在被保存正在被8259A服务着的中断状态服务着的中断状态nDi位为位为1表示表示IRi中断正在服务中；为中断正在服务中；为0表示没有被服务表示没有被服务n中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMRn保存对中断请求信号保存对中断请求信号IR的屏蔽状态的屏蔽状态nDi位为位为1表示表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许表示允许.52. 与处理器接口 A0 RD* WR* CS*功能功能 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1写入写入ICW1、OCW2和和OCW3写入写入

4、ICW2ICW4和和OCW1读出读出IRR、ISR和查询字和查询字读出读出IMR数据总线高阻状态数据总线高阻状态数据总线高阻状态数据总线高阻状态.63. 中断级连n一个系统中，一个系统中，8259A可以级连，有一个主可以级连，有一个主8259A，若干个（最多若干个（最多8个）从个）从8259An级连时，主级连时，主8259A的三条级连线的三条级连线CAS0CAS2作作为输出线，连至每个从为输出线，连至每个从8259A的的CAS0CAS2n每个从每个从8259A的中断请求信号的中断请求信号INT，连至主，连至主8259A的一个中断请求输入端的一个中断请求输入端IRn主主8259A的的INT线连至

5、线连至CPU的中断请求输入端的中断请求输入端nSP*/EN*在非缓冲方式下，规定该在非缓冲方式下，规定该8259A是主片是主片（SP*1）还是从片（）还是从片（SP*0）动画动画示例示例.7 8259A的中断响应过程CAS0CAS2D0D7SP/ENIR0IR7CPU响应周期响应周期8259A工作波形工作波形INT第一个周期第一个周期T1 T2 T3 T4ALECLK 第二个周期第二个周期T1 T2 T3 T4第一个前保持为高电平第一个前保持为高电平 INTALOCK动画动画.8 8259A的工作方式普通全嵌套方式普通全嵌套方式特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式自动循环方式自动循环方式特殊循环方式特

6、殊循环方式优先权固定方式优先权固定方式优先权循环方式优先权循环方式设置优先权方式设置优先权方式普通中断结束方式普通中断结束方式特殊中断结束方式特殊中断结束方式自动中断结束方式自动中断结束方式非自动中断结束方式非自动中断结束方式结束中断处理方式结束中断处理方式屏蔽中断源方式屏蔽中断源方式普通屏蔽方式普通屏蔽方式特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式中断触发方式中断触发方式边沿触发方式边沿触发方式电平触发方式电平触发方式数据线连接方式数据线连接方式缓冲方式缓冲方式非缓冲方式非缓冲方式.91. 设置优先权方式n普通全嵌套方式普通全嵌套方式n8259A的中断的中断优先权顺序固定不变优先权顺序固定不变，从高到低依次为

7、，从高到低依次为IR0、IR1、IR2、IR7n中断请求后，中断请求后，8259A对对当前请求中断中优先权最高的当前请求中断中优先权最高的中断中断IRi予以予以响应响应，将其向量号送上数据总线，对应，将其向量号送上数据总线，对应ISR的的Di位置位，至到中断结束（位置位，至到中断结束（ISR的的Di位复位）位复位）n在在ISR的的Di位置位期间，位置位期间，禁止再发生同级和低级优先权禁止再发生同级和低级优先权的中断的中断，但允许高级优先权中断的嵌套，但允许高级优先权中断的嵌套n特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式n优先权自动循环方式优先权自动循环方式n优先权特殊循环方式优先权特殊循环方式.102. 结

8、束中断处理方式什么是什么是8259A的中断结束？的中断结束？8259A利用中断服务寄存器利用中断服务寄存器ISR判断：判断：n某位为某位为1，表示正在进行中断服务；，表示正在进行中断服务；n该位为该位为0，就是该中断结束服务。，就是该中断结束服务。这里说明如何使这里说明如何使ISR某位为某位为0，不反映不反映CPU的工作状态。的工作状态。.112. 结束中断处理方式n自动中断结束方式自动中断结束方式n普通中断结束方式普通中断结束方式n配合全嵌套优先权方式使用配合全嵌套优先权方式使用n当当CPU用输出指令往用输出指令往8259A发出普通中断结束发出普通中断结束EOI命令命令时，时，8259A就会

9、把所有正在服务的中就会把所有正在服务的中断中优先权最高的断中优先权最高的ISR位复位位复位n特殊中断结束方式特殊中断结束方式n配合循环优先权方式使用配合循环优先权方式使用nCPU在程序中向在程序中向8259A发送一条特殊中断结束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命令，这个命令中指出了要清除哪个ISR位位.123. 屏蔽中断源方式n普通屏蔽方式普通屏蔽方式n将将IMR的的Di位置位置1，则对应的中断，则对应的中断IRi被屏被屏蔽蔽，该中断请求不能从，该中断请求不能从8259A送到送到CPUn如果如果IMR的的Di位置位置0，则允许，则允许IRi中断产生中断产生n特殊屏蔽方式特殊

10、屏蔽方式n将将IMR的的Di位置位置1，对应的中断，对应的中断IRi被屏蔽被屏蔽的同时，使的同时，使ISR的的Di位置位置0.134. 中断触发方式n边沿触发方式边沿触发方式n8259A将中断请求输入端出现的将中断请求输入端出现的上升沿作为中断请求信号上升沿作为中断请求信号n电平触发方式电平触发方式n中断请求端出现的高电平是有中断请求端出现的高电平是有效的中断请求信号效的中断请求信号.145. 数据线连接方式n缓冲方式缓冲方式n8259A的数据线需加缓冲器予以驱动的数据线需加缓冲器予以驱动n8259A把把SP*/EN*引脚作为输出端，输出允引脚作为输出端，输出允许信号，用以锁存或开启缓冲器许信

11、号，用以锁存或开启缓冲器n非缓冲方式非缓冲方式nSP*/EN*引脚为输入端引脚为输入端n若若8259A级连，由其确定是主片或从片级连，由其确定是主片或从片 :SP*/EN* =1为主片，为主片， SP*/EN* =0为从片为从片.15 8259A的编程n初始化编程初始化编程n8259A开始工作前，必须进行初始化编程开始工作前，必须进行初始化编程n给给8259A写入写入初始化命令字初始化命令字ICWn中断操作编程中断操作编程n在在8259A工作期间工作期间n可以写入可以写入操作命令字操作命令字OCW将选定的操作传将选定的操作传送给送给8259A，使之按新的要求工作，使之按新的要求工作n还可以读取

12、还可以读取8259A的信息，以便了解他的的信息，以便了解他的工作状态工作状态.161. 初始化命令字ICWn初始化命令字初始化命令字ICW最多有最多有4个个n8259A在开始工作前必须写入在开始工作前必须写入n必须按照必须按照ICW1ICW4顺序写入顺序写入nICW1和和ICW2是必须送的是必须送的nICW3和和ICW4由工作方式决定由工作方式决定流程流程D7D6D5D4D3D2D1D0.17ICW1(A0=0)1LTIMSNGLIC4D7D6D5D4D3D2D1D0表示可以任意表示可以任意为为1为为0都可以（建议为都可以（建议为0） 1只能为只能为1，作为标志，作为标志中断触发方式：中断触发

13、方式：LTIM1，电平触发方式，电平触发方式LTIM0，边沿触发方式，边沿触发方式 规定单片或级连方式：规定单片或级连方式：SNGL1，单片方式，单片方式SNGL0，级连方式，级连方式是否写入是否写入ICW4IC41，要写入，要写入ICW4IC40，不写入，不写入ICW4，即，即ICW4规定的位全为规定的位全为0.18ICW2(A0=1)T7T6T5T4T3D7D6D5D4D3D2D1D0设置中断向量号设置中断向量号nT7T3为中断向量号的高为中断向量号的高5位位n低低3位由位由8259A自动确定：自动确定：nIR0为为000、IR1为为001、IR7为为111.19ICW3(A0=1)S7S

14、6S5S4S3S2/ID2S1/ID1S0/ID0D7D6D5D4D3D2D1D0级连命令字级连命令字n主片主片8259A：Si1对应对应IRi接有从片；接有从片；否则否则IRi没有连接从片没有连接从片n从片从片8259A：ID0ID2编码说明从片编码说明从片INT引脚接到主片哪个引脚接到主片哪个IR引脚引脚.20ICW4(A0=1)000SFNMBUFM/SAEOIPMD7D6D5D4D3D2D1D0嵌套方式：嵌套方式：n特殊全嵌套方式（特殊全嵌套方式（SFNM1）n普通全嵌套方式（普通全嵌套方式（SFNM0）数据线的缓冲方式：数据线的缓冲方式：n缓冲方式（缓冲方式（BUF1）n非缓冲方式（

15、非缓冲方式（BUF0） 主片主片/从片选择：从片选择：n主片（主片（M/S=1）n从片（从片（M/S=0）中断结束方式：中断结束方式：n自动中断结束（自动中断结束（AEOI1）n非自动中断结束（非自动中断结束（AEOI0）微处理器类型：微处理器类型：n16位位80 x86（ PM1）n8位位8080/8085（ PM0）举例:一个主片,一个从片构成中断系统初始化主片初始化主片8259Amov al,11h; ICW1:边沿触发边沿触发,多片多片,要要ICW4out 20h,almov al,08h; ICW2:中断类型号中断类型号08H0FHout 21h,almov al,04h; ICW3

16、:IR2上引入从片上引入从片out 21h,almov al,1h; ICW4:一般全嵌套一般全嵌套,非缓冲非缓冲,非自非自动结束动结束,8086out 21h,al中断控制器的初始化程序段初始化从片8259Amov al,11h; ICW1:边沿触发边沿触发,多片多片,要要ICW4out 0a0h,almov al,70h;ICW2:中断类型号中断类型号70H77Hout 0a1h,almov al,02h; ICW3:IR2上引入从片上引入从片out 0a1h,almov al, 01h; ICW4:全嵌套全嵌套,非缓冲非缓冲,非自动非自动 结束结束,8086out 0a1h,al中断控制

17、器的初始化程序段.232. 操作命令字OCWn8259A工作期间，可以随时接受操作命工作期间，可以随时接受操作命令字令字OCWnOCW共有共有3个：个：OCW1OCW3n写入时没有顺序要求，需要哪个写入时没有顺序要求，需要哪个OCW就写入那个就写入那个OCWD7D6D5D4D3D2D1D0.24OCW1(A0=1)中断屏蔽M7M6M5M4M3M2M1M0D7D6D5D4D3D2D1D0屏蔽命令字屏蔽命令字内容写入中断屏蔽寄存器内容写入中断屏蔽寄存器IMRDiMi对应对应IRi，为，为1禁止禁止IRi中断；中断；为为0允许允许IRi中断。各位互相独立。中断。各位互相独立。.25OCW2(A0=0

18、)中断排队方式RSLEOI00L2L1L0D7D6D5D4D3D2D1D0R、SL和和EOI配合使配合使用用产生中断结束产生中断结束EOI命命令和改变优先权顺序令和改变优先权顺序L2L0的的3位编码位编码指定指定IR引脚引脚 .26OCW3(A0=0)特殊屏蔽查询中断读状态0ESMMSMM01PRRRISD7D6D5D4D3D2D1D0ESMM、SMM设置中断屏蔽方式设置中断屏蔽方式P、RR和和RIS规定随后读取的规定随后读取的状态字状态字含义含义.273. 读取状态字nCPU可读出可读出IRR、ISR、IMR和查询字和查询字nA0为低，由为低，由OCW3中中RR和和RIS位设定读位设定读取取

19、IRR或或ISR，由，由OCW3中中P位设定读取位设定读取查询字查询字n而而A0引脚为高电平时读取的都是引脚为高电平时读取的都是IMRD7D6D5D4D3D2D1D0.28查询字:反映8259A是否有中断请求IW2W1W0D7D6D5D4D3D2D1D0中断位中断位I位为位为1，有外设请求中断有外设请求中断W2W0的编码的编码当前中断请求的当前中断请求的最高优先级最高优先级.294. 命令字和状态字的区别方法 利用读写信号区别写入的控制寄存器和利用读写信号区别写入的控制寄存器和读出的状态寄存器读出的状态寄存器 利用地址信号区别不同利用地址信号区别不同I/O地址的寄存器地址的寄存器 由控制字中的

20、标志位说明是哪个寄存器由控制字中的标志位说明是哪个寄存器 由芯片内顺序控制逻辑按一定顺序识别由芯片内顺序控制逻辑按一定顺序识别不同的寄存器不同的寄存器 由前面的控制字决定后续操作的寄存器由前面的控制字决定后续操作的寄存器.308259A的应用举例例例 IBMPC机中，只有一片机中，只有一片8259A，可接受，可接受外部外部8级中断。在级中断。在I/O地址中，分配地址中，分配8259A的的端口地址为端口地址为20H和和21H，初始化要求为：边，初始化要求为：边沿触发、缓冲连接、中断结束采用一般沿触发、缓冲连接、中断结束采用一般EOI命令、中断优先级采用完全嵌套方式，命令、中断优先级采用完全嵌套方

21、式，8级中级中断源的中断类型分别为断源的中断类型分别为08H0FH，写出初，写出初始化程序为：始化程序为： .31 MOV DX，20H MOV AL，00010011B OUT DX，AL ；写入；写入ICW1 MOV DX，21H MOV AL，08H OUT DX，AL ；写入；写入ICW2 MOV AL，00001101B OUT DX，AL ；写入；写入ICW4 XOR AL，AL OUT DX，AL ；写入；写入OCW1 。 STI 。.32例进入和退出特殊屏蔽方式 假定初始化之后，8259A工作于完全嵌套方式，要求对于IR3的中断级，能够允许任何级别的中断中断其中断服务程序，即8

22、259A按特殊屏蔽方式工作。因而在响应IR3而执行IR3的中断服务程序时，在A处，写入OCW1以屏蔽IR3，然后写入OCW3使ESMM=SMM=1，于是从A处开始，8259A进入特殊屏蔽方式，此后继续执行IR3的中断服务程序。在中断服务结束之前B处，再向8259A写入OCW3使ESMM=1，SMM=0，结束特殊屏蔽方式，返回到完全嵌套方式，接着写入OCW1，撤消对IR3的屏蔽，最后写入OCW2，向8259A发出EOI命令。此例说明在IR3的中断服务程序的A处至B处，允许任何级别的中断源中断IR3的服务程序。（除本身之外）.33 。 IR3中断服务程序入口 STI ；STI 开中断 MOV AL

23、，00001000B OUT 21H，AL ；A处 写入OCW1，使IM3=1，屏蔽IR3， MOV AL，01101000B ；写入OCW3，使ESMM=SMM=1，置特殊屏蔽 OUT 20H，AL 。 ； 继续服务 MOV AL，01001000B ；B处写入OCW3，使ESMM=1，SMM=0，清除特殊屏蔽 OUT 20H，AL ； MOV AL，00H ；写入OCW1，使IM3=0，开放IR3 OUT 21H，AL ； MOV AL，00100000B ；写入OCW2，普通的EOI命令 OUT 20H，AL ； IRET ；中断返回.34例读8259A相关寄存器的内容设8259A的端口

24、地址为20H、21H，请读入IRR、ISR、IMR寄存器的内容，并相继保存在数据段2000H开始的内存单元中；若该8259A为主片，请用查询方式，查询哪个从片有中断请求。 .35MOV AL,xxx01010B ; 发发OCW3,欲读取欲读取IRR的内容（偶地址）的内容（偶地址）OUT 20H,ALIN AL,20H ;读入并保存读入并保存IRR的内容的内容 MOV (2000H),ALMOV AL,xxx01011B ;发发OCW3,欲读取欲读取ISR的内容（偶地址）的内容（偶地址） OUT 20H,ALIN AL,20H ;读入并保存读入并保存ISR的内容的内容MOV (2001H),AL

25、IN AL,21H ;读入并保存读入并保存IMR的内容的内容(奇地址）奇地址）MOV (2002H),ALMOV AL,xxx011xxB ;发发OCW3,欲查询是否有中断请求欲查询是否有中断请求OUT 20H,ALIN AL,20H ;读入相应状态，并判断最高位是否为读入相应状态，并判断最高位是否为1TEST AL,80H JZ DONEAND AL,07H ; 判断中断源的编码判断中断源的编码 DONE:HLT.36例 完整的主程序和中断服务子程序n8259A的的IRQ0（向量号为（向量号为08H）中断请求来）中断请求来自定时器自定时器8253n本程序的本程序的08H号中断服务程序，每次中

26、断显号中断服务程序，每次中断显示一串信息，显示示一串信息，显示10次次数据段Datasegmentintmsgdb A 8259A Interrupt !db 0dh,0ah,0counterdb 0Data endsCodesegmentassume cs:code, ds:dataStart:mov ax,datamov ds,ax设置中断屏蔽寄存器in al,21h ；读；读IMR(奇地址口）奇地址口）push axand al,0feh ;允许允许IRQ0out 21h,almov counter,0;设置中断次数初值设置中断次数初值sti;开中断开中断start1:cmp count

27、er,10jb start1;中断中断10次退出次退出 sti ;开中断开中断mov ax,4c00h ；返回；返回dosint 21h new08hsti;开中断开中断push ax;保护寄存器（现场）保护寄存器（现场）push bxpush dsinc countermov si,offset intmsg ;显示信息显示信息call dpstrimov al,20h ；结束中断；结束中断out 20h,alpop ds;恢复寄存器恢复寄存器pop bxpop axiret;中断返回中断返回进入中断服务程序显示字符串dpstriproc;显示字符串子程序显示字符串子程序push axpus

28、h bxdps1:lodsbcmp al,0jz dps2mov bx,0mov ah,0ehint 10hjmp dps1dps2:pop bxpop axretdpstriendp.41例题：中断向量的装入例题：中断向量的装入直接写入法直接写入法nMOV AX,00HnMOVES,AX; 0段 nMOVBX,08H*4; 中断向量指针nMOVAX,1234； 中断服务程序偏移地址nMOVES:BX,AX;装入偏移地址nMOVAX,5678H; 中断服务程序段地址nMOVES:BX+2,AX；装入段地址保存原中断向量mov ax,3508hint 21hpush bx;保存偏移地址保存偏移地

29、址push es;保存段基地址保存段基地址设置新中断向量clipush dsmov dx,offset new08h;新偏移地址新偏移地址mov ax,seg new08hmov ds,ax ;新段基地址新段基地址mov ax,2508hint 21hpop ds.44补充习题与思考题：1. 中断向量表的功能是什么？已知中断类型码分别是84H和FAH，它们的中断向量应放在中断向量表的什么位置？ 2. 如果8259A按如下配置则ICW1的值为多少？需要ICW4，单片以及边缘触发。如要求产生的中断类型码在70H77H之间，则ICW2的值是多少？ 3. 如果8259A用在80386DX系统中，用一般

30、的EOI，缓冲模式主片，特殊全嵌套方式，则ICW4的值是什么？4. 如果OCW2等于67H，则允许何种优先级策略？ .455.某系统有五个中断源，它们分别从中断控制器8259A的IR0IR4以脉冲方式引入,系统中断类型码分别为48H4CH，中断入口的偏移地址分别为2500H，4080H，4C05H，5540H和6FFFH，段地址均是2000H，允许它们以全嵌套方式工作，请编写相应的初始化程序，使CPU响应任一级中断时，都能进入各自的中断服务子程序。 6. 某系统中设置三片8259A级联使用，两片从片分别接至主片的IR2和IR6，同时，三片芯片的IR3上还分别连接了一个中断源，已知它们的中断入口

31、均在同一段，段基址为4000H，偏移地址分别为1100H，40B0H，A000H，要求电平触发，普通EOI结束。画出它们的硬件连接图，编写全部的初始化程序。.46 8259A在IBM PC系列机上的应用CAS02 从从8259AD0D7INTSP/EN实时钟实时钟改向改向0AH中断中断保留保留保留保留保留保留协处理器协处理器硬盘硬盘保留保留A0INTR2CS IRQ8 IRQ9 IRQ10 IRQ11 IRQ12 IRQ13 IRQ14 IRQ15 A0 CS系统总线系统总线B4D3D4D5D6D7INTARDWR对比在对比在IBM PC/XT机的应用机的应用.47应用注意事项n利用上升沿做为

32、中断请求利用上升沿做为中断请求IRQ的有效信号的有效信号nIRQ0IRQ8的中断向量号依次为的中断向量号依次为08H0FH，IRQ8IRQ15依次为依次为80H87Hn采用普通全嵌套优先权方式，中断优先权从高到采用普通全嵌套优先权方式，中断优先权从高到低顺序为低顺序为IRQ0IRQ2、IRQ8IRQ15、IRQ3IRQ7，且不能改变，且不能改变n采用普通中断结束采用普通中断结束EOI方式，需要在中断服务程方式，需要在中断服务程序最后发送普通序最后发送普通EOI命令命令n一般采用普通屏蔽方式，通过写入一般采用普通屏蔽方式，通过写入IMR允许中断，允许中断，但注意不要破坏原屏蔽状态但注意不要破坏原屏蔽状态.48 外部中断服务程序编写外部可屏蔽中断服务程序，需注意：编写外部可屏蔽中断服务程序，需注意：n发送中断结束命令发送中断结束命令n一般只能采用存储单元传递参数一般只能采用存储单元传递参数n不要使用不要使用DOS系统功能调用系统功能调用n中断服务程序尽量短小中断服务程序尽量短小.49 外部中断服务程序（续）编写主程序，需注意：编写主程序，需注意：n修改中断向量修改中断向量n控制控制CPU的中断允许标志的中断允许标志n设置设置8259A的中断屏蔽寄存器的中断屏蔽寄存器.50教学要求教学要求熟悉熟悉8088的中断类型、中断响