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1、实用标准8259中断控制显示1. 课程设计的目的微机原理与接口技术课程设计注重提高学生应用能力、创新能力。在掌握了基 本的实验方法和实验技能且理论教学完成的基础上，要求学生通过一周的集中工作，初 步锻炼综合运用所学知识的能力，通过讨论与合作，完成一项完整的设计工作。更深入 的了解微机芯片的用法和程序的完成过程，调试方法及技巧。本课程设计需要综合应用 各种微机接口和其他单元电路构成小规模“原理”型的微机应用系统，体现了既强化本学科内容，又扩展知识面的特点。2. 设计方案论证2.1 8086和8259A的原理2.1.1 8086 微处理器8086是In tel系列的第三代微处理器。它是功能很强的
2、16位微处理器，它既能处 理16位数据，也能处理8位数据。它采用了 HMO高密度工艺，集成度达每片4万多晶 体管，单一+5V电源，主频为5MHZ/10MH。它的内部和外部的数据总线宽度都是 16位，20地址总线宽度20位，可寻址空间达2，即1MB2.1.1.1 8086 微处理器的功能结构8086微处理器由两个独立的工作部件：执行部件 EU (Execution Unit )和总线接 口不见 BIU (Bus In terface Unit )构成。EU由算术逻辑单元ALU通用数据寄指令的执行。它的具体功能有以下3个方面： 从BIU的指令队列缓冲器中取出指令，由EU控制器的指令译码器译码产生相
3、应的操作控制信号传给各部件。 对操作数进行算术运算和逻辑运算，并将运算结果的状态特征保存到状态寄存器 FR中。 EU不直接与CPU外部系统相连，当需要与主存储器或I/O设备交换数据时，EU 向BIU发出命令，并提供给BIU16位有效地址及所需传送的数据。BIU由4个16位段寄存器、16位指针寄存器、20位物理地址加法器、6字节指令 队列及总线控制逻辑组成，负责完成 CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。它的具 体功能有以下3个方面：BIU从主存取指令送到指令队列缓冲器。CPU执行指令时，总线接口单元要配合 EU从指定的主存单元或外设端口中取数据，将数据传送给EU或把EU的操作结果传送到指定
4、的主存单元或外设端口中计算并形成访问存储器的20位物理地址。8086CPI的内部功能结构框图如图1所示通用寄存器AHALBHBLCHULDHDLSPBP81DIII 垣覽寄存黠辅人励出校制电路外書线挽制电路2 3 4 56；指令队列 遥冲器标忠d!j件(EU)总线接口部件(BW)图1 8086CPU的内部功能结构框图2.1.1.2 8086 的引脚功能8086微处理器采用40引脚的DIP封装，如图2所示*0393837363S34338086 323130CPU 292827262S24232221vccADi5A1&S3 斗沖胸聆4 A1B5SBH37MN.MX一HOLDHELD WR M/
5、ld DT/ftALC, INTATEST READY RE3EY(Rft/QTO ) (MQTI ( k |(一53 (1Q50) (QS1J图2 8086的引脚(1) INTR(可屏蔽中断请求)：输入，高电平有效。当INTR=1,表示外设提出了中断请求。CPU在执行每条指令的最后一个时钟周期采用 此信号，若INTR=1且IF=1 (中断允许)，则响应中断。(2) (中断响应)：输出，低电平有效。有效表示对INTR的外部中断请求响应，进入中断响应周期(3) ADAD0 (地址/数据)：在总线周的T1状态输出要访问的存储器或I/O端口的地址，T2, T3状态，对于写操作，是传输数据，对于读操作
6、，则处于浮空状态，等待数据传入(4) A19/S6-A 16/S 3 (引脚35-38 ):地址/状态复用引脚，输出。在总线周期T1状态输出要访问的存储器的地址。T2-T4状态，用来输出CPU勺状态 信息。2.1.2可编程中断控制器8259A(8259A是专门为了对8086/8088进行中断控制而设计的芯片，它是可以用程序控 制的中断控制器。它具有如下功能：(1) 它可以接收多个外部中断源的中断请求，并进行优先级别判断，选中当前优先 级别最高的中断请求，再将此请求送到微处理器的中断输入端。(2) 具有提供中断向量、屏敝中断输入等功能。8259A通过级联方式构成最多可达(3) 可用于管理8级优先
7、权中断，也可以将多片512级优先权的中断管理系统。2.1.2 .1 8259A 芯片内部结构8259A可编程中断控制器有8个功能模块，如图3所示图3 8259A内部结构IRO IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7(1) 中断请求寄存器(IRR)中断请求寄存器(IRR)为8位，接受来自IROIR7的中断请求信号，当IROIR7 上出现某一中断请求信号时，IRR对应位被置1。(2) 中断屏蔽寄存器IMR中断屏蔽寄存器IMR为8位(8个中断输入)，用来存放对各中断请求的屏蔽信息。 当该寄存器中某一位置“1”表示禁止这一级中断请求进入系统，通过IMR寄存器可实 现对各级中断的有选择的屏蔽。(3)
8、 中断服务寄存器ISR中断服务寄存器ISR是8位寄存器，用来记录正在处理中的中断请求，当任何一级 中断响应，CPU正在执行它的中断服务程序时，ISR寄存器中相应位置“1” 一直保持 到该级中断处理过程中止。(4) 优先权判别器PR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(5) 读/写控制器用来接收来自CPU卖/写控制命令和片选控制信息。2.1.2 .2 8259A 芯片引脚功能8259A芯片有28条引脚，双列直插式封装。8259A芯片引脚图如图4所示CS128WR227RD326D7 425a
9、524D5623Dd72248259A足一8d292061019Do1118CAS01217CASl1316GND1415图4 8259A芯片引脚vccINTA%IR.RRi 叭 INT SP/ENCAS 2(1) INT: 8259A向CPL发出的中断请求信号，高电平有效，该引脚接CPU勺INTR 引脚。(2) 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。(3) 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。(4) IR7IRO:中断请求信号
10、，输入，从I/O接口或其他8259A(从控制器)上接收 中断请求信号。2.1.2.3 8259A 的编程8259A的初始化命令字共4个(ICWICW4。本次课程设计我选用ICW1边沿触发 方式。ICW1规定8259的连接方式(单片或级联)与中断源请求信号的有效形式(边沿或电平触发）。ICW1控制字如图5所示。（注意：D7、D6 D5 D2在8086/8088系统中不用，可为1，也可为0。）程序将ICW1设置成00010011B即ICW1实现需要ICW4的单片使用边沿触发方式。表1 ICW1控制字A。D7D6D5D4D3D2D1D00A7AAs1LTIMADISNGLIC4（1） D3（LTIM
11、）用来设定中断请求信号的形式。如果LTIM=1，则表示中断请求为电平触发方式。（2）D1（SNGL用来指出本片8259A是否与其他8259A处于级连状态。（3）当系统中只有一片8259A时，SNGL为1。（3）D0（IC4）用来指出初始化过程中是否设置ICW4若D0为0,表示不用ICW4若D0为1,表示用ICW4表2 ICW4命令字A。D7D6DsD4D3D2D1D01M6MsSFNMBUFM/SAEOI卩PM 卩 PM 当卩 PM=1 时，8086/8080 恒置 1;当卩 PM=0时，8080/8085 恒置 0。 AEOt当AEOI-1时，米用中断自动结束方式；当 AEOI-0时，米用一
12、般中断结束 方式。 M/S BUF当BUF M/S为“ 11 ”时，米用缓冲方式主片；当 BUF M/S为“ 10 ” 时，米用缓冲方式从片；当 BUF M/S为“ 01 ”和“00”时，米用非缓冲方式。 SFNM “ 1”代表特殊完全嵌套方式，“0”代表一般完全嵌套方式。在8086/8088系统中，ICW4是必须使用的，此时D0必定为1。8259A 操作命令字有3个，OCW1OCW3可独立使用。（1） OCW（屏蔽控制字）M&M0代表8个屏蔽位，用来控制IR0-IR7输入的中断请求信号。若 Mn=0则 中断被开放。主程序将OCW设置为11111011B即允许中断从IR2端进入。表3 OCW1
13、控制字A。D7D6D5D4D3D2DiD。1MM6M5M4M3M2MM0（2） OCW（控制中断结束和优先权循环的操作命令字） R,SL,EOI三位编码可定义多种不同的中断结束方式或发出置位优先权命令。 L0L2指定的R编码级别上执行；SL=0时，L0L2无效。 本次课设采用R=0固定优先权和非自动EOI （不指定）结束方式。 端口地址为偶地址（A0=0） ,D3D4=00是OCW的标志位。表4 0CW2S制字A。D7D6D5D4D3D2DiD00RSLEOI00L2LiL02.1.2.4 8259A 初始化流程图图5 8259A初始化流程图2.2锁存器CS 273锁存器(Latch)是一种对
14、脉冲电平敏感的存储单元电路，它们可以在特定输入脉冲 电平作用下改变状态。利用此锁存器与单次脉冲信号实现八个单色LED丁交替亮。2.3总体设计2.3.1 8259A中断控制显示的主要功能本课程设计用8086 8259A单次脉冲模块、扩展输出模块及八位逻辑电平显示模 块实现每按一次单次脉冲键，就产生一次中断，中断服务程序使输出状态反转一次。相 对应八位逻辑电平的LED灯交替亮。2.3.2程序编写流程图文案大全图6 8259A中断控制程序流程23 3 8259A电路原路图U10CP47CICADO 11ICAD1 10KAD 9ICAD3 SI匚心 1ICAD5 6ICAD6R12G IAD74.7KADO ADIAD2AD3AD4AD5ATX5AD7is厲丁 p；h19INT_1
