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1、实验五 基本 IO 口扩展与8259中断实验一、实验目的1. 了解 TTL 芯片扩展简单 I/O 口的方法；2. 掌握数据输入输出程序编制的方法。3. 掌握 8259A 中断控制器的工作原理；4. 掌握 8259A 可编程中断控制器的应用编程。二、实验设备1. PC 机一台2. QTH-8086B 16 位微机教学实验仪一套三、实验说明1. 74LS244 是一种三态输出的8总线缓冲驱动器，无锁存功能，当 G 为低电平时，Ai 信号传送到Yi，当为高电平时，Yi 处于禁止高阻状态。2. 8259A中断控制器中断控制是微机系统的主要管理方式之一，也是处理器与外设之间通信的最有效方法之一。它可74
2、LS273 是一种 8D 触发器，当 CLR 为高电平且 CLK 端电平正跳变时，D0D7 端数据被锁存到8D 触发器中。以减少系统为反复查询外部设备状态而消耗的时间，提高了系统的整体运行效率。在现代 16 位微机系统中，系统的中断有两类：软件中断和硬件中断。硬件中断可以实现微机系统对外设的管理，由8259 中断控制器来完成。（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
3、求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。同时，在不需增加其它电路的情况下，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：记录各级中断源请求，判别优先级，确定是否响应和响应哪一级中断，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 3-2-1 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 ICW1ICW4 和操作命令字 OCW1OCW3 分别写入初始化命令寄存器组和操作命令寄存器组。ICW1-ICW4 各命令字格式如图 3-2-2 所示，OCW1-OCW
4、3 各命令字格式如图 3-2-3 所示,其中OCW1 用于设置中断屏蔽操作字，OCW2 用语设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字，OCW3用语设置和撤消特殊屏蔽方式，设置中断查询方式以及设置对 8259 内部寄存器的读出命令。10QTH-*086B 实验系统说明书图 2 8259 内部结构和引脚图A0D7D6D5D4D3D2D1D0000*1LTIMADIS*GLI*48086/88 不用8*86/88 不用特征位0：边沿触发无效0：单片使用0：不需要 ICW41：电平触发1：多片级联图 3 （a） ICW1 格式A0D7*6D5D4D3D*1D01中断类型高 5 位8086/88 不
5、用图 3 （b） ICW2 格式A0D7D6*5*D3*2D1D01S*6S5*4S*S*1S0主片A0D7D*D5D4D*D2D1D01不可用*D2ID1ID0从片图 3 （c） *CW3 格式A0D*D6D5D4D3D2D1D01000SFN*B*F*/SAEOIUPM图 3 （d） ICW4 格式11QTH-808*B 实验系统说明书图4 8259 命令字格式(2) 8259 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。对寄存器和命令字的访问控制如表 3-1 所示。表 3-1 8259 寄存器及命令的访
6、问控制A0D4D3读信号写信号片 选操 作0*10读出 *SR，IR* 的内容1010读出 IMR 的内容*00100写入 OCW*001100写入 *CW301X100写入 ICW11XX100写入 OCW1，ICW2，ICW3，I*4(3) PC 微机系统中 8259A 的应用在现代 PC 微机系统中，系统中包含了两片 82*9A 中断控制器，经级连可以管理 16 级硬件中断，其中部分中断源已经被系统硬件占用，具体使用情况如表 3-2 示。两片 8259A 的端口地址为：主片在 020H-03FH，实际使用 020H 和 021H 两个端口；从片在 0A0H-0BFH 范围，实际使用 0A
7、0H 和 0A1H 两个端口。*2QTH-8086B 实验系统说明书表 3-2 PC 微机系统中的硬件中断中 断 源功 能中断向量号中 断 源功 能中断向量号主 8259A IRQ0定时中断08*主 8259A IR*8实时钟*0H主 8259A IRQ1键盘中断09H主 825*A IRQ9保留7*H主 *259A IRQ2接从 8259A0AH主 8259A *RQ1*保留72H主 8259A I*Q3*OM20BH主 825*A IRQ11保留73H主 *259A IR*4*OM*CH主 8*5*A *Q12保留74H主 *259* I*5硬盘/并口 2 中断0*H主 82*9* IRQ
8、1*写处理中断75H主 8*59A IRQ6软盘0E*主 8*9A IRQ1*硬盘控制器76H主 82*9A IRQ7打印机*H主 *259A IRQ15保留*7H四、实验原理图图 1 7LS244 与 74LS273 扩展 I/O 口原理图五、实验内容1. 利用 74LS244 作为输入口，读取开关状态，并将此状态通过 74LS27* 驱动发光二极管显示出来。2. 用脉冲作为中断源，编写一实验程序，完成按键中断的响应，每产生一次按键中断，中断次数加1。通过并行接口芯片8255，将中断号和中断次数分别从8255的A口和B口送两排8个LED灯分别显示出来，拨动开关 KN09 观察数码管的变化；改
9、变中断输入，观察显示变化。六、实验步骤1. 基本I/O扩展(1) 实验连线：244 的 CSMCU 主模块的地址 A15，Y7Y0开关 K01K08。273 的 CSMCU 主模块的地址 A14，Q7Q0发光二极管 L1L8。该模块的 WR、RD 分别连到 MCU 主模块的 WR、RD。该模块的数据（AD0AD7）连到 MCU 主模块的数据（AD0AD7）。(2) 运行程序：IO.ASM(3) 拨动开关，观察发光二极管的变化2. 8259中断实验（1）实验连线：n 8259 模块选通线 CS 连到 MCU 主模块的地址 A14。n 8259 模块的 WR、RD 分别连到 MCU 主模块的 WR
10、、RD。n 8259 模块的数据（AD0AD7）、地址线（A0A7）分别连到 MCU 主模块的数据（AD0AD7）、地址线（A0A7）。n 8259 模块的 INTA 接 MCU 主模块的的 INTA，INT 接 MCU 主模块的 INTR，IRx(指 IR0IR7 中的任一个)接信号源模块的 1H。n 8255 模块的 WR、RD 分别连到 MCU 主模块的 WR、RD。n 8255 模块的数据（AD0AD7）、地址线（A0A7）分别连到 MCU 主模块的数据（AD0AD7）、地址线（A0A7）。n 8255 模块选通线CE 连到 MCU 主模块的地址 A15。n 8255 模块的 A口PA
11、0-PA7接发光二极管 L9L16；B口PB0PB7接发光二极管L1L8。（2） 运行程序：INTR.ASM。七、实验报告要求：1. 给程序未加注释的语句加上注释；2. 分别写明两个实验中连线操作各步骤的目的和作用；3. 改变与各芯片CS连接的地址线，端口地址做何修改？4. 归纳总结LS244和LS273的作用及其编程方法；4. 归纳总结中断编程步骤；5. 总结比较I/O接口查询方式与中断方式的各自的特点。七、源程序清单及其每句的注释 1、基本I/O扩展：IO.ASMLS244EQU7000H ;定义LS244端口地址LS273EQU0B000H ;定义LS273端口地址DATA SEGMEN
12、T ;数据段A DB 20 DUP(0)DATA ENDSSTACK SEGMENT STACK ;堆栈段DB 100 DUP(0)STACK ENDSCODE SEGMENT ;代码段 ASSUME CS:CODE, SS:STACK,DS:DATA ORG0100H ;段程序的起始地址MAIN:MOV AX, DATAMOV DS, AX ;设置数据段MOV AX, STACKMOV SS,AX ;设置堆栈段MOVSP,9000HMOVDX,LS244;LS244地址给DX，读取开关状态INAL,DX ;输入开关状态到ALMOVDX,LS273 ;LS273地址给DX，读取二极管状态OUT
13、DX,AL;AL内容送LED显示JMPMAIN ;无条件跳转，循环MAINCODE ENDS END MAIN2. INTR.ASM;数据线、地址线;8255读写信号接WR、RD，选通信号CE接A15，PA0-PA7接发光二极管 L16L9；;PB0PB7接发光二极管L8L1。;8259读写信号接WR、RD，选通信号CS接A14，INTA接INTA，INT接INTR，IR0接脉;冲电路的上升沿用A82590EQU0B000H ;设8259A，A0端口地址是0B000HA82591EQU0B001H ;设8259A,A1端口地址是0B001HA8255EQU7000H ;设8255A0端口地址是7000H
