微机原理与接口技术课程实验报告

微机原理与接口技术课程实验报告

实验名称：8259中断控制器应用实验________________________________________________

姓名：学号:同组：学号:一实验日期：

1、实验目的

(1)掌握8259的工作方式及应用编程。

(2)掌握8259的典型应用电路接法。

2、实验内容

(1)利用PC机给实验系统分配的中断线，设计一个单中断应用。使用单次脉冲模拟中

断产生。编写中新处理程序，在显示器屏幕上显示一个字符。

(2)利用实验平台上8259控制器对扩展系统总线上的中断线INTR进行扩展。编写程序

对8259控制器的IRO和IR1中断请求进行处理,

(3)将IRO,IR1改为IR6,IR7,观察实验结果。

3、实验原理

(1)8259控制器的介绍

中断控制器8259A是Intel公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。它

将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中，因此无

需附加任何电路，只需对8259A进行编程，就可以管理8级中断，并选择优先模

式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。同时，在不需增加其他

电路的情况下，通过多片8259A的级连，能构成多达64级的矢量中断系统,它

的管理功能包括：

a)记录各级中断源请求；

b)判别优先级，确定是否响应和响应哪一级中断；

c)响应中断时，向CPU传送中断类型号。

8259A的内部结构和引脚如图5-3-1所示。

8259A的命令共有7个，一类是初始化命令字，另一类是操作命令。8259A

的编程就是根据应用需要将初始化命令字ICW1-ICW4和操作命令字OCWl-0CW3

分别写入初始化命令寄存器组和操作命令寄存器组。TCW1-TCW4各命令字格式如

图5-3-2所示，0CW1-0CW3各命令字格式如图5-3-3所示，其中0CW1用于设置

中断屏蔽操作字，0CW2用于设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字,

0CW3用于设置和撤销特殊屏蔽方式、设置中断查询方式以及设置对8259内部寄

存器的读出命令。

r

[NTA

辑

运

D7-D0，数据总线

线冲器

RD128

2

WR读/写电路中断IRO27

IRl

请求26

A03IN瓜[7T

仁IR2425

cs寄存6

nu524IR5

CASO—~~►级联缓冲器器鬲IR4623IR4

CAS1―—►IR57221R3

/比较器IR68259

CAS2►821IR

SPEN----------IR72

920以1

1019mo

1118

ICWlxCASO------1217rxrr

I初始化|中断济蔽寄〃器(IMR)CAS1------1316

ICW2iGND------1415

>命令方LOCW1'

内操作命令

ICW3部

OCW2>

！存器组总

寄存瑞组

ICW4Z线

OCW3)

图5-3-18259内部结构和引脚图

D

AOD5D4D3D2DIDO

000|LTIM|ADI|SNGL|IC4

1_•D0=0：小需要ICW4

D0-1；需要ICW4

8086/8088不使用特征位无效■D1-0：多片级联

Dl=l：单片使用

-D3=0：边沿触发

D3=l：电平触发

图5-3-2(a)ICW1格式

AOD7D6D5D4D3D2DIDO

T7T6T5T4T300

中断类型号的高5位8086/8088不使用

图5-3-2(b)ICW2格式

A0D7D6D5D4D3D2DIDO

WS7S6S5S4S3S2SISO

主片

AOD7D6D5D4D3D2DIDO

ID2ID1IDO

11从片

1

不可用

图5-3-2(c)ICW3格式

AOD7D6D5D4D3D2DIDO

m:0I0|0ISFNMI3UF|MS|AEOI|uPM

图5-3-2(d)ICW4格式

AOD7D6D5D4D3D2DID0

M7|M6M5M4|M3M2MlM0OCW1

AOD7D6D5D4D3D2DIDO

L£IR|SLEOI。|0L2L1L0OCW2

001一般EOI编码对应IR

中断结束命令

Oil特殊EOI的最低优先权

101循环优先权的般EOI

100在自动EOI卜置循环优先权

自动循环

000在自动EOI卜友位循环优先权

111循环优先权的特殊EOI命4

110设置优先权

特殊循环

010无效

AOD7D6D5D4D3D2DID0

oESMMSlvIM0|1PRRRISOCW3

|

ox：无效0：：不杳询OX无效

10：狂位特殊屏蔽1：,允许查询10可读IRR

11:设者特殊屏蔽11可读ISR

图5-3-3OCW命令字格式

⑵8259寄存器及命令的控制访问

在硬件系统中，8259仅占用两个外设接口地址，在片选有效的情况下，利用

A0来寻址不同的寄存器和命令字。对寄存器和命令的访问控制如表5-3-1所示。

表5-3-18259寄存器及命令的控制访问

A0D4D3读信号写信号片选操作

0010读出ISR.IRR的内容

1010读出IMR的内容

000100写入OCW2

001I00写入OCW3

01XI00写入ICW1

1XX100写入OCW1,ICW2,ICW3,ICW4

(3)PC微机系统中的8259

在80x86系列PC微机系统中，系统中包含了两片8259A中断控制器，经级

连可以管理15级硬件中断，但其中部分中断号已经被系统硬件占用，具体使用

情况如表5-3-2示。两片8259A的端口地址为：主片8259使用020H和021H两

个端口；从片使用0A0H和0A1H两个端口。系统初始化两片8259的中断请求信

号均采用上升沿触发，采用全嵌套方式，优先级的排列次序为。级最高，依次为

1级、8级〜15级，然后是3级〜7级。

在扩展系统总线上的INTR对应的中断线就是PC机保留中断其中的一个。对

1NTR中断的初始化PC机已经完成，在使用时主要是将其中断屏蔽打开，修改中

断向量。

表5-3-2PC微机系统中的硬件中断

中断号功能中断向里号中断向量地址

主8259IRQO日时钟计数器008H0020H-0023H

主8259IRQ1犍盘09H0024H-0027H

主8259IRQ2接从片82590AH0028H-002BH

主8259IRQ3串行口20BH002CH-002FH

主8259IRQ4申行口10CH0030H〜0033H

主8259IRQ5并行口20DH0034H〜0037H

主8259IRQ6软盘0EH0038H〜003BH

主8259IRQ7并行口10FH003cH〜003FH

从8259IRQ8实时钟70H01C0H-01C3H

从8259IRQ9保留71H01C4H-01C7H

从8259IRQ1O保留72H01C8H-01CBH

从8259IRQ11保留73H01CCH-01CFH

从8259IRQ12保留74H01D0H-01D3H

从8259IRQ13协处理器中断乃H01D4H-01D7H

从8259IRQ14硬盘控制器76H01D8H-01DBH

从8259IRQ15保留77H01DCH-01DFH

4、实验说明及步骤

中断查询方式应用实验

8259支持查询方式检测中断请求，具体过程为：设置82590CW3中的P位为

1即可执行查询命令，8259将下一个I/O读命令视作一次中断响应。如果有中断

请求，则置ISR中的相应位并读优先级。从0CW3写操作到I/O读操作期间禁止

中断，读出字节的最高位为1表示有中断，最低3位(DO-D2)为最高优先级中断

请求源的编码。查询字格式如图5-3-4所示。

D7D6D5D4D3D2DIDO

|I|・||||W2|W1|W0

0：无中断请求W2W1W0：请求中断中

1：有中断请求优先级技高的中断源编码

图5-3-482590CW3查询字格式

本实验要求使用这种方法编写程序处理实验单元8259IR0和IR1请求的中

断，IR0请求在屏幕上显示字符“0”，IR0请求则在屏幕上显示字符“1”以示中

断到来。IR0和IR1分别用一个单次脉冲的上升沿模拟中断产生。参考流程如图

5-3-5所示，参考实验接线图如图5-3-6所示。

向实验系统中8259发

中断结束命令

I退;I'；程序|

图5-3-5实验参考流程图

D7

XD6><

XlSsQD6

单

：D5

D4次

XD3

邹D3IROKK1+

XD2股

D2

XD18259

羽D1冲

DO单元IR1KK2+

单

XIOW

WR元

XIOR二

)RD

K~YQCS

XA2

AO

图5-3-6参考实验接线图

实验步骤如下：

a）确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。

b）运行Tdpit集成操作软件，查看系统资源分配情况，记录与所用片选信

号对应的I/O端口始地址。

C）参考实验流程图编写程序，注意使用正确的端口地址，然后编译链接。

d）参考实验接线图连接实验线路。

e）运行程序，按动KK1+、KK1+按键，观察中断响应是否正常。

f）将IRO,IR1改为IR6,IR7,观察实验结具。

拓展实验：

将1R0,1R1修改为1R6,1R7的实验代码

5、实验代码及注释

8259中断查询方式应用实验代码

；***********根据查看端口资源修改卜列符号值*******************

IOYOEQUOD800H;片选10Y0对应的端口始地址

•*7**1**1**T**T**T**1**T**7**4^*T**1**T**T**1**T**T**T**1**T**T**T**T*

MY8259^ICW1EQUIOYO+OOH;实验系统中8259的ICW1端口地址

MY8259ICW2EQUZ0Y0+04H；实验系统中8259的ICW2端口地址

MY8259_ICW3EQU10Y0+04H;实验系统中8259的ICW3端口地址

MY8259_ICW4EQU二OYOiO4II;实验系统中8259的ICW4端口地址

MY8259OCW1EQUI0Y0+04H；实验系统中8259的0CW1端口地址

MY8259_0CW2EQU20Y0+001I；实验系统中8259的0CW2端口地址

MY8259OCW3EQUZOYO+OOH；实验系统中8259的0CW3端口地址

STACK1SEGMENTSTACK

DW256DUP(?)

STACK1ENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:CODE

START:MOVDX,MY8259TCW1；初始化实验系统中8259的TCW1

MOVAL,13H;边沿触发、单片8259、需要IC沿

OUTDX,AL

MOVDX,MY8259_ICW2；初始化实验系统中8259的1CW2

MOVAL,08H

OUTDX,AL

MOVDX,MY8259_ICW4；初始化实验系统中8259的ICW4

MOVAL,01H；非自动结束E0I

OUTDX,AL

MOVDX,MY8259_OCW1;初始化实验系统中8259的OCW1

MOVAL,OPCI1;打开1R0和IR1的屏蔽位

OUTDX,AL

QUERY:MOVAH,1；判断是否有按键按下

INT16H

JNZQUIT；有按键则退出

MOVDX,MY8259_OCW3;向8259的0CW3发送查询命令

MOVAL,OCH

OUTDX,AL

INAL,DX;读出查询字

TESTAL,80H；判断中断是否已响应

JZQUERY；没有响应则继续查询

ANDAL,03H

CMPAL,OOH

JEIROISR;若为IRO请求，跳到IR0处理程序

JNEIR1ISR;若为IR1请求，跳到IR1处理程序

JMPQUERY

IROISR:MOVAL,3011;IR0处理,显示字符0

MOVAH,OEH

INT10H

MOVAL,20H

INT10H

JMPEOI

1R1ISR:MOVAL,3111;IR1处理，显示字符1

MOVAH,OEH

INT1011

MOVAL,20H

INT10H

EOI:MOVDX,MY8259_0CW2;向实验系统中8259发送中断结束命令

MOVAL,2011

OUTDX,AL

JMPQUERY

QUIT:MOVAX,4C00H;结束程序退出

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

将IRO,IR1修改为IR6,IR7的实验代码

；***********根据查看端口资源修改下列符号值*******************

I0Y0EQUOD800H;片选IOYO对应的端口始地址

■*X**1**1*«2^*X**1*>1*

*J**j****J**j**J**J**J**j**J*

MY8259_ICW1EQUZOYO+OOH;实验系统中8259的ICW1端口地址

\1Y8259__1CW2EQU10Y0+04H;实验系统中8259的1CW2端口地址

MY8259TCW3EQU：0Y0+04H；实验系统中8259的TCW3端口地址

\1Y8259__ICW4EQUI0Y0+04H;实验系统中8259的ICW4端口地址

MY8259OCW1EQUZ0Y0+04H;实验系统中8259的OCW1端口地址

\1Y8259__OCW2EQUIOYO+OOH;实验系统中8259的OCW2端口地址

MY8259.OCW3EQU二OYO+OOH；实验系统中8259的OCW3端口地址

STACK1SEGMENTSTACK

DW256DUP(?)

STACK1ENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:CODE

START:MOVDX,MY8259_ICW1；初始化实验系统中8259的1CW1

MOVAL,13H；边沿触发、单片8259、需要ICW4

OUTDX,AL

MOVDX,MY8259_ICW2；初始化实验系统中8259的ICW2

MOVAL,08H

OUTDX,AL

MOVDX,MY8259ICW4；初始化实验系统中8259的ICW4

MOVAL,01H;非自动结束E0I

OUTDX,AL

MOVDX,MY8259OCW1；初始化实验系统中8259的OCW1

MOVAL,03FH;打开IR6和IR7的屏蔽位

OUTDX,AL

QUERY:MOVAH,1；判断是台有按键按下

INT16H

JNZQUIT；有按键则退出

MOVDX,MY8259_OCW3;向8259的OCW3发送查询命令

MOVAL,OCH

OUTDX,AL

INAL,DX;读出查询字

TESTAL,80H;判断中断是否已响应

JZQUERY；没有响应则继续查询

ANDAL,O1H

CMPAL,OOH

JE1R61SR;若为1R6请求，跳到1R6处理程序

JNETR7TSR；若为IR7请求,跳到IR7处理程序

JMPQUERY

IR6ISR:MOVAL,36H;IR6处理，显示字符6

MOVAH,OEH

INT1OH

MOVAL,2011

INT10H

JMPE01

IR7ISR:M0VAL,37H;IR7处理，显示字符7

MOVAll,OEH

INT10H

MOVAL,2011

INT10H

EOT:MOVDX,MY82590CW2；向实验系统中8259发送中断结束命令

MOVAL,20H

OUTDX,AL

JMPQUERY

QUIT:MOVAX,4C00H；结束程序退出

INT2111

CODEENDS

ENDSTART

6、实验结果及分析

1）基础实验:

地址查询结果：

1C:\IftNCDU\PIIPP>cd

iddubug

C:\TfiNGDU\PITPP\TDDEBUOcheck

****♦****♦***♦****ConfigurationInformation***«««««««*«*«*•«<

I/OAddress：IOV0:DC80—DC3F(64B)

10V1：DC40--DC7F(64B)

I0V2：DC80—DCBF(64B)

I0V3:DCC0-DCFF(64B)

MENAddress:HV0：DE000000-DE3FFFFF(4MB)

MY1:DE408088-DE7FFFFF(4MB)

MY2:DE800008-DEBFFFFF(4MB)

MY3：DEC80806-DEFFFFFF(4MB)

INTRNunber:11INTRIUADD:01CCH

INTKOCN1:A1H

INTK0CH2:ASH

INTRIM:F7H

PCIINTCSR:D478H

接线图:

f4mv<t得力”

•个3

E”八心K；

“皿5iUHM

HU痴I°Gimun38”;

一◎”性

JOTIIT、,..：.a

叫jpnu

TTTTTT*TFTfr

SSSSffsff

HUH：口二口

输入代码如图:

;♦*****♦*********].J[g]|||]口「『"I"*IIIlir|*******************

IOV0EQU0DC80H小杆.0%注蚓_j1r1ro什1nl

；****************************************************♦************

力r

MV16550JEQUIOV0*B0H>4;16550^Jh||||oyi

;1655MW力jInl

MV16558.1EQUIOV0*01H*4nlnl

MV16550JEQUIOV0*93H»4;16558%升出lnl

STACK1SEGMENTSTACK

DH256DUP(?)

STRCK1ENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS：CODE

START：HOUDX,MV16550J

HOUAL88H

OUTDX>AL

MOUDX,MY16558_8

ASSUMECS：C()DE

START：NOVDX,MV8259JCN1；|J力叫华IT小2591-ICH1

MOUftL,13H;师师向M网259//向4

OUTDXM

MOUDX,MV8259_ICH2；附叫例=心2591132

HOUAL.08H

OUTDX.AL

MOUDX,NV8259_ICM4

MOUftLJIH

OUTDX,AL

MOUDX,HV8259_OCN1川”1»气FYT小259|Y