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1、,不可屏蔽中断请求,中断逻辑,单步,中断控制器,8259,外部中断,NMI,INTR,CPU,IBM PC 机中断系统,7.4 可编程中断控制器8259A,8259A能管理8级外中断，在不增加其他电路的情况下，通过芯片级联方式能扩充为主从式中断系统，最多可以管理64级外中断（9片）。,通过编程8259A可以工作在多种不同方式，如边缘/电平触发、无缓冲/缓冲、特殊屏蔽、优先循环等方式。,D7D0 RD 中断服务 中断优先 中断请求 IR0 WR 寄存器 级分析器 寄存器 IR7 INT ISR PR IRR INTA 地 地址 CS ICW1 IMR（OCW1） 址 线 译码 ICW2 OCW2
2、 A0 CAS0 ICW3 OCW3 CAS1 操作命令字寄存器 CAS2 ICW4 SP/EN 初始化命令字寄存器,7.4.1 8259A的编程模型,1. 中断请求寄存器IRR 8位，存放外中断的中断请求IRQ0IRQ7 ，若 IRQi 有外中断请求时，则相应的 Di 位置为1,3. 中断服务寄存器ISR 8位，记录当前正在处理中的所有中断级，当某个（或几个）中断级正在被服务时，ISR中对应位置为,2.中断屏蔽寄存器IMR 8位，对IRR起屏蔽作用。当某中断需要屏蔽时，IMR中的对应位置置，这个过程可以用OCW1 动态控制。,4. 优先级判别器PR 对保存在IRR中未被屏蔽的中断请求进行判优
3、，确定最高优先级。当CPU响应这个中断请求，ISR的对应位置1。,5. 初始化命令字寄存器ICW1ICW4 均为8位寄存器，初始化时用于存放8259A的初始化命令字ICW1ICW4，在以后的操作过程中基本保持不变,6. 操作命令字寄存器OCW1OCW3 均为8位寄存器，用于存放操作数OCW1OCW3，以实现对中断过程动态管理。其中，寄存器OCW1即中断屏蔽寄存器IMR,注意：寄存器ICW1ICW4和OCW1OCW3只占用两个I/O端口地址（奇地址和偶地址），由引脚A0的输入信号来选择。,7.4.2 8259A的外部引脚,D0D7数据线，双向三态数据线 RD和WR读写控制线 IRQ7IRQ0中断
4、请求输入信号 INT中断请求输出，接至CPU的INTR INTA中断允许输入，接至CPU的INTA CAS0CAS2级联信号线，用于级联 SP/EN从片/允许缓冲信号，双重功能引脚，在工作于缓冲方式时，用作输出（EN），控制缓冲器的收发；SP用于控制是主片还是从片，SP=0是从片，SP=1时是主片，这时它作为输入。,INTA INTA CAS0 IRQ0 CAS1 1RQ1 INTA CAS2 CAS0 INT IRQ7 INTR CAS1 SP/EN INT CAS2 IRQ0 IRQ1 INTA CAS0 IRQ0 IRQ7 CAS1 IRQ1 SP/EN CAS2 +5V INT IRQ
5、7 SP/EN,7.4.3 8259A的工作方式,1. 中断嵌套方式,普通全嵌套方式,特殊全嵌套方式,普通全嵌套方式是8259A最基本、最常用且是默认的工作方式，简称为全嵌套方式。 该方式的中断优先权固定，IRQ最高，依次到IRQ最低。只有优先权更高的中断才能打断某个正在进行的中断服务程序（前提CPU处于开中断状态）,主要用在级联情况，与全嵌套方式基本相同，除了： CPU响应某从8259A中断请求后，并不屏蔽该从片的中断 退出中断服务程序之前，要检查该从8259A中是否还有其它中断源 （送EOI，检查ISR，为0表示无其它中断）,2. 中断屏蔽方式,普通屏蔽方式,特殊屏蔽方式,根中断线中任一根
6、都可根据要求单独屏蔽，只要将IMR寄存器的对应位置，就可屏蔽掉相应的中断请求,正在处理的中断优先级别最低，其他未屏蔽的中断源都可中断其服务程序,3. 中断优先权循环方式,全嵌套方式中，中断源的优先权是固定的，故又称为固定优先权方式。 实际中，中断源的优先权不一定有明显的等级，而且优先权还有可能改变 在8259A中有下列两种改变优先权的方法： 自动循环方式（等优先权方式） 特殊循环方式（指定最低级的循环方式）,自动循环方式（等优先权方式）,某级中断被处理完，它的优先级别降为最低，而原来比它低一级的中断请求升为最高级。,例： 初始顺序由高到低： IRQ、IRQ、IRQ 若IRQ中断，其服务程序执行
7、完后， 调整顺序由高到低： IRQ、 、IRQ、IRQ、 、IRQ,可见各中断源具有相等的优先权，故自动循环方式又称为等优先权方式,特殊循环方式（指定最低级的循环方式）,初始优先权不是固定的，而是在程序中利用操作命令字指定最低优先级，其他中断源的优先级也随之确定,例： 初始设置IRQ5优先权最低： 则最初优先权由高到低为： IRQ6、 IRQ7、IRQ、 、IRQ、IRQ5,4. 中断查询方式,查询方式可用来查询8259A是否有中断请求正在被处理，如果有，则给出当前处理的最高优先级是哪一级,用操作命令字OCW3可以设置8259A为查询方式，之后用一条IN指令即可以从数据总线上读取中断状态字 中
8、断状态字格式如图：,5. 中断结束方式,中断处理结束后须将ISR相应位清，以开放同级或低级的中断请求，清除的方式就是中断结束方式 。,CPU响应中断请求时，在第二个INTA脉冲的后沿，由8259A自动将ISR的相应位清 只能用于不允许中断嵌套的场合,自动结束方式,非自动结束方式(常用),中断服务程序末尾向8259A发出中断结束（EOI）命令以清除ISR对应位 普通的EOI命令:自动清除最高优先权位 全嵌套方式 特殊的EOI命令:位编码指定清除位 任意方式,6. 中断触发方式,8259A的IRQi引脚上出现上升沿信号表示有中断请求,边沿触发方式,电平触发方式,8259A的IRQi引脚上出现高电平
9、信号表示有中断请求 该方式下，应注意及时撤除高电平，否则可能会引起不应该出现的第二次中断,7.4.4 8259A的的编程,1.初始化命令字（ICW）,用来规定8259A的初始状态,ICW1 、 ICW2 、 ICW3 、 ICW4,（1）ICW1字用于设置中断请求信号的有效形式、单片/级联、是否跟ICW4字等,向8259A写入ICW1时，8259A自动设置以下状态：,将中断屏蔽寄存器IMR清； 分配IRQ7的优先权为7（即最低级）； 清除特殊屏蔽方式（以后可以由OCW2改动）； 若IC4，则将寄存器ICW4清,说明：在IBM-PC机中，ICW1=00010011B（13H），其工作方式为：中断
10、请求信号为上沿触发，单片方式，后要跟ICW4字。 装入程序： MOV AL，13H； OUT 20H，AL；,说明：在IBM-PC机中，ICW2=00001000B （基值为08H）， 即：0级中断类型码为08H（IRQ0）， 1级中断类型码为09H（IRQ1）， ，7级中断类型码为0FH（IRQ7）。,（2）ICW2字用于设置中断类型码的基值,（3）ICW3字仅用于级联,A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,1,（奇地址21H）,若为从8259，则对应主8259的相应位,从属ICW3,0 0 0 0 0,（4）ICW4字当ICW1字中的D0=1时要装入,A0 D7 D6 D5
11、 D4 D3 D2 D1 D0,1 0 0 0 SFNM BUF M/S AEOI uPM,（奇地址21H）,1:8086/88,0:8080/85,1:自动结束,0:正常结束,0：非缓冲方式 10：缓冲方式/从片 11；缓冲方式/主片,1:特殊全嵌套方式,0:正常全嵌套方式,特征位，恒为0,（5）8259A初始化字装入规则,1、对于每片8259，ICW1和ICW2是必须的。但ICW3和ICW4则根据需要设置。如果在级联方式下，需要设置ICW3；,2、级联情况下，主片和从片8259均要设置ICW3。但主片和从片的ICW3设置的内容不同。,3、ICW1必须写在偶地址寄存器中（20H），而ICW1
12、ICW4则必须写在奇地址寄存器中，并且要注意顺序，不能顺序颠倒或无序。,4、主8259或从8259只有经过初始化后，才能正常工作。后面对OCW进行控制才能有效。,例：某8088系统中8259A单级使用， 端口地址80H和81H：,MOV AL，18H；ICW2字 OUT 81H，AL；,2. 操作命令字OCW,写入初始化命令字以后，8259A就处于就绪状态。 如果要改变中断优先权管理方式或状态，或者需要读8259A内部寄存器，则需要向8259A写入有关操作命令字。,OCW1、OCW2 、 OCW3,可随时写入操作命令字 写入时可以不按顺序进行,（1）OCW1中断屏蔽操作命令字IMR， 奇地址（
13、A0=1，如21H） D0D7位： 0：允许中断 1：屏蔽中断。,（2）OCW2优先循环和中断结束方式操作命令字,说明： D7（R）优先循环方式设定位 0：非循环方式07级总是0级最高，7级最低； 1：优先级循环方式07级循环成为最高优先级；,D6（SL）设定L2，L1，L0有效位 0： L2，L1，L0无效； 1： L2，L1，L0有效；,D5（EOI）中断结束命令位 当ICW4字中的AEOI=1时（非自动结束方式），则由该位结束中断，即用EOI=1使ISR（中断服务寄存器）的相应位复位(清0)。 操作：MOV AL， 20H； OUT 20H，AL；,R、SL、EOI三位组合为中断结束方式
14、及循环方式,D4，D3特征位，恒为0,D2D1D0（L2L1L0）当SL=1时有效，用于指示该操作命令字涉及的哪一级中断。 例：L2L1L0=111，则7级为最低，0级为最高，依次为：01267 例：L2L1L0=011，则3级为最低，4级为最高，依次为：45623,（3）OCW3字,说明： D7无意义 D6(ESMM)D5 (SMM) 0 ：无意义 1 1：特殊屏蔽方式设置(不分优先级执行中断) 1 0：特殊屏蔽方式撤消(恢复原有优先级),D4，D3 特征位（恒为0，1）,D2（P）中断查询方式设置位 0：为非查询方式 1：为中断查询方式，即查询决定优先级的次序（常用于级联）,D1（RR）D0（RIS）8259A内部寄存器 读出方式设置位 0：读IRR（中断请求） 1 1：读ISR（中断服务）,P、PR、RIS三位组合方式,（4）OCW字发送规则可不按顺序，但要分清地址,7.4.5 8259A的应用,8259A在IBM PC/XT机中的应用,一片8259A 基地址20H和21H,中断级 类型码 向量地址（0000H段） 功能 0级 08H 020H023H 实时时钟 1级 09H 024H027H 键盘 2级 0AH 028H02BH 保留（可做实验口） 3级 0BH 02CH02FH 保留（
