8259中斷實(shí)驗(yàn)

1、XX學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)姓名學(xué)號(hào)班級(jí)教師日期一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本次實(shí)驗(yàn)分為如下 3 個(gè)子實(shí)驗(yàn)：(1)單中斷請(qǐng)求實(shí)驗(yàn)：利用系統(tǒng)總線上中斷請(qǐng)求信號(hào)MIR7 ，設(shè)計(jì)一個(gè)單一中斷請(qǐng)求實(shí)驗(yàn)；(2)雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)：利用系統(tǒng)總線上中斷請(qǐng)求信號(hào)MIR6 和 MIR7 ，設(shè)計(jì)一個(gè)雙中斷優(yōu)先級(jí)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，觀察 8253 對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)的控制；(3)級(jí)聯(lián)中斷實(shí)驗(yàn)：利用系統(tǒng)總線上中斷請(qǐng)求信號(hào)MIR7 和 SIR1，設(shè)計(jì)一個(gè)級(jí)聯(lián)中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。1.2 實(shí)驗(yàn)要求本次實(shí)驗(yàn)中三個(gè)子實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)要求如下：(1) 單中斷請(qǐng)求實(shí)驗(yàn)： 單脈沖 KK1+ 與主片 8259 的 IR7 相連。每按 KK1+ ，進(jìn)入一次中斷，輸

2、出 7；(2) 雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)蚊}沖 KK1+ 連主片 8259 的 IR7， KK2+ 連其 IR6 。每當(dāng) KK1+ 按下時(shí)顯示“ 7”，每當(dāng) KK2+ 按下顯示“ 6”；(3) 級(jí)聯(lián)中斷實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)蚊}沖 KK1+ 連主片 8259 的 IR7， KK2+ 連從片的 IR1 。每當(dāng) KK1+ 按下時(shí)顯示“ M7”，每當(dāng) KK2+ 按下顯示“ S1”。二、實(shí)驗(yàn)原理與硬件連線2.1 實(shí)驗(yàn)原理(1) 中斷控制器 8259 簡(jiǎn)介在Intel 386EX芯片中集成有中斷控制單元（ICU ），該單元包含有兩個(gè)級(jí)聯(lián)中斷控制器，一個(gè)為主控制器，一個(gè)為從控制器。該中斷控制單元就功能而言與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的82C5

3、9A是一致的，操作方法也相同。從片的INT連接到主片的IR2信號(hào)上構(gòu)成兩片8259 的級(jí)聯(lián)。在TD-PITE實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，將主控制器的IR6 、IR7以及從控制器的IR1開(kāi)放出來(lái)供實(shí)驗(yàn)使用，主片8259 的IR4供系統(tǒng)串口使用。8259 的內(nèi)部連接及外部管腳引出如圖1-1：主片 8259AINTRIR2INT（內(nèi)核）IR4串口 0CAS2:0IR6MIR6IR7MIR7從片 8259AINTIR1SIR1CAS2:0圖 1-1 8259 內(nèi)部連續(xù)及外部管腳引出圖表 1-1 列出了中斷控制單元的寄存器相關(guān)信息。表 1-1 ICU 寄存器列表寄存器口地址ICW1 （主）0020HICW1 （從）00

4、A0H（只寫(xiě)）ICW2 （主）0021HICW2 （從）00A1H（只寫(xiě)）ICW3 （主）0021H（只寫(xiě)）ICW3 （從）00A1H（只寫(xiě)）ICW4 （主）0021HICW4 （從）00A1H（只寫(xiě)）OCW1 （主）0021HOCW1 （從）00A1H（讀/ 寫(xiě)）OCW2 （主）0020HOCW2 （從）00A0H（只寫(xiě)）OCW3 （主）0020HOCW3 （從）00A0H（只寫(xiě)）IRR（主）0020HIRR（從）00A0H（只讀）ISR（主）0020HISR（從）00A0H（只讀）POLL （主）0020H0021HPOLL （從）00A0H（只讀）00A1H功能描述初始化命令字1：決定中

5、斷請(qǐng)求信號(hào)為電平觸發(fā)還是邊沿觸發(fā)。初始化命令字2：包含了 8259 的基址中斷向量號(hào)， 基址中斷向量是 IR0 的向量號(hào)，基址加 1 就是 IR1 的向量號(hào)，依此類(lèi)推。初始化命令字3：用于識(shí)別從 8259 設(shè)備連接到主控制器的 IR 信號(hào)，內(nèi)部的從 8259連接到主 8259 的 IR2 信號(hào)上。初始化命令字3：IR2 信號(hào)上。表明內(nèi)部從控制器級(jí)聯(lián)到主片的初始化命令字4：選擇特殊全嵌套或全嵌套模式，使能中斷自動(dòng)結(jié)束方式。操作命令字1：中斷屏蔽操作寄存器，可屏蔽相應(yīng)的中斷信號(hào)。操作命令字2：改變中斷優(yōu)先級(jí)和發(fā)送中斷結(jié)束命令。操作命令字3：使能特殊屏蔽方式，設(shè)置中斷查詢(xún)方式，允許讀出中斷請(qǐng)求寄存器

6、和當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器。中斷請(qǐng)求：指出掛起的中斷請(qǐng)求。當(dāng)前中斷服務(wù)：指出當(dāng)前正在被服務(wù)的中斷請(qǐng)求。查詢(xún)狀態(tài)字：表明連接到 8259 上的設(shè)備是否需要服務(wù)，如果有中斷請(qǐng)求，該字表明當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求。初始化命令字1 寄存器（ ICW1）說(shuō)明見(jiàn)圖1-2 所示。70ICW10001LS0010:邊沿觸發(fā)1:電平觸發(fā)圖 1-2初始化命令字1 寄存器初始化命令字2 寄存器（ ICW2 ）說(shuō)明見(jiàn)圖1-3 所示。70ICW2T7T6T5T4T3000中斷向量地址圖1-3初始化命令字2 寄存器初始化命令字3 寄存器（ICW3 ）說(shuō)明，主片見(jiàn)圖1-4，從片見(jiàn)圖1-5。70ICW3（主片）S7S6S5S4S3

7、S2S10S7S3：0表示無(wú)8259被連接到主片上表1示有8259被連接到主片上S2：0表示內(nèi)部從片沒(méi)被使用1表示內(nèi)部從片被級(jí)聯(lián)到主片的IR2上S1：0表示無(wú)8259通過(guò)IR1連接到主片上1表示有8259通過(guò)IR1連接到主片上圖 1-4主片初始化命令字3 寄存器70ICW3 （從片）00000010圖 1-5從片初始化命令字3 寄存器初始化命令字4 寄存器（ ICW4 ）說(shuō)明見(jiàn)圖 1-6。70ICW4000SNFM00AEOI1SNFM：0選擇全嵌套模式1選擇特殊全嵌套模式，僅主 8259能夠工作在特殊全嵌套模式AEOI ：0禁止中斷自動(dòng)結(jié)束1使能中斷自動(dòng)結(jié)束，僅主 8259能夠工作在中斷自動(dòng)

8、結(jié)束方式圖 1-6初始化命令字4 寄存器操作命令字1 寄存器（ OCW1）說(shuō)明見(jiàn)圖 1-7。70OCW1M7M6M5M4M3M2M1M0M7-M0 ： 0 對(duì)應(yīng) IR 信號(hào)上的中斷請(qǐng)求得到允許1 對(duì)應(yīng) IR 信號(hào)上的中斷請(qǐng)求被屏蔽注意：設(shè)置屏蔽位不影響各自中斷掛起位圖 1-7 操作命令字 1 寄存器操作命令字2 寄存器（ OCW2 ）說(shuō)明如圖1-8 所示。70OCW2RSLEOI00L2L1L0R SL EOI命令000取消優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)*001一般的中斷結(jié)束命令010無(wú)操作011特殊的中斷結(jié)束命令*100中斷優(yōu)先級(jí)自動(dòng)循環(huán)*101在一般中斷結(jié)束方式中優(yōu)先級(jí)循環(huán)110優(yōu)先級(jí)特殊循環(huán)方式*111

9、在特殊中斷結(jié)束方式中優(yōu)先級(jí)循環(huán)* 當(dāng) 8259 工作在中斷自動(dòng)結(jié)束方式下時(shí)，這些情況可以改變優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)。*在這些情況下優(yōu)先級(jí)由L2:L0 指定。L2 、 L1 、 L0 ：在給出特殊的中斷結(jié)束命令時(shí)，L2 、 L1 、 L0 指出了具體要清除當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器的哪一位；當(dāng)給出特殊的優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式命令時(shí)，L2、L1 、L0 指出了循環(huán)開(kāi)始時(shí)哪個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)最低。圖 1-8操作命令字2 寄存器操作命令字3 寄存器（ OCW3 ）說(shuō)明如圖1-9 所示。70OCW30ESMMSMM01PRRRISESMM SMM00無(wú)影響01無(wú)影響10禁止特殊屏蔽模式11使能特殊屏蔽模式P ：設(shè)置該位使8259 工作

10、在中斷查詢(xún)方式RRRIS00無(wú)影響01無(wú)影響10讀中斷請(qǐng)求寄存器IRR11讀當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器ISR圖 1-9 操作命令字3 寄存器查詢(xún)狀態(tài)字（ POLL ）說(shuō)明如圖1-10 所示。70POLLINT-L2L1L0INT ： 0 無(wú)請(qǐng)求1 連接在 8259上的設(shè)備請(qǐng)求服務(wù)L2、L1、 L0 ：當(dāng) INT為 1 時(shí)，這些位指出了需要服務(wù)的最高優(yōu)先級(jí)的IR ；當(dāng) INT為 0 時(shí)這些位不確定。圖 1-10程序狀態(tài)字寄存器在對(duì) 8259 進(jìn)行編程時(shí)， 首先必須進(jìn)行初始化。一般先使用CLI 指令將所有的可屏蔽中斷禁止，然后寫(xiě)入初始化命令字。8259 有一個(gè)狀態(tài)機(jī)控制對(duì)寄存器的訪問(wèn)，不正確的初始化順序會(huì)

11、造成異常初始化。 在初始化主片 8259 時(shí)，寫(xiě)入初始化命令字的順序是：ICW1 、ICW2 、ICW3 、ICW4 ，初始化從片8259 的順序與初始化主片8259 的順序是相同的。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)， 主片 8259 已被初始化， 且 4 號(hào)中斷源（ IR4）提供給與 PC 聯(lián)機(jī)的串口通信使用，其它中斷源被屏蔽。中斷矢量地址與中斷號(hào)之間的關(guān)系如表1-2 所示：表 1-2中斷矢量地址與中斷號(hào)關(guān)系表主片中斷序01234567號(hào)功能調(diào)用08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH矢量地址20H24H28H 2CH 30H 34H38H3CH23H27H2BH2FH33H37H3BH3FH說(shuō)明未開(kāi)放未

12、開(kāi)放未開(kāi)放未開(kāi)放串口未開(kāi)放可用可用從片中斷序01234567號(hào)功能調(diào)用30H31H32H33H34H35H36H37H矢量地址C0H C4HC8HCCH D0H D4H D8H DCH C3HC7HCBHCFHD3HD7HDBHDFH說(shuō)明未開(kāi)放可用未開(kāi)放未開(kāi)放未開(kāi)放未開(kāi)放未開(kāi)放未開(kāi)放2.2 硬件連線(1) 單中斷實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)接線圖如圖1-11 所示，單次脈沖輸出KK1+ 與主片 8259 的 IR7 相連（與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的 MIR7 相連），每按動(dòng)一次單次脈沖，產(chǎn)生一次外部中斷，在顯示屏上輸出一個(gè)字符“ 7”；單系次統(tǒng)MIR7KK1+脈總沖線主 8259單元圖 1-11 單中斷實(shí)驗(yàn)硬件連線圖(2)

13、 雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)接線圖如圖1-12 所示， KK1+ 和 KK2+ 分別連接到主片8259 的 IR7（與實(shí)驗(yàn)平臺(tái) MIR7 相連）和 IR6（與實(shí)驗(yàn)平臺(tái) MIR6 相連）上，當(dāng)按一次 KK1+ 時(shí)，顯示屏上顯示字符“ 7”，按一次 KK2+ 時(shí)，顯示字符“ 6”；MIR7KK1+單系次統(tǒng)MIR6KK2+脈總沖線主 8259單元圖 1-12 雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)硬件連線圖(3) 級(jí)聯(lián)雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)接線圖如圖 1-13 所示， KK1 連接到主片 8259 的 IR7 （與實(shí)驗(yàn)平臺(tái) MIR7 相連）上， KK2 連接到從片 8259 的 IR1 （與實(shí)驗(yàn)平臺(tái) SIR1 相連）上，當(dāng)按

14、一次 KK1時(shí)，顯示屏上顯示字符“M7”，按一次 KK2 時(shí)，顯示字符“S1?！盡IR7KK1+單主 8259系次統(tǒng)MIR6KK2+脈總沖從 8259線單元圖 1-13 級(jí)聯(lián)雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)硬件連線圖三、設(shè)計(jì)思路、步驟和程序流程圖3.1 設(shè)計(jì)思路(1) 單中斷實(shí)驗(yàn)：采用一片 8259 芯片和 KK1+ 單次脈沖開(kāi)關(guān)，首先讓程序進(jìn)入死循環(huán)，等待中斷，每按動(dòng)一次單次脈沖，產(chǎn)生一次外部中斷，調(diào)用中斷程序，在顯示屏上輸出一個(gè)字符“ 7”。(2) 雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)：采用一片 8259 芯片和 KK1+ 與 KK2+ 單次脈沖開(kāi)關(guān)，首先讓程序進(jìn)入死循環(huán)，等待中斷，當(dāng)按一次 KK1 或 KK2 時(shí)，產(chǎn)生一次

15、外部中斷，調(diào)用對(duì)應(yīng)的中斷程序，在顯示屏上輸出對(duì)應(yīng)的字符“7”和“ 6”。(3) 級(jí)聯(lián)雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)： 采用兩片 8259 芯片，一片為主片， 一片作為從片， 以及 KK1+與 KK2+ 單次脈沖開(kāi)關(guān)。首先讓程序進(jìn)入死循環(huán)，等待中斷，當(dāng)按一次KK1 或 KK2時(shí)，產(chǎn)生一次外部中斷， 調(diào)用對(duì)應(yīng)的中斷程序， 在顯示屏上輸出對(duì)應(yīng)的字符串 “ M7 ” 和“ S1”。3.2 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 單中斷實(shí)驗(yàn)1. 按圖 1-11 連接實(shí)驗(yàn)線路；2. 編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)程序，經(jīng)編譯、鏈接無(wú)誤后裝入系統(tǒng)；3. 運(yùn)行程序，重復(fù)按單次脈沖開(kāi)關(guān) KK1 ，顯示屏?xí)@示字符 “7”，說(shuō)明響應(yīng)了中斷。(2) 雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)1. 按

16、圖 1-12 連接實(shí)驗(yàn)線路；2. 編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)程序，經(jīng)編譯、鏈接無(wú)誤后裝入系統(tǒng)；3. 運(yùn)行程序，重復(fù)按單次脈沖開(kāi)關(guān) KK1 ，顯示屏?xí)@示字符“ 7”， 重復(fù)按單次脈沖開(kāi)關(guān) KK2 ，顯示屏?xí)@示字符“ 6”，說(shuō)明響應(yīng)了中斷；4. 嘗試先按 KK1+ ，再快速按 KK2+ ，觀察 MIR7 和 MIR6 兩個(gè)中斷請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3) 級(jí)聯(lián)雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)1. 按圖 1-12 連接實(shí)驗(yàn)線路；2. 編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)程序，經(jīng)編譯、鏈接無(wú)誤后裝入系統(tǒng)；3. 運(yùn)行程序，重復(fù)按單次脈沖開(kāi)關(guān) KK1 ，顯示屏?xí)@示字符串“ M7 ”， 重復(fù)按單次脈沖開(kāi)關(guān) KK2 ，顯示屏?xí)@示字符串“ S1”，說(shuō)明響應(yīng)了

17、中斷；4. 嘗試先按 KK1+ ，再快速按 KK2+ ，觀察 MIR7 和 SIR1 兩個(gè)中斷請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.3 程序流程圖主程序流程圖如圖1-14：開(kāi)始關(guān)中斷寫(xiě)入8259中斷向量初始化 8259芯片利用OCW1設(shè)置中斷屏蔽開(kāi)中斷延時(shí)N按動(dòng)脈沖開(kāi)關(guān)產(chǎn)生中斷Y調(diào)用對(duì)應(yīng)的中斷程序圖 1-14 主程序流程圖中斷程序流程圖如圖1-15開(kāi)始打印字符串打印空格結(jié)束中斷返回主程序結(jié)束圖 1-15 中斷程序流程圖四、程序清單與執(zhí)行結(jié)果4.1 程序清單(1)單中斷實(shí)驗(yàn)代碼CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:;DOS調(diào)用寫(xiě)入法CLIPUSH DS;關(guān)中斷，防止硬件中斷對(duì)

18、程序的干擾;設(shè)置中斷向量MOV AX,8MOV DX,AXMOV AX,OFFSET MIR7MOV BX,003CHMOV BX,AXMOV AX,SEG MIR7MOV BX+2,AX;取 MIR7 的偏移地址;中斷類(lèi)型號(hào)為n，BX 設(shè)置為 4*n;偏移地址放入4n,4n+1 單元;取 MIR7 的段地址;偏移地址放入4n+2,4n+3 單元POP DSMOV AL,11H;初始化ICM1OUT 20H,ALMOV AL,08H;初始化ICM2OUT 21H,ALMOV AL,04H;初始化ICM3MOV AL,01H;初始化ICM4OUT 21H,ALMOV AL,6FH;設(shè)置OCW1

19、，開(kāi)放MIR7和IR4OUT 21H,ALSTI ;開(kāi)中斷WIN:JMP WINMIR7:STIMOV AX,0137HINT 10HMOV AX,0120HINT 10HMOV AL,20HOUT 20H,ALIRETCODE ENDSEND STARTRETCODEENDSENDSTART;等待中斷;顯示字符 7;顯示空格;中斷結(jié)束命令;中斷返回(2) 雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)代碼CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART:CLIPUSH DS;設(shè)置中斷向量MOV AX,8MOV DX,AXMOV AX,OFFSET MIR7MOV BX,003CHMOV BX,AXMOV

20、AX,SEG MIR7MOV BX+2,AXMOV AX,8MOV DX,AXMOV AX,OFFSET MIR6MOV BX,0038HMOV BX,AXMOV AX,SEG MIR6MOV BX+2,AXPOP DSMOV AL,11H;初始化ICW1OUT 20H,ALMOV AL,08H;初始化ICW2OUT 21H,ALMOV AL,04H;初始化ICW3OUT 21H,ALMOV AL,01H;初始化ICW4OUT 21H,ALMOV AL,2FH;設(shè)置OCW1 ，開(kāi)放MIR7和SIR4OUT 21H,ALSTIWIN:JMP WIN;主程序循環(huán)MIR7:STIMOV AX,013

21、7H;顯示字符7INT 10HMOV AX,0120H;顯示空格MOV AL,20HOUT 20H,ALIRETMIR6:STIMOV AX,0136H;顯示字符6INT 10HMOV AX,0120H;顯示空格INT 10HMOV AL,20HOUT 20H,ALIRETCODE ENDSEND START(3)級(jí)聯(lián)雙中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)代碼CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:CLIPUSH DSMOV AX,8MOV DX,AXMOV AX,OFFSET MIR7MOV BX,003CHMOV BX,AXMOV AX,SEG MIR7;設(shè)置中斷向量MOV BX+2,A

22、XMOV AX,8MOV DX,AXMOV AX,OFFSET SIR1MOV BX,00C4HMOV AX,SEG SIR1MOV BX+2,AXPOP DS;設(shè)置中斷向量MOV AL,11H;初始化ICW1 ICW4OUT 20H,ALMOV AL,08HOUT 21H,ALMOV AL,04HOUT 21H,ALMOV AL,01HOUT 21H,ALMOV AL,11H;初始化ICW1 ICW4OUT 0A0H,ALMOV AL,30HOUT 0A1H,ALMOV AL,02HOUT 0A1H,ALMOV AL,01HOUT 0A1H,ALMOV AL,6BH;01101011OUT

23、21H,ALMOV AL,0FDH;設(shè)置OCM1 ，開(kāi)放MIR7和SIR1OUT 0A1H,ALSTIWIN:JMP WIN;主程序循環(huán)MIR7:STIMOV AX,014DH;顯示MMOV AX,0137H;顯示7INT 10HMOV AX,0120H;顯示空格INT 10HMOV AL,20HOUT 20H,ALIRETSIR1:STIMOV AX,0153H;顯示SINT 10HMOV AX,0131H;顯示1INT 10HMOV AX,0120HINT 10H;顯示空格MOV AL,20HOUT 0A0H,ALOUT 20H,ALIRETCODE ENDSEND START4.2 執(zhí)行結(jié)果(1) 單中斷實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1-16，每按一次 KK1+