(完整word版)《8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)》的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)六8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 學(xué)習(xí)中斷控制器 8259 的工作原理。(2) 掌握可編程控制器 8259 的應(yīng)用編程方法。6.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC 微機(jī)一臺(tái)、 TD-PIT+ 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。6.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)(1) 編寫中斷處理程序，利用 PC 機(jī)給實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分配的中斷線，使用單次脈沖單元的 KK1+ 按鍵模擬中斷源，每次 PC 機(jī)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，在顯示器上顯示一個(gè)字符。(2) 編寫中斷處理程序，利用 PC 機(jī)給實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分配的中斷線，使用單次脈沖單元的 KK1+ 按鍵模擬中斷源，每次 PC 機(jī)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，在顯示器上顯示“ Hello ”，中斷 5 次后 退出。2

2、擴(kuò)展多中斷源實(shí)驗(yàn)利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上 8259 控制器對(duì)擴(kuò)展系統(tǒng)總線上的中斷線 INTR 進(jìn)行擴(kuò)展。編寫程序?qū)?8259 控制器的 IR0 和 IR1 中斷請(qǐng)求進(jìn)行處理。6.4 實(shí)驗(yàn)原理1. 8259 控制器的介紹中斷控制器 8259A 是 Intel 公司專為控制優(yōu)先級(jí)中斷而設(shè)計(jì)開發(fā)的芯片。它將中斷源 優(yōu)先級(jí)排隊(duì)、辨別中斷源以及提供中斷矢量的電路集于一片中，因此無需附加任何電路， 只需對(duì) 8259A 進(jìn)行編程， 就可以管理 8 級(jí)中斷，并選擇優(yōu)先模式和中斷請(qǐng)求方式， 即中斷 結(jié)構(gòu)可以由用戶編程來設(shè)定。同時(shí)， 在不需增加其他電路的情況下，通過多片 8259A 的級(jí) 連，能構(gòu)成多達(dá) 64 級(jí)的矢量中斷

3、系統(tǒng)。它的管理功能包括：1)記錄各級(jí)中斷源請(qǐng)求， 2)判別優(yōu)先級(jí)， 確定是否響應(yīng)和響應(yīng)哪一級(jí)中斷， 3)響應(yīng)中斷時(shí)， 向 CPU 傳送中斷類型號(hào)。 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳如圖 6-1 所示。8259A 的命令共有 7 個(gè)，一類是初始化命令字，另一類是操作命令。 8259A 的編程就 是根據(jù)應(yīng)用需要將初始化命令字 ICW1-ICW4 和操作命令字 OCW1-OCW3 分別寫入初始化 命令寄 存器組和 操作命令寄存 器組。 ICW1-ICW4 各 命令字格 式如圖 6-2 所示， OCW1-OCW3 各命令字格式如圖 6-3所示， 其中 OCW1 用于設(shè)置中斷屏蔽操作字， OCW2 用于設(shè)置優(yōu)

4、先級(jí)循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式的操作命令字， OCW3 用于設(shè)置和撤銷特殊屏蔽方式、設(shè)置中斷查詢方式以及設(shè)置對(duì)8259 內(nèi)部寄存器的讀出命令。CAS)AS ICAS2優(yōu)禮*-IRIY-Y-叱叱-】R于A0E3匚W】i初娼化I4-寄1牛斷Mrik離擊初tiMR）匕CCW 1、MXOCW2OCW3丿圖 6-1 8259 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖CS-9WR- CR13-D6-D5-D4-D3-D2-DI-I1D=CASO- jCAS I-GNU-VCCAOINTAISt?IBfrtitsIR40!0 I 011 LTTKADISHCL特證也無Dl=OdD1=1J不孫軽IC的單片單片D3=0：逍沿觸麥Dfcl-

5、電平觸發(fā)A(1T7T6T5T4T3000中斷類型號(hào)的高中斷類型號(hào)的高5位位8O36/8O3B不使用不使用圖 6-2（ b）ICW2 格式AOD7D6D504D3D2DIDOcnS7S6S31驢S3S2SISO主片主片AO mD7D6D58D3D2DIDOID2ID1IDO從片從片不可用不可用圖 6-2（ c） ICW3 格式0QoSFNMBUFM/SAEOIuPMhWKAl)CSISRIm 踏IC W2ICW.iICW4Z*JI耳F.呱ft控制邏輯控制邏輯IhlTA2827H;42.;H2120wl)fl7lhl51R3IR1I則(NT卜NCASZLDO=0：DO=1J圖 6-2( a) IC

6、W1 格式R7D6D504D3D2DIDO06D7D5D3： ： ：2DO方式、設(shè)置中斷查詢方式以及設(shè)置對(duì)8259 內(nèi)部寄存器的讀出命令。圖 6-2（ d） ICW4 格式AOB7E6 D5D4 D32DI DO1MTM5M4M3N1MO 1 0CW10；允許中斷允許中斷1)7E6E534D2DL1:禁禁止中斷止中斷E01:L0012L1LD 1 0CW2Q011 1 般般EOd中斷結(jié)束命令中斷結(jié)束命令011特殊殊EOT101P碼環(huán)憂先權(quán)的一股碼環(huán)憂先權(quán)的一股EOT目動(dòng)循環(huán)目動(dòng)循環(huán)100在自動(dòng)在自動(dòng)Etn下置循環(huán)憂先權(quán)下置循環(huán)憂先權(quán)00Q在自動(dòng)在自動(dòng)EM下復(fù)位循環(huán)憂先權(quán)下復(fù)位循環(huán)憂先權(quán)111循

7、環(huán)憂先權(quán)的特殊循環(huán)憂先權(quán)的特殊命令命令110設(shè)置優(yōu)先權(quán)設(shè)置優(yōu)先權(quán)特殊循環(huán)特殊循環(huán)010無效無效D7D5D4B3D2D1no0ESMM01?KRRIS I0CW3表 6-18259 寄存器及命令的訪問控制A0D4D3讀信號(hào)寫信號(hào)片選操作0010讀出 ISR,IRR 的內(nèi)容1010讀出 IMR 的內(nèi)容000100寫入 OCW2001100寫入 OCW301X100寫入 ICW11XX100寫入 OCW1 , ICW2 , ICW3 , ICW43. PC 微機(jī)系統(tǒng)中的 8259在 80 x86 系列 PC 微機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)中包含了兩片8259A 中斷控制器，經(jīng)級(jí)連可以管理 15 級(jí)硬件中斷，但其中

8、部分中斷號(hào)已經(jīng)被系統(tǒng)硬件占用，具體使用情況如表 6-2 示。兩片 8259A 的端口地址為：主片 8259 使用 020H 和 021H 兩個(gè)端口；從片使用 0A0H 和 0A 伯 兩個(gè)端口。系統(tǒng)初始化兩片8259 的中斷請(qǐng)求信號(hào)均采用上升沿觸發(fā)，采用全嵌套方式，優(yōu)先級(jí)的排列次序?yàn)?0 級(jí)最高，依次為 1 級(jí)、8 級(jí)15 級(jí)，然后是 3 級(jí)7 級(jí)。在擴(kuò)展系統(tǒng)總線上的 INTR 對(duì)應(yīng)的中斷線就是 PC 機(jī)保留中斷其中的一個(gè)。對(duì)INTR中斷的初始化 PC 機(jī)已經(jīng)完成，在使用時(shí)主要是將其中斷屏蔽打開，修改中斷向量。表 6-2 PC 微機(jī)系統(tǒng)中的硬件中斷0X：無效無效10: :復(fù)位特殊屛蔽復(fù)位特殊屛蔽

9、11：設(shè)蜀特殊屏鞭設(shè)蜀特殊屏鞭圖 6-3 OCW 命令字格式2. 8259 寄存器及命令的控制訪問在硬件系統(tǒng)中，8259 僅占用兩個(gè)外設(shè)接口地址，在片選有效的情況下，利用址不同的寄存器和命令字。對(duì)寄存器和命令的訪問控制如表6-1 所示。0: :不查詢不查詢1: :允許查詢?cè)试S查詢11: :司司 淒淒ISRAO 來尋中斷號(hào)功能中斷向量號(hào)中斷向量地址主 8259A IRQ0日時(shí)鐘/計(jì)數(shù)器 008H0020H 0023H主 8259A IRQ1鍵盤09H0024H 0027H主 8259A IRQ2接從片 8259A0AH0028H 002BH主 8259A IRQ3串行口 20BH002CH 00

10、2FH主 8259A IRQ4串行口 10CH0030H 0033H主 8259A IRQ5并行口 20DH0034H 0037H主 8259A IRQ6軟盤0EH0038H 003BH主 8259A IRQ7并行口 10FH003CH 003FH從 8259A IRQ8實(shí)時(shí)鐘70H01C0H 01C3H從 8259A IRQ9保留71H01C4H 01C7H從 8259A IRQ10保留72H01C8H 01CBH從 8259A IRQ11保留73H01CCH 01CFH從 8259A IRQ12保留74H01D0H 01D3H從 8259A IRQ13協(xié)處理器中斷75H01D4H 01D7

11、H從 8259A IRQ14硬盤控制器76H01D8H 01DBH從 8259A IRQ15保留77H01DCH 01DFH6.5 實(shí)驗(yàn)說明及步驟1.單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)要求使用總線上INTR 中斷請(qǐng)求線完成一次單中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。中斷處理程序完成在屏幕上顯示字符“ 9”。實(shí)驗(yàn)前先運(yùn)行 CHECK 程序，得到 INTR 所對(duì)應(yīng)的中斷號(hào)、相 應(yīng)的初始化命令字寄存器ICW 及操作命令字寄存器 OCW 的地址、開屏蔽的命令字、中斷矢量地址和 PCI 卡中斷控制寄存器 INTCSR 的地址。得到這些信息后就可以開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 了。參考程序流程如圖 6-5 所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下。(1) 確認(rèn)從 PC 機(jī)引出的兩

12、根扁平電纜已經(jīng)連接在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上。(2) 首先運(yùn)行 CHECK 程序，查看 INTR 中斷號(hào)及相關(guān)信息。(3) 參考實(shí)驗(yàn)流程圖編寫程序，然后編譯鏈接。(4) 將單次脈沖單元的 KK1+連接到系統(tǒng)總線上的 INTR。(5) 運(yùn)行程序，按動(dòng) KK1+按鍵，觀察中斷是否產(chǎn)生。2 擴(kuò)展多中斷源實(shí)驗(yàn)利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的 8259 控制器，可以對(duì)總線上的INTR 進(jìn)行擴(kuò)展。將 8259 的 INT 連接到 INTR , 8259 的 8 路中斷請(qǐng)求線 IR0IR7 就成了單一 INTR 中斷請(qǐng)求線的擴(kuò)充。這 8 路中斷源共用 INTR 的中斷矢量，共用 INTR 的中斷服務(wù)線程。在 INTR 的中斷服務(wù)線程 中

13、通過對(duì) 8259OCW3的查詢， 以確定是 IROIR7 中哪個(gè)產(chǎn)生中斷， 然后轉(zhuǎn)到相應(yīng)的服務(wù) 線程進(jìn)行處理。 將 8259 的 0CW3中 P 位置 1 即可執(zhí)行查詢，查詢字格式如圖6-6 所示。C啊詢代FC【百憚?chuàng)Q依7R申斷花IN1CSR |31| | 恢恢QNTRVIU加駭加駭 OCWIf-1 S259 OCW3沁實(shí)腔輪址|詁259監(jiān)中斷紛楽命令淸PCLINTCSR拯志盤 問PC內(nèi)吧39發(fā)屮）W誹束傷令XIOWX-DlXDO1NTRrRO8259單元IRL單一中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)參考程序?qū)?yīng)的中斷矢量地址對(duì)應(yīng) PC 機(jī)內(nèi)部 8259 的 OCW 地址對(duì)應(yīng) PC 機(jī)內(nèi)部 8259 的 OCW 地址

14、對(duì)應(yīng)的中斷屏蔽字卡中斷控制寄存器地址DW 256 DUP(?)STACK1 ENDS保存 INTR 原中斷處理程序入口段地址的變量 保存INTR 原中斷處理程序入口偏移地址的變量 保存 INTR 原中斷屏蔽字的變量CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXCLIMOV DX,PCI_INTCSRSUB DX,19HIN AL,DXMOV DX,PCI_INTCSR ;MOV AX,1F00H ;OUT DX,AXADD DX,2MOV AX,003FHOUT DX,AXMOV AX,0000H;MOV ES,AXM

15、OV DI,INTR_IVADDMOV AX,ES:DIMOV IP_BAK,AX;MOV AX,OFFSET MYISRMOV ES:DI,AX;ADD DI,2MOV AX,ES:DIMOV CS_BAK,AX;MOV AX,SEG MYISRMOV ES:DI,AX;MOV DX,INTR_OCW1 ;IN AL,DXMOV IM_BAK,AL;AND AL,INTR_IMOUT DX,ALINTR_IVADD EQU _ H;INTRINTR_OCW1 EQU _ H;INTRINTR_OCW2 EQU _ H;INTRINTR_IM EQU _H;INTRPCI_INTCSR EQU

16、 _ H;PCI*STACK1 SEGMENT STACK根據(jù) CHEC 配置信息修改下列符號(hào)值*DATA SEGMENTCS_BAK DW ?IP_BAK DW ?IM_BAK DB ?DATA ENDS初始化 PCI 卡中斷控制寄存器向 PCI_INTCSR 中寫入 003F1F00H替換 INTR 的中斷矢量保存 INTR 原中斷處理程序入口偏移地址 設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序入口偏移地址保存 INTR 原中斷處理程序入口段地址 設(shè)置當(dāng)前中斷處理程序入口段地址 設(shè)置中斷屏蔽寄存器，打開 INTR 的屏蔽位 保存 INTR 原中斷屏蔽字判斷是否有按鍵按下無按鍵則跳回繼續(xù)等待，有則退出恢復(fù) PCI

17、 卡中斷控制寄存器恢復(fù) INTR 原中斷矢量恢復(fù) INTR 原中斷處理程序入口偏移地址恢復(fù) INTR 原中斷處理程序入口段地址恢復(fù) INTR 原中斷屏蔽寄存器的屏蔽字MOV AX,4C00HINT 21HMYISR PROC NEAR; 中斷處理程序 MYISRMOV AL,39HMOV AH,0EHINT 10HMOV AL,20HINT 10HOVER: MOV DX,PCI_INTCSRSUB DX,19HIN AL,DXMOV DX,PCI_INTCSR ;清 PCI 卡中斷控制寄存器標(biāo)志位ADD DX,2MOV AX,003FHOUT DX,AXMOV DX,INTR_OCW2 ;向 PC 機(jī)內(nèi)部 8259 發(fā)送中斷結(jié)束命令MOV AL,20HOUT DX,ALMOV AL,2