《可编程中断控制器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可编程中断控制器.ppt（37页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、可编程中断控制器8259A,第七章,中断系统是冯诺.依曼结构计算机的一项重要技术，尤其为解决当前高速运算CPU与低速外部设备信息交换之间的矛盾。8086系列有功能很强的中断系统，它可通过8259A可编程中断控制器来实现。中断控制器的功能是在有多个中断源系统中，协助CPU实现对外部中断的管理，对它们进行优先级排队后向CPU发出中断请求信号。8259A是可编程的8输入端中断控制器，其功能很强，也很灵活，但使用时比较复杂。,概 述,Intel8259A芯片有以下特点：单片8259A能管理8级中断。若采用级联工作方式，可以用9片8259A构成64级主从式中断系统。具有中断判优逻辑功能，且对每一级中断都
2、可以屏蔽或允许。中断响应后，能将预置的中断类型码自动提供给CPU。8259A可以通过编程工作在多种不同的方式，从而能方便的满足多种类型微机中断系统的需要。,1.8259A的内部结构和引脚功能,A0:地址码，选择内部控制寄存器,A0=0:选择内部偶地址,A0=1:选择内部奇地址,级联缓冲器：多8259A系统，也称缓冲方式。该缓冲器用来选通某个8259A与DB连接。,中断请求触发器（IRR)8位寄存器，接收8个中断源的中断申请信号，并且保持在这！若该中断源未被屏蔽，则进入排队电路。,中断服务寄存器(ISR)记录优选后的中断申请标志（正在执行的中断服务程序其ISR相应位置1），后来的中断申请在优先排
3、队电路的控制下与当前正在执行的中断过程进行优先级排队，以决定是否实现中断嵌套。,中断屏蔽寄存器IMR 由CPU设置，以决定某个中断源是否被屏蔽，当该寄存器中某一位置“1”时，表示禁止该中断请求进入系统。通过IMR寄存器可实现对各级中断的有选择的屏蔽。,2.8259A的工作原理,8259A接收外部中断，IRR有8位，对IR0IR7，IRR接收来自某一引脚的中断请求后，对应位置1，锁存请求。逻辑电路根据IMR中的对应位是否屏蔽决定是否让其进入优先级排队电路。,ISR寄存器存放的是当前进行的中断服务的标志，如果新来的优先级足够高，则8259A会通过逻辑电路使输出端INT向CPU发中断请求。此时若IF
4、=1，则CPU在执行完当前指令后，就可以响应中断。,对8086CPU而言，响应中断申请后，向8259A回送两个负脉冲INTA。,第一个INTA到达时，8259A做3件事：IRR锁存功能失效，不接受任何申请；使ISR相应位置位，提供判优依据；使IRR清零。,第二个INTA到达时，8259A做三件事：恢复IRR功能；将中断类型号送上数据总线的D7D0,传给CPU；如果方式控制字（ICW4),自动中断结束位为1，那么在第二个脉冲结束时，8259A会将第一个INTA脉冲到来时设置的ISR清0。,每一个中断源都有一个中断矢量号（设备号）。8259A中断类型码的确定,0 0 0 IR00 0 1 IR10
5、 1 0 IR20 1 1 IR31 0 0 IR41 0 1 IR51 1 0 IR61 1 1 IR7,3.中断矢量号的设置,8259A具有非常灵活的中断管理方式，可满足使用者的不同要求，而中断优先级是中断管理的核心问题。中断优先级确定后，一般的处理原则：高级中断打断低级中断而被优先处理，禁止低级打断高级或同级中断相互打断。,4.8259A的优先级管理方式,完全嵌套方式自动嵌套方式中断屏蔽方式特殊完全嵌套,在中断嵌套的过程中，CPU每响应一次中断进入中断服务程序后，执行一条STI指令，将IF置“1”，否则高级中断将无法进入系统。任何一级中断处理完毕，CPU应向8259A回送EOI结束命令，
6、以便8259A将ISR寄存器中的相应位清“0”，标志本级中断结束。,普通结束方式,特殊结束方式,自动结束方式,普通结束方式 在服务程序结束之前，执行一段中断结束程序，但是要求当前结束的中断服务应是最高级的，并且清ISR的相应位。如果在中断服务程序中，曾经修改过中断级别，则决不能采用这种方式。,特殊结束方式 与普通方式类似，只是CPU执行中断结束程序时，同时将该中断的中断优先级回送给8259A。,自动结束方式（AEOI）特点:中断服务程序中不用程序结束，只要执行IRET 指令即可，CPU响应中断时就将对应的ISR清“0”。缺点：任何一级中断在执行中断服务程序期间,在 8259中没有任何标记，如果
7、出现了新的中断不 管级别高低，只要 IF=1，就能响应，出现嵌套 混乱！,自动循环方式 在基本方式中，各优先级是固定的，IR0IR7，在特殊方式中，可以用指令去改变它们的优先级顺序。自动循环方式是改变中断请求优先级的别的策略之一。,普通EOI循环方式自动EOI循环方式特殊EOI循环方式,基本思想：任何一级中断处理完，它的优先级别就被改变为最低级，而将最高级赋给原来比他们低一级的中断请求。,普通EOI循环方式 当任何一级中断被处理完后，CPU给8259A回送普通EOI命令，8259A接收到这一命令后，将ISR寄存器中优先级最高的位清“0”，并赋给它最低优先级，而将最高级赋给它的下一级。,自动EO
8、I循环方式 任何一级中断响应后，在中断响应总线周期中，由第二个中断响应信号INTA的后沿自动将ISR寄存器中相应位清“0”，并立即改变各级中断的优先级别。（重复嵌套！）,特殊EOI循环方式 利用置位优先权指令对任何一个中断源（IRi)设置为最低级别，那么IRi+1应该是最高级别，其它各级按循环方式类推。,使用置位优先权指令后，正在处理的中断不一定在尚未处理完的中断中具有最高优先级，在该方式下只能是特殊EOI方式。,中断屏蔽方式 CPU可以利用CLI指令，将IF清“0”，禁止一切可屏蔽中断。8259A可以有选择的屏蔽，可以响应任何级别的中断，也可以屏蔽任何级别的中断。,普通屏蔽方式,特殊屏蔽方式
9、,普通屏蔽方式 将IMR中的1位或某几位置“1”，就可屏蔽中断请求。,特殊屏蔽方式 当CPU正在处理某级中断时，要求对本级中断进行屏蔽，而允许优先级比他高或低的中断进入系统，可利用控制寄存器的SMM位置位，使8259A进入这种特殊的屏蔽方式。,特殊完全嵌套方式 级联方式下有效。采用特殊全嵌套方式的中断级联系统中，任何一个从8259A接收到中断请求经判优后，确定为最高优先级，CPU应该响应这一中断请求，从8259A的INT向主8259A相应IRi提出请求，如果这时主8259A的ISR相应位已经为“1”，说明当前在同一个从8259A中接收到了比原先优先级更高的中断请求。主8259A允许他进入，只要
10、它是当前主8259A中断请求最高位，就应通过主8259A的INT向CPU发请求，CPU将中断原来的程序去执行它，以保证任一从8259A控制器实现完全嵌套方式正常操作。,可编程中断控制器8259A的初始化操作可明确分成两个部分，首先预置命令字ICWi对8259A初始化，然后8259A将自动进入操作模式，用8259A的操作命令字OCWi来定义8259A的操作方式，而且在8259A的操作过程中，允许重置操作命令字，以动态的改变8259A的操作和控制方式。每片包含两个内部端口地址，一个偶地址端口(A0=0)，一个奇地址端口(A0=1),其它高位地址码由用户定义，用来做8259A的片选信号（CS）,5.
11、8259A芯片的控制字及工作方式,ICW1和ICW2是必需的ICW3是级联式才需要设置，ICW4是8086/8088系统中必需的。,ICW1 芯片初始化命令字 标记：A0=0，D4=1,ICW2 设置中断类型码初始化命令字，紧跟在ICW1之后，定义中断类型码的高5位，低3位由IRi确定。标记：A0=1,ICW3 级联方式初始化字，紧跟在ICW2之后，标记：A0=1,主8259A（SP=1）,例：ICW3=F0H,IR7 IR4 联接有从8259，而 IR3 IR0不联接从8259，可以接外设中断源。,ICW4 对于8086/8088系统是必须设置的预置命令字。方式控制初始化命令字，写ICW4的
12、标记为A0=1。,所谓缓冲方式，是指在多片8259A级联的大系统中8259A通过总线驱动器和数据总线相连的一种方式，在此方式下，将8259A的SP/EN端和总线驱动器的允许端相连，利用从SP/EN端输出的低电平，可以作为总线驱动器的启动信号。,当8259A经预置ICWi后，已进入初始状态，便可接受来自IRi端的中断请求，然后自动进入操作命令字状态，准备接受由CPU写入8259A的操作命令字OCWi。8259A有3个操作命令字，即OCW1OCW3，操作命令字是在应用程序中设置的，对OCWi的操作，次序上没有严格的要求，但是对端口地址有严格的规定即OCW1必须写入奇地址端口，OCW2和OCW3必须
13、写入偶地址端口。,OCW1,中断屏蔽操作命令字，标记：A0=1。,OCW2 设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字，标记：A0=0，D3=D4=0。,001-普通EOI方式011-特殊EOI方式（L20有效，指定结束的是哪一级中断，并清ISR）101-普通EOI循环方式111-特殊EOI循环方式（L20有效，清L20指 定级别ISR，并 赋予其最低优先级）000-自动EOI方式（复位）100-自动EOI方式（置位）乱套！110-置位优先权命令，向8259A发置位优先权命令，最低优 先级赋予L20指定的IRi，其它中断源按循环方式分别赋给,OCW3 标记：A0=0，D3D4=01。,读IM
14、R寄存器不需要设置RR和RIS只需将端口设置成奇地址A0=1。用IN指令，IMR AL，与OCW3无关，可在程序的任何位置安排IN指令实现。,P-查询位，查询当前有无中断以及中断工作在哪一级。,OCW3不是必需的，当要读IRR、ISR或者查询时，定义OCW3，用IN指令读入，读IMR不必设OCW3,在中断服务程序中置OCW3的P位为1 IN AL,81H 可得,数据采集系统,共有4个模拟通道,它们转换完毕后的中断请求信号线,分别接到8259A的IR0、IR1、IR2、IR3。输入线，并且按照完全嵌套方式获得优先权，IR0中断类型号是90H。中断请求采用边沿触发，中断结束采用指定EOI方式。8259的两个端口地址分别为0FFDCH和0FFDEH。,
