可编程中断控制器intel 8259a

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1、第7章 输入/输出与中断 7.5 可编程中断控制器Intel 8259A 芯片的特点：-可编写程序控制芯片的多项功能-可提供多中断源的中断类型码-中断源有多种触发方式-可屏蔽/允许输入端的中断源-采用NMOS工艺制造，只需要一组5V电源使用形式：-单片方式可提供8个中断源-级联方式最多提供64个中断源（9片） 第7章 输入/输出与中断 8259A引脚及功能示意图28个DIP封装8个中断源输入8个数据线1位片内地址线3条控制线4条级联线2条中断响应请求线2条电源线 图7.22 8259A引脚第7章 输入/输出与中断 8259A引脚及功能结构与中断源有关（14个）IR7IR0：外部中断源输入引脚I

2、NT：中断请求输出引脚，接8086CPU的INTR：中端响应输入引脚，接8086CPU的CAS0 CAS2：级联选择线SP/EN：级联控制线第7章 输入/输出与中断 8259A引脚及功能结构与CPU有关（12个）D7D0：8位数据传送线INT：中断请求输出引脚，RD、WR：读/写控制线CS：片选控制线A0：片内地址线第7章 输入/输出与中断 7.5.2 8259A的内部结构及外部引脚18259A的内部结构 图7.21 8259A内部结构框图 第7章 输入/输出与中断 中断请求寄存器IRR(Interrupt Request Register)，8位，接受并锁存来自IR0IR7的中断请求信号，当

3、IR0IR7上出现某一中断请求信号时，IRR对应位被置1；中断屏蔽寄存器IMR(Interrupt Mask Register)，8位，若IRR中记录的各级中断中有任何一级需要屏蔽，只要将IMR的相应位置1即可，未被屏蔽的中断请求进入优先权判别器；中断服务寄存器ISR(In-Service Register)，8位，保存当前正在处理的中断请求，例如，如果ISR的D2=1，表示CPU正在为来自IR2的中断请求服务；优先权判别器PR(Priority Resolver)能够将各中断请求中优先级最高者选中，并将ISR中相应位置1。若某中断请求正在被处理，8259A外部又有新的中断请求，则由优先权判别

4、器将新进入的中断请求和当前正在处理的中断进行比较，以决定哪一个优先级更高。若新的中断请求比正在处理的中断级别高，则正在处理的中断自动被禁止，先处理级别高的中断，由PR通过控制逻辑向CPU发出中断申请INT。 第7章 输入/输出与中断 数据总线缓冲器是8259A与系统之间传送信息的数据通道。读/写控制逻辑包含了初始化命令字寄存器和操作命令字寄存器。其功能是确定数据总线缓冲器中数据的传输方向，选择内部的各命令字寄存器。当CPU发读信号时将8259A的状态信息放到数据总线上；当CPU发写信号时，将CPU发来的命令字信息送入指定的命令字寄存器中。级联缓冲/比较器用来存放和比较在系统中用到的所有8259

5、A的级联地址。主控8259A通过CAS0、CAS1和CAS2发送级联地址，选中从控8259A。 第7章 输入/输出与中断 28259A的外部引脚8259A采用28脚双列直插封装形式，如图7.22所示。CS：片选信号，输入，低电平有效，来自地址译码器的输出。只有该信号有效时，CPU才能对8259A进行读/写操作。WR：写信号，输入，低电平有效，通知8259A接收CPU从数据总线上送来的命令字。RD：读信号，输入，低电平有效，用于读取8259A中某些寄存器的内容(如IMR、ISR或IRR)。 第7章 输入/输出与中断 D7D0：双向、三态数据线，接系统数据总线的D7D0，用来传送控制字、状态字和中

6、断类型号等。IR7IR0：中断请求信号，输入，从I/O接口或其他8259A(从控制器)上接收中断请求信号。在边沿触发方式中，IR输入应由低到高，此后保持为高，直到被响应。在电平触发方式中，IR输入应保持高电平。INT：8259A向CPU发出的中断请求信号，高电平有效，该引脚接CPU的INTR引脚。INTA：中断响应信号，输入，接收CPU发来的中断响应脉冲以通知8259A中断请求已被响应，使其将中断类型号送到数据总线上。 第7章 输入/输出与中断 CAS0CAS2：级联总线，输入或输出，用于区分特定的从控制器件。8259A作为主控制器时，该总线为输出，作为从控制器时，为输入。SP/EN：从片/允

7、许缓冲信号，输入或输出，该引脚为双功能引脚。在缓冲方式中(即8259A通过一个数据总线收发器与系统总线相连)，该引脚被用做输出线，控制收发器的接收或发送；在非缓冲方式中，该引脚作为输入线，确定该8259A是主控制器(SP/EN1)还是从控制器(SP/EN0)。8259A的级联方式如图7.23所示。 A0为地址输入信号，用于对8259A内部寄存器端口的寻址。第7章 输入/输出与中断 7.5.3 8259A的工作过程初始化工作过程8259初始化是由CPU发送2-4个初始化命令字ICW来实现的。接受外设中断请求初始化后8259进入正常工作状态。当外部中断源通过IRn引脚向 8259发出有效中断请求时

8、，8259会自动将其内部中断请求寄存器 IRR的相应位置1以记录并保持外设的中断请求。中断屏蔽判断中断请求寄存器IRR中的被置位与中断屏蔽寄存器IMR的相应位 比较，如果没有被屏蔽，信号被送入优先级分析器。第7章 输入/输出与中断 中断判断中断请求进入优先权分析器PR后，PR将其中的最高优先权与服 务状态寄存器ISR中正在处理的中断优先权比较以确定是否通过 INT脚向CPU送出中断请求信号。中断响应CPU接受到8259的中断请求后，如果CPU内的中断允许标志IF=1 ，则在当前指令执行完后进入中断相应周期。第7章 输入/输出与中断 注意： CPU收到中断请求后，若IF=1，则CPU完成当前指令

9、后，响应中断，即执行两个中断响应总线周期，在 引脚上发出两个负脉冲。8259A收到第一个负脉冲后，使IRR锁存功能失效，不接受IR0IR7上的中断请求信号；直到第二个负脉冲结束后，才又使IRR锁存功能有效，并清除IRR的相应位，使ISR的对应位置1，以便为优先级裁决器以后的裁决提供依据。收到第二个负脉冲后，8259A把当前中断的中断类型号送到D7D0，CPU根据此类型号进入相应的中断服务程序。第7章 输入/输出与中断 中断结束如果8259初始化为中断自动结束方式，即ICW4 的AEOI=1，在第 二个负脉冲结束时，ISR中的被第一个负脉冲置位的位即被复位 。如果8259初始化为非自动结束中断方

10、式，即ICW4 的AEOI=0，则 等到中断结束命令送到OCW2后，才清除ISR中的相应位，表明 中断服务程序结束。第7章 输入/输出与中断 7.5.4 8259A的编程8259A是可编程的中断控制器，它的工作状态和操作方式是由 CPU通过命令字进行控制的。8259A有两类命令字初始化命令 字ICW(Initialization Command Words)和操作命令字OCW(Operation Command Words)。相应地，在8259A的控制部分有7个CPU可访问 的寄存器，这些寄存器分成两组：一组用做存ICW，另一组存OCW 。当计算机刚启动时，用初始化程序设定ICW，即由CPU按

11、次序发 送24个不同格式的ICW，用来建立起8259A操作的初始状态，此后 的整个工作过程中该状态保持不变。相反，操作命令字(OCW)用于 动态控制中断处理，是在需要改变或控制8259A操作时随时发送的 。每片8259A有2个片内地址A0=0和A0=1，所有的命令字都是通过 这两个端口来发送的。注意，当发出ICW或OCW时，CPU中断申请 引脚INTR应关闭(使用CLI指令)。第7章 输入/输出与中断 1初始化命令字1) ICW1ICW1主要用于设置芯片控制方式，其格式及各位的定义如图7.24所示。 图7.24 ICW1的作用 第7章 输入/输出与中断 对A0=0的端口写入一个D4=1的数据，

12、表示初始化编程开始。D4：特征位，必须为1；D3：LTIM位，设置中断请求信号的触发方式，0为边沿触发，1为高电平触发。D1：SGNL位，是否工作在单片方式，0为多片级联，1为单片。D0：IC4 位，是否有ICW4，0表示后面不需设置命令字ICW4，1表示后面还需要设置ICW4。D2和D7D5这4位在仅对8080/8085系统有意义，8086/8088系统中这4位不用，通常置为0。 第7章 输入/输出与中断 2) ICW2ICW2用于设置中断类型号，写入A0=1的端口，其格式如图7.25所示。 图7.25 ICW2的作用 第7章 输入/输出与中断 在8086/8088系统中，只设置D7D3，即

13、只需设置中断类型号的高5位，编程时D2D0的值可任意设定(通常设为0)，D2D0的实际内容由8259A根据中断请求来自IR0IR7的哪一个输入端，自动填充为000111中的某一组编码，与高5位一同构成8位的中断类型号。例如，在PC/XT中ICW2为00001000B，则对于从IR0、IR1、IR2、IR3、IR4、IR5、IR6和IR7上引入的各中断请求，其相应的中断类型号为08H、09H、0AH、0BH、0CH、0DH、0EH和0FH。 第7章 输入/输出与中断 3) ICW3ICW3用于设置级联，写入A0=1的端口，格式如图7.26所示。 图7.26 ICW3的作用 第7章 输入/输出与中

14、断 只有当系统中有级联(ICW1的SNGL位为0)时，才写入ICW3。对于主片，ICW3的S0S7指明了IR0IR7各引脚连接从片的情况，置1的位表示对应的引脚有从片级联。例如，若主片ICW3的内容为07H(00000111B)时，说明主片的IR0、IR1、IR2上连有从片。对于从片，ICW3的D7D3不用，置0即可；用D2D0表示与主片的对应引脚级联，例如，若某从片ICW3的内容为07H，说明该从片的INT引脚与主片的IR7相连。 第7章 输入/输出与中断 4) ICW4ICW4用于设置8259A的工作方式，写入A0=1的端口，格式如图7.27所示。ICW1的IC4位为1时，才写入ICW4。

15、 图7.27 ICW4的作用 第7章 输入/输出与中断 D4：SFNM位，设置中断的嵌套方式，0为一般嵌套方式，1为特殊的全嵌套方式。D3：BUF位，若该位为1，则8259A工作于缓冲方式，8259A通过数据总线收发器和总线相连，SP/EN引脚为输出；该位为0，8259A工作于非缓冲方式，SP/EN引脚为输入，用做主片、从片选择端。D2：M/S位，当D3即BUF位为1时，该位才有效，用于主片/从片选择，0表示本片8259A为从片，1表示本片8259A为主片；当BUF位为0时，该位无效，可设为任意值。 第7章 输入/输出与中断 D1：AEOI位，设置结束中断方式。0表示中断正常结束，靠中断结束指

16、令清除ISR相应位；1表示自动结束中断，即CPU响应中断后，立即自动清除ISR相应位。D0：PM位，设置微处理器类型。0表示系统采用8080/8085微处理器；1表示系统采用8086/8088微处理器。 第7章 输入/输出与中断 2初始化编程8259A初始化流程图如图7.28所示。任何一种8259A的初始化都必须发送ICWl和ICW2，只有在ICWl中指明需要ICW3和ICW4以后，才发送ICW3和ICW4。一旦初始化以后，若要改变某一个ICW，则必须重新再进行初始化编程，不能只是写入单独的一个ICW。例如，PC/AT机中8259A的主片定义为：上升沿触发、在IR2级联从片、有ICW4、非AEOI方式、中断类型号08H0FH、一般的中断嵌套方式、端口地址是20H、21H；从片定义为：上升沿触发、级联到主片的IR2、有ICW4、非AEOI方式、中断类型号为70H78H、一般的中