第 7 章 中斷及應(yīng)用技術(shù)

微機(jī)原理與應(yīng)用第7章中斷及應(yīng)用技術(shù)7.1中斷系統(tǒng)7.28259A中斷控制器及應(yīng)用7.3中斷程序設(shè)計(jì)及Proteus仿真示例7.1.1中斷源、中斷判優(yōu)及中斷響應(yīng)過程1．中斷的基本概念（1）中斷CPU在執(zhí)行主程序的過程中，如果外界或內(nèi)部發(fā)生了緊急事件，要求CPU暫停正在運(yùn)行的主程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行這個(gè)緊急事件的處理程序，執(zhí)行完后再回到被停止執(zhí)行的主程序的間斷點(diǎn)，恢復(fù)運(yùn)行原主程序，這一過程稱為中斷（Interrupt）。中斷結(jié)構(gòu)示意如圖7-1所示。

（2）中斷源產(chǎn)生中斷請求的事件叫中斷源。中斷源可分為內(nèi)部中斷源和外部中斷源。內(nèi)部中斷源可以是程序運(yùn)行中的某種狀態(tài)或錯(cuò)誤現(xiàn)象、程序員設(shè)定的軟件中斷等。外部中斷源可以是操作人員發(fā)出的按鍵命令、計(jì)算機(jī)突然掉電、外部設(shè)備的I/O操作請求及信號(hào)報(bào)警等。（3）中斷請求中斷請求是指中斷源向CPU發(fā)出申請中斷的信號(hào)。中斷源只有在自身未被屏蔽的情況下才能發(fā)出中斷請求。（4）可屏蔽中斷與不可屏蔽中斷所謂“屏蔽”，是指CPU拒絕響應(yīng)中斷源的中斷請求信號(hào)。凡是CPU內(nèi)部能夠“屏蔽”的中斷，均可稱為可屏蔽中斷；否則，稱為不可屏蔽中斷。中斷通常是由內(nèi)部的中斷觸發(fā)器（或中斷允許觸發(fā)器）來控制的。（5）中斷優(yōu)先級(jí)當(dāng)幾個(gè)中斷源同時(shí)向CPU請求中斷，要求CPU響應(yīng)時(shí)，就存在CPU優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷源的問題。一般CPU應(yīng)優(yōu)先響應(yīng)最需緊急處理的中斷源。為此，需要規(guī)定各個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)，使CPU在多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出中斷請求時(shí)能找到優(yōu)先級(jí)最高的中斷源，響應(yīng)它的請求。各中斷源的優(yōu)先級(jí)可以通過軟件查詢方式設(shè)置，也可以通過硬件邏輯電路實(shí)現(xiàn)。（6）開中斷CPU接受中斷源的中斷請求稱為開中斷，可以通過軟件設(shè)置。（7）關(guān)中斷它指CPU中斷響應(yīng)被屏蔽，不接受中斷源的中斷請求。（8）中斷響應(yīng)CPU收到中斷源的中斷請求后，并不立即響應(yīng)，而是在一定時(shí)刻滿足一定條件下，才響應(yīng)中斷源的請求。（9）中斷嵌套（10）中斷處理程序中斷處理程序是中斷源要求CPU執(zhí)行的功能操作。2．中斷源識(shí)別及中斷判優(yōu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，大多數(shù)外部設(shè)備都是通過中斷操作方式與CPU進(jìn)行信息交換的。因此，CPU必須判斷、識(shí)別哪一個(gè)中斷源發(fā)出中斷請求，才能轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序。中斷源識(shí)別包括兩個(gè)方面：確定中斷源和找到中斷處理程序的首地址。下面給出解決問題的兩種方案。（1）查詢中斷查詢中斷采用硬件電路與軟件程序查詢相結(jié)合的方式，確定中斷源及中斷處理程序的入口地址。查詢中斷的硬件原理示意如圖7-3所示。查詢方式程序如下：INAL,IPORT;從輸入接口讀取D0～D3TESTAL,01H;是設(shè)備A請求嗎?JNZA;是,轉(zhuǎn)設(shè)備A中斷處理程序TESTAL,02H;否,是設(shè)備B請求嗎?JNZB;是,轉(zhuǎn)設(shè)備B中斷處理程序TESTAL,04H;否,是設(shè)備C請求嗎?JNZC;是,轉(zhuǎn)設(shè)備C中斷處理程序TESTAL，08H;否,是設(shè)備D請求嗎?JNZD;是,轉(zhuǎn)設(shè)備D中斷處理程序......A:...;設(shè)備A中斷處理程序入口...IRET;中斷返回B:...;設(shè)備B中斷處理程序入口...IRET;中斷返回C:...;設(shè)備C中斷處理程序入口...IRET;中斷返回D:...;設(shè)備D中斷處理程序入口IRET;中斷返回3．中斷過程中斷過程主要包括中斷請求、中斷判優(yōu)、中斷響應(yīng)、中斷處理（執(zhí)行中斷處理程序）、中斷返回5個(gè)過程。下面主要介紹中斷響應(yīng)和中斷處理。（1）CPU響應(yīng)中斷的條件CPU在接收到中斷請求信號(hào)后，并不是立即響應(yīng)中斷，CPU響應(yīng)中斷的條件如下。①有中斷請求信號(hào)。②中斷請求沒有被屏蔽。③中斷是開放的，即允許CPU響應(yīng)中斷。④CPU在現(xiàn)行指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)中斷。（2）中斷響應(yīng)過程中斷響應(yīng)過程是指在CPU響應(yīng)中斷后的處理過程。對(duì)于單級(jí)中斷系統(tǒng)，其中斷響應(yīng)的過程如下。①關(guān)中斷，即CPU在中斷響應(yīng)過程中不再響應(yīng)其他中斷源的中斷（編程實(shí)現(xiàn)）。②保存程序斷點(diǎn)，即將被中斷的程序的斷點(diǎn)地址壓入堆棧（系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)）。③保護(hù)現(xiàn)場，即將斷點(diǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)（如寄存器AX、BX等）壓入堆棧（編程實(shí)現(xiàn)）。④給出中斷處理程序入口地址，并轉(zhuǎn)入該服務(wù)程序（編程實(shí)現(xiàn)）。⑤恢復(fù)現(xiàn)場，即將堆棧數(shù)據(jù)彈出至原來位置（編程實(shí)現(xiàn)）。⑥中斷返回，即返回?cái)帱c(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行原來程序（系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)）。7.1.280x86中斷系統(tǒng)1.中斷源8086中斷系統(tǒng)如圖7-6所示。其中斷源分為兩大類：內(nèi)部中斷和外部中斷（1）內(nèi)部中斷由CPU本身啟動(dòng)或執(zhí)行中斷指令而產(chǎn)生的中斷稱為內(nèi)部中斷。內(nèi)部中斷是不可屏蔽中斷，其中斷源有兩種情況：執(zhí)行軟件中斷指令（INTn）產(chǎn)生的中斷；由硬件自動(dòng)產(chǎn)生中斷請求，然后調(diào)用中斷指令產(chǎn)生的中斷。①溢出中斷（硬件中斷）：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出允許范圍置OF=1時(shí)，由硬件自動(dòng)執(zhí)行溢出中斷指令（INT0），產(chǎn)生一個(gè)中斷類型號(hào)為4的中斷（中斷類型號(hào)在下文介紹）。②除法出錯(cuò)中斷（硬件中斷）：當(dāng)進(jìn)行除法運(yùn)算時(shí)，若除數(shù)為0稱作除法出錯(cuò)。該事件相當(dāng)于一個(gè)中斷源，由硬件自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)中斷類型號(hào)為0的中斷。③單步中斷（硬件中斷）：當(dāng)標(biāo)志位TF置“1”時(shí)，8086處于單步執(zhí)行指令工作方式，這時(shí)CPU在每條指令執(zhí)行后由硬件自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)中斷類型號(hào)為1的中斷，單步方式主要用于程序調(diào)試。8086沒有直接對(duì)標(biāo)志位TF進(jìn)行操作的指令，需要通過堆棧操作改變TF的狀態(tài)。標(biāo)志位TF置“1”（單步執(zhí)行中斷）的程序段如下：PUSHF;標(biāo)志寄存器FLAGS入棧POPAX;AX←FLAGS內(nèi)容ORAX，0100H;使AX（即標(biāo)志寄存器）的D8=1，其余位不變PUSHAX;AX入棧POPF;FLAGS寄存器←AX標(biāo)志位TF清“0”（禁止單步中斷）的程序段如下：PUSHF;標(biāo)志寄存器FLAGS入棧POPAX;AX←FLAGS內(nèi)容ANDAX，0FEFFH;使AX（即標(biāo)志寄存器）的D8=0，其余位不變PUSHAX;AX入棧POPF;FLAGS寄存器←AX④軟件中斷：由指令I(lǐng)NTn引起的中斷，在程序中可直接引用。軟件中斷進(jìn)一步分為BIOS中斷和DOS中斷

（2）外部中斷外部中斷是由外部設(shè)備作為中斷源發(fā)出請求信號(hào)而引起的中斷。①可屏蔽中斷。在80x86系統(tǒng)中，可屏蔽中斷由外部設(shè)備的中斷請求信號(hào)通過中斷控制器8259輸出高電平觸發(fā)CPU引腳INTR。當(dāng)中斷允許標(biāo)志位IF=1（即CPU開中斷）時(shí)，CPU才能響應(yīng)INTR的中斷請求。如果IF=0（即關(guān)中斷），即使INTR端有中斷請求信號(hào)，CPU也不會(huì)響應(yīng)。這種情況稱為中斷屏蔽。②不可屏蔽中斷。不可屏蔽中斷是CPU必須響應(yīng)的中斷，該中斷不受中斷允許標(biāo)志位IF限制，不可屏蔽中斷由中斷源的中斷請求信號(hào)以電壓正跳變（即邊沿觸發(fā)）方式觸發(fā)CPU引腳NMI。這種中斷一旦產(chǎn)生，在CPU內(nèi)部直接產(chǎn)生中斷類型號(hào)為2的中斷。2．中斷向量表由以上內(nèi)容可知，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的中斷源既有系統(tǒng)引起的中斷，也有外部設(shè)備引起的中斷；既有軟件中斷，也有硬件中斷；既有突發(fā)事件中斷，也有一般端口請求中斷；既有可屏蔽中斷，也有不可屏蔽中斷等。8086對(duì)中斷源的管理有如下內(nèi)容。（1）中斷類型號(hào)8086系統(tǒng)提供支持最多256（0～0FFH）種不同的中斷，為了便于管理和編程，256種中斷分別以0～255的序號(hào)表示中斷的類型號(hào)（如除法出錯(cuò)為0號(hào)中斷，NMI為2號(hào)中斷等）。（2）中斷向量對(duì)于每一個(gè)在用的中斷源，或者說每一種類型的中斷，都必須有相應(yīng)的中斷處理程序，中斷處理程序的入口地址稱為中斷向量。每個(gè)中斷向量占用存儲(chǔ)單元4字節(jié)，前兩字節(jié)（低位在前，高位在后）存儲(chǔ)中斷處理程序入口地址的16位代碼段的段內(nèi)地址（即偏移量IP），后兩字節(jié)（低位在前，高位在后）存儲(chǔ)中斷處理程序入口地址的16位代碼段的段地址（即段地址CS）。（3）中斷向量表按照中斷類型號(hào)由小到大的順序，把256個(gè)中斷的中斷向量集中地存放在連續(xù)的存儲(chǔ)空間中，這個(gè)存儲(chǔ)空間稱為中斷向量表。中斷向量表（又稱中斷指針表或中斷地址表）是存放中斷處理程序入口地址的表格，它固定存放在存儲(chǔ)器的地址為0000:0000～0000:03FFH的低端空間，共256×4=1024字節(jié)，8086系統(tǒng)中斷向量表如圖7-7所示。（4）中斷類型號(hào)n與中斷向量的關(guān)系中斷類型號(hào)n與中斷向量（起始地址）的關(guān)系式：中斷向量(起始地址)=n×4。（5）中斷向量送入CS:IP中斷源向CPU發(fā)出中斷請求并給出中斷類型號(hào)n，由于每個(gè)中斷向量占用4個(gè)字節(jié)單元，故中斷類型號(hào)為n的中斷向量在中斷向量表中存儲(chǔ)單元的起始地址為n×4，CPU找到該地址對(duì)應(yīng)連續(xù)的4個(gè)內(nèi)存字節(jié)單元，將前兩字節(jié)內(nèi)容送入指令指針寄存器IP，后兩字節(jié)單元內(nèi)容送入代碼段寄存器CS后，由此轉(zhuǎn)入中斷處理程序?！纠?-1】某計(jì)算機(jī)中，中斷類型號(hào)n=09H的中斷處理程序的入口地址為B8A8H:2000H，分析這個(gè)入口地址CPU是如何得到的。

中斷向量地址應(yīng)為n×4=09H×4=24H，以該地址開始的連續(xù)4個(gè)存儲(chǔ)單元（0024H～0027H）的內(nèi)容為中斷向量，如圖7-8所示。CPU找到該地址對(duì)應(yīng)的4個(gè)內(nèi)存字節(jié)單元，將前兩字節(jié)單元0025H～0024H的內(nèi)容2000H送入指令指針寄存器IP、后兩字節(jié)單元0027H～0026H的內(nèi)容B8A8H送入代碼段寄存器CS，CPU由此轉(zhuǎn)入中斷處理程序。

3．80x86中斷描述符80386～80586系統(tǒng)是采用中斷描述符來管理各級(jí)中斷的。中斷描述符最多有256個(gè)，對(duì)應(yīng)256個(gè)中斷源。若CPU工作在實(shí)地址模式，中斷描述符表就是8086系統(tǒng)的中斷向量表，其結(jié)構(gòu)、內(nèi)存位置及操作與前述基本相同。若CPU工作在保護(hù)模式，中斷描述符表可位于內(nèi)存的任何空間，它的起始地址可寫入CPU內(nèi)部的中斷描述符寄存器IDIR。IDIR的內(nèi)容包括起始基址及范圍，有了它和中斷向量，即可獲取相應(yīng)的中斷描述符。

4．中斷類型號(hào)的獲取8086在響應(yīng)中斷后，必須獲取該中斷的中斷類型號(hào)，然后在中斷向量表中得到中斷處理程序的入口地址并送入CS:IP。（1）發(fā)生內(nèi)部中斷和異常處理及非屏蔽中斷時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生中斷類型號(hào)并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序入口。（2）對(duì)于軟件中斷INTn指令，指令中n即為中斷類型號(hào)。（3）可屏蔽中斷由CPU的引腳INTR引入，其中斷類型號(hào)由中斷控制器芯片8259（下節(jié)介紹）在初始化編程時(shí)確定。8086系統(tǒng)中斷類型的優(yōu)先級(jí)按從高到低可分為：內(nèi)部中斷和異?！浖袛唷瞧帘沃袛唷獠靠善帘沃袛唷！纠?-3】某中斷源使用類型號(hào)n=10H，其中斷處理程序的地址（中斷向量）為20A0H:1234H，指出該中斷向量在中斷向量表中應(yīng)如何存放并編寫程序段。由于10H×4=40H，在中斷向量表地址為0040H～0043H存儲(chǔ)單元中，前兩個(gè)單元0040H和0041H應(yīng)存放地址偏移量1234H，后兩個(gè)單元0042H和0043H應(yīng)存放段地址20A0H，如圖7-9所示。CLI;關(guān)中斷MOVAX,0MOVES,AX;置附加段基址為0MOVDI,10H*4;置附加段偏移地址到DIMOVAX,1234H;置中斷程序首地址的偏移量到AXCLDSTOSW;填偏移量存放到中斷地址表MOVAX,20A0H;置中斷程序的段基址到AXSTOSW;填段基址存放到中斷地址表STI;開中斷7.28259A中斷控制器及應(yīng)用一般情況下，外部設(shè)備中斷請求必須通過8086僅有的可屏蔽的中斷請求輸入端INTR引入。為了使多個(gè)外部設(shè)備能以中斷方式與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，需要判斷各個(gè)外部設(shè)備的優(yōu)先級(jí)、設(shè)定其中斷類型號(hào)等。因而，必須設(shè)計(jì)硬件中斷控制接口電路。80x86系統(tǒng)采用專用的中斷控制器芯片8259A實(shí)現(xiàn)外部中斷與CPU的接口功能。7.2.18259A中斷控制器邏輯功能8259A是一種可編程的中斷控制器芯片，它的主要功能如下。①1片8259A可管理8個(gè)中斷請求，具有8級(jí)優(yōu)先級(jí)控制?？梢酝ㄟ^對(duì)8259A編程進(jìn)行指定，并把當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的中斷請求送到CPU的INTR端。②通過多個(gè)8259A的級(jí)聯(lián)，最高可擴(kuò)展到允許9片8259級(jí)聯(lián)、64級(jí)中斷請求優(yōu)先級(jí)管理。③對(duì)任何一級(jí)中斷可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)屏蔽。④當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時(shí)，向CPU提供相應(yīng)中斷源的中斷向量。⑤具有多種優(yōu)先級(jí)管理模式，且這些管理模式大多能動(dòng)態(tài)改變。7.2.28259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能8259A由控制邏輯電路、中斷請求寄存器IRR、優(yōu)先級(jí)分析器PR、中斷服務(wù)寄存器ISR、中斷屏蔽寄存器IMR、數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫控制邏輯電路和級(jí)聯(lián)緩沖器/比較器組成，如圖7-10所示。1.數(shù)據(jù)總線緩沖器及相關(guān)引腳數(shù)據(jù)總線緩沖器為8位三態(tài)緩沖器，相關(guān)引腳D0～D7為雙向數(shù)據(jù)線，與CPU的數(shù)據(jù)總線連接，用作8259A與CPU交換數(shù)據(jù)信息的通道。與8259A相關(guān)的數(shù)據(jù)信息主要有：編程實(shí)現(xiàn)輸入給8259A的初始化控制字、操作命令字及讀出中斷類型號(hào)等的8259A狀態(tài)信息。2．讀/寫控制邏輯電路及相關(guān)引腳CS：片選輸入信號(hào)，低電平有效。一般由CPU地址線經(jīng)譯碼輸出作為片選控制信號(hào)。A0：片內(nèi)端口選擇。RD：讀信號(hào)線，輸入、低電平有效。

WR：寫信號(hào)線，輸入、低電平有效，它與CPU的寫控制信號(hào)WR連接。3．級(jí)聯(lián)緩沖器/比較器及相關(guān)引腳CAS0～CAS2：級(jí)聯(lián)信號(hào)線，在主從式連接的多片8259A組成的中斷控制器中，該信號(hào)線在主片中作為輸出，在從片中作為輸入。SP/EN：主從片選擇/緩沖器允許信號(hào)線、雙向。作為輸入信號(hào)時(shí)，若為高電平，則該片為主片，否則該片為從片；作為輸出信號(hào)時(shí)，用于控制數(shù)據(jù)總線緩沖器的接收和發(fā)送的控制。4．中斷請求寄存器IRRIRR用來存放從外部設(shè)備發(fā)出的8個(gè)中斷請求信號(hào)IRQ0～I(xiàn)RQ7（或表示為IR0～I(xiàn)R7），輸入、高電平有效。5．中斷屏蔽寄存器IMRIMR用來存放CPU送來的各級(jí)中斷請求的屏蔽信號(hào)，高電平為有效屏蔽信號(hào)。6．優(yōu)先級(jí)分析器PRPR用來管理和識(shí)別各個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)7．控制邏輯電路及相關(guān)引腳控制邏輯電路的主要功能是根據(jù)IRR和PR的判定結(jié)果，發(fā)出控制命令。INT：8259A向CPU發(fā)出的中斷請求信號(hào)，輸出、高電平有效。該信號(hào)與CPU的可屏蔽中斷輸入端INTR連接，以實(shí)現(xiàn)把IRQ0～I(xiàn)RQ7上的最高優(yōu)先級(jí)請求傳送到CPU的INTR引腳。INTA：接收CPU響應(yīng)中斷應(yīng)答信號(hào)，輸入、低電平有效。與CPU輸出的中斷應(yīng)答信號(hào)INTA連接。該信號(hào)為連續(xù)的兩個(gè)負(fù)脈沖，在第二個(gè)負(fù)脈沖出現(xiàn)后，8259A自動(dòng)將所響應(yīng)的外部中斷源的中斷類型號(hào)送入數(shù)據(jù)線D0～D7，由CPU讀取后，執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序?？刂七壿嬰娐穬?nèi)部含有7個(gè)可以編程的寄存器，其中ICW1～I(xiàn)CW3用來存放8259A的工作方式字；OCW1～OCW3用來存放操作命令字。8．中斷服務(wù)寄存器ISRISR用來存放CPU正在處理的中斷的狀態(tài)。ISR中的D0～D7位分別對(duì)應(yīng)8級(jí)中斷請求輸入端IRQ0～I(xiàn)RQ7，若某一位為1，則表示當(dāng)前CPU正在處理相應(yīng)位的中斷請求；若有多位為1，則表示有多個(gè)中斷請求信號(hào)。CPU根據(jù)每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)，進(jìn)入中斷嵌套狀態(tài)。7.2.38259A的工作過程①使用8259A之前，必須對(duì)8259A進(jìn)行初始化。由CPU向8259A寫入若干初始化命令，以規(guī)定8259A的工作狀態(tài)等。完成初始化后，8259A按完全嵌套方式工作（IRQ0優(yōu)先級(jí)最高，并依次遞減）。②外部的中斷請求由輸入端IRQ0～I(xiàn)RQ7進(jìn)入8259A，一個(gè)或多個(gè)中斷請求（IRQ0～I(xiàn)RQ7）變?yōu)楦唠娖?，使IRR相應(yīng)位置“1”，表示有中斷請求。③中斷請求鎖存在IRR中，并與IMR進(jìn)行“與”操作，即把有中斷請求信號(hào)并且未被屏蔽的輸入端送入判優(yōu)電路。④優(yōu)先級(jí)判定電路選出優(yōu)先級(jí)最高的中斷請求位，并對(duì)中斷服務(wù)寄存器ISR的相應(yīng)位置位。⑤控制電路接受該中斷請求，通過INT引腳向CPU發(fā)出中斷請求信號(hào)。⑥如果此時(shí)CPU中的IF=1，即CPU開中斷接受中斷請求，則在CPU完成當(dāng)前指令后進(jìn)入中斷響應(yīng)過程，CPU以連續(xù)兩個(gè)負(fù)脈沖（中斷響應(yīng)INTA周期）作為應(yīng)答。⑦若8259A是主控的中斷控制器，則在INTA周期的第一個(gè)負(fù)脈沖到來時(shí)，把級(jí)聯(lián)地址從CAS2～CAS0輸出；若8259A單獨(dú)使用時(shí)，或是由CAS2～CAS0選擇的從控制器，在第二個(gè)負(fù)脈沖到來時(shí)，將被響應(yīng)中斷源的8位中斷類型號(hào)輸出給數(shù)據(jù)總線。⑧CPU讀取中斷類型號(hào)，在中斷向量表中找到中斷向量，轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷處理程序入口執(zhí)行。如果要在8259A工作過程中改變它的操作方式，則必須在主程序或中斷處理程序中向8259A發(fā)出操作命令字。⑨中斷結(jié)束，CPU向8259A輸出中斷結(jié)束（EOI）指令，使IRR復(fù)位。7.2.48259A編程8259A有兩種寄存器可以通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)8259A的初始化設(shè)置和工作方式的選擇。（1）一種是初始化命令字寄存器（ICW1～I(xiàn)CW4），用于存放CPU通過指令送入8259A的初始化命令字。各寄存器的功能如下。ICW1：決定8259A的工作方式。ICW2：設(shè)定可屏蔽中斷的中斷類型號(hào)（高5位）。ICW3：僅用于級(jí)聯(lián)方式。ICW4：設(shè)定8259A的優(yōu)先級(jí)管理方式、中斷結(jié)束方式等。（2）另一種是操作控制字寄存器（OCW1～OCW3），用于在初始化編程后，存放CPU在系統(tǒng)運(yùn)行中通過指令送入8259A的工作命令字。各寄存器的功能如下。OCW1：用來設(shè)置中斷源的屏蔽狀態(tài)。OCW2：用來設(shè)置中斷結(jié)束的方式和修改為循環(huán)方式的中斷優(yōu)先級(jí)管理方式。OCW3：用來設(shè)置特殊屏蔽方式和查詢方式，并用來控制8259A內(nèi)部狀態(tài)字IRR、ISR的讀出。1．初始化命令字8259A在開始工作之前，必須進(jìn)行初始化編程。初始化編程主要包括以下內(nèi)容。①設(shè)置中斷請求的觸發(fā)方式（電平觸發(fā)或邊沿觸發(fā)）。②設(shè)置8259A是單片工作方式還是多片級(jí)聯(lián)工作方式，是主片還是從片。③設(shè)置中斷源的中斷類型號(hào)（只需設(shè)置IRQ0的中斷類型號(hào)）。初始化命令字由初始化程序填寫，在整個(gè)系統(tǒng)工作中保持不變。8259A共有4個(gè)初始化命令字，它們必須按順序填寫，且ICW1寫在8259A偶地址端口中，其余3個(gè)寫入8259A奇地址端口中。（1）ICW1——芯片控制初始化命令字ICW1寫在偶地址端口（8259A的A0=0時(shí)），在IBMPC/XT中，該寄存器的地址定義為20H。其格式和各位功能如下。D0位（IC4）：用來表示后面是否要設(shè)置ICW4。該位為1時(shí)，表示要寫入ICW4命令字；該位為0時(shí)，則不設(shè)置ICW4。由于8086系統(tǒng)必須對(duì)ICW4進(jìn)行設(shè)置，故在8086系統(tǒng)中，D0=1。D1位（SNGL）：用來表示本片8259A是否與其他片級(jí)聯(lián)。該位為1時(shí)，表示系統(tǒng)僅用1片8259A；該位為0時(shí)，表示系統(tǒng)用多片8259A組成級(jí)聯(lián)方式。D2位（ADI）：在8086系統(tǒng)中，該位不起作用，可任意選擇為1或0。D3位（LTIM）：用來設(shè)定中斷請求信號(hào)觸發(fā)方式。若LTIM=0，表示中斷請求信號(hào)為上升沿觸發(fā)有效；若LTIM=1，表示中斷請求信號(hào)為高電平觸發(fā)有效。D4位：命令字ICW1的標(biāo)志位。由于ICW1和下面將要介紹的OCW2和OCW3共用片內(nèi)偶地址（即8259片內(nèi)A0=0），因此D4位用來區(qū)分是寫入ICW1還是寫入OCW2和OCW3。若D4=1，表示將初始化命令字寫入ICW1。D7～D5位：系統(tǒng)中未使用，可任意選擇為1或0。（2）ICW2——中斷類型號(hào)初始化命令字ICW2用來設(shè)置與外部中斷源相應(yīng)的中斷類型號(hào)，它寫入8259A的奇地址（8259A的A0=1）。在IBMPC/XT機(jī)中，該寄存器的地址定義為21H。其格式與各位功能如下。D7～D3位：用來存放由CPU通過編程送入的中斷類型號(hào)的高5位，對(duì)于IRQ0～I(xiàn)RQ7每一個(gè)中斷源的中斷類型號(hào)來說，高5位是相同的。D2～D0位：用來產(chǎn)生8種代碼，分別表示IRQ0～I(xiàn)RQ7，每一個(gè)中斷源的中斷類型號(hào)的低3位由中斷請求引腳決定，IRQ0～I(xiàn)RQ7各引腳分別對(duì)應(yīng)中斷類型號(hào)的低3位，為000～111。（3）ICW3——主/從片初始化命令字當(dāng)ICW1的D1=0，表示多片8259A級(jí)聯(lián)時(shí)，初始化ICW3才有意義，它寫入8259A的奇地址（8259A的A0=1）。在IBMPC/XT機(jī)中，該寄存器的地址定義為21H。①8259A作為主片時(shí)ICW3的格式如下。②8259A作為從片時(shí)ICW3的格式如下。（4）ICW4——控制初始化命令字只有當(dāng)ICW1的D0位為1時(shí)才設(shè)置ICW4。ICW4寫入奇地址。ICW4格式如下。D7～D5位均為0，作為ICW4的標(biāo)志碼。D4位（SFNM）：表示特殊完全嵌套方式，D4=1，表示8259A工作在特殊完全嵌套方式；D4=0，表示工作在正常完全嵌套方式。D3位（BUF）：該位為1，表示采用緩沖器方式；為0表示采用非緩沖器方式。D2位（M/S）：用于確定主從控制器，該位為1，表示8259A為主控制器；為0表示8259A為從控制器。單片8259A工作時(shí)，該位不起作用。D1位（AEO/I）：用于確定中斷結(jié)束方式，該位為1，表示8259A工作在自動(dòng)中斷結(jié)束（AEOI）方式；該位為0，表示工作在非自動(dòng)中斷結(jié)束方式。D0位（μPM）：用于確定CPU類型。該位為1，表示8086/8088系統(tǒng)；為0表示8080/8085系統(tǒng)。2．操作命令字CPU向8259A寫完初始化命令字后，8259A就可以開始工作，負(fù)責(zé)處理I/O設(shè)備向CPU提出的中斷請求。為了進(jìn)一步提高8259A的中斷處理能力，需要改變8259A的工作狀態(tài)，CPU向8259A發(fā)出一些控制命令，這些控制命令稱為操作命令字，它們存放在寄存器OCW1、OCW2和OCW3中。（1）OCW1——中斷屏蔽操作命令字（8位D7～D0）OCW1寫入8259A奇地址端口，用來設(shè)置或清除IMR各位，D7～D0分別對(duì)應(yīng)IRQ7～I(xiàn)RQ0的中斷屏蔽位。若Di=1，則相應(yīng)的IRQi的中斷請求被屏蔽；若Di=0，則允許IRQi產(chǎn)生中斷。（2）OCW2——設(shè)置優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式的操作命令字OCW2寫入偶地址端口，其格式如下（3）OCW3——對(duì)特殊屏蔽方式、中斷查詢方式和內(nèi)部寄存器的設(shè)置操作命令字OCW3寫入偶地址端口，其格式如下。8259A有兩種屏蔽方式：正常屏蔽方式和特殊屏蔽方式。正常屏蔽方式指當(dāng)CPU正在為某一優(yōu)先級(jí)的I/O設(shè)備服務(wù)時(shí)，可接受優(yōu)先級(jí)比該I/O設(shè)備高的中斷請求；特殊屏蔽方式指8259A能否接受其他I/O設(shè)備的中斷請求，取決于IMR中相應(yīng)的值（為0時(shí)，8259A才能接受相應(yīng)的中斷請求）。D6位（ESMM）：特殊屏蔽方式允許位。D6=1時(shí)，SMM位有效；D6=0時(shí)，SMM無效。D5位（SMM）：特殊屏蔽方式位。當(dāng)D5=1時(shí)，任一中斷請求都可被響應(yīng)；當(dāng)D5=0時(shí)，低級(jí)或同級(jí)中斷請求被禁止。D2位（P）：查詢命令位。D2=1時(shí)，可使8259A與CPU的通信方式由中斷方式改為中斷查詢方式。在8259A初始化及對(duì)寄存器進(jìn)行讀寫操作時(shí)應(yīng)注意以下方面。①初始化命令字對(duì)ICW1、ICW2必須寫入，ICW3、ICW4根據(jù)需要確定是否寫入。寫入時(shí)，ICW1～I(xiàn)CW4必須按順序設(shè)定，在寫入偶地址ICW1后，下一個(gè)寫入奇地址的命令字必然是ICW2，且在整個(gè)工作過程中保持不變。②A0=0（片內(nèi)偶地址）：寫入的有ICW1（標(biāo)志碼D4=1）、OCW2（標(biāo)志碼D4D3=00）、OCW3（標(biāo)志碼D4D3=01），由于片內(nèi)地址相同，因此由標(biāo)志碼區(qū)別；讀出的有IRR、ISR（由OCW3的D1D0位區(qū)別）。③A0=1（片內(nèi)奇地址）：寫入的有ICW2、ICW3、ICW4、OCW1（OCW1只能在初始化以后，程序運(yùn)行過程中寫入，以此區(qū)別）；讀出的有IMR?！纠?-4】設(shè)8259A的偶地址端口為80H、奇地址端口為81H，單片使用、上升沿觸發(fā)。初始化程序如下。MOVAL,13H;設(shè)置ICW1OUT80H,ALMOVAL,60H;設(shè)置ICW2（中斷類型號(hào)為60H～67H）OUT81,AL7.2.58259A在IBMPC中的應(yīng)用實(shí)例1．8259A在IBMPC/XT中的應(yīng)用在IBMPC/XT中，使用1片8259A可管理外部8級(jí)可屏蔽中斷，參閱圖7-10中的8259A主片部分。系統(tǒng)分配給8259A的端口地址為20H和21H，普通中斷結(jié)束方式，采用固定優(yōu)先級(jí)。8級(jí)中斷源IRQ0～I(xiàn)RQ7對(duì)應(yīng)的中斷類型號(hào)為08H～0FH。IBMPC/XT外部中斷源見表7-2。8259A在IBMPC/XT的初始化程序如下。MOVAL,13HOUT20H,AL;寫入ICW1MOVAL,08HOUT21H,AL;寫入ICW2MOVAL,09HOUT21H,AL;寫入ICW48259A的IRQ2系統(tǒng)未使用，可留給用戶使用。當(dāng)系統(tǒng)有較多的中斷源時(shí)，可利用IRQ2擴(kuò)展連接另一片8259A2．8259A在IBMPC/AT中的應(yīng)用在IBMPC/AT中，使用2片8259A可管理外部15級(jí)可屏蔽中斷，其中斷控制系統(tǒng)如圖7-11所示。系統(tǒng)分配給主片8259A的端口地址為20H和21H，分配給從片8259A的端口地址為A0H和A1H；主片8259A的IRQ0～I(xiàn)RQ7對(duì)應(yīng)的中斷類型號(hào)為08H～0FH，從片8259A的IRQ0～I(xiàn)RQ7對(duì)應(yīng)的中斷類型號(hào)為70H～77H；從片的INT接主片的IRQ2，主片和從片均采用邊沿觸發(fā)；采用全嵌套優(yōu)先級(jí)排列方式，采用非緩沖器方式，主片SP接+5V電源，從片SP接地。;初始化8259A主片MOVAL，11H;ICW1級(jí)聯(lián)，需設(shè)ICW3OUT20H，ALJMPSHORL$+2;I/O端口操作延時(shí)MOVAL，08H;ICW2設(shè)置起始中斷類型號(hào)08HOUT21H，ALJMPSHORL$+2MOVAL，04H;ICW3，主片IRQ2接從片INTOUT21H，ALJMPSHORL$+2MOVAL,11H;ICW4OUT21H,AL;初始化8259A從片MOVAL，11H;ICW1OUT0A0H，ALJMPSHORL$+2;I/O端口延時(shí)操作MOVAL，70H;ICW2設(shè)置起始中斷類型號(hào)為70HOUT0A1H，ALMOVAL，02H;ICW3從片INT接主片IRQ2OUT0A1H，ALJMPSHORL$+2MOVAL，01H;ICW4OUT0A1H，AL3．8259A應(yīng)用編程示例

已知主機(jī)啟動(dòng)時(shí)8259A中斷類型號(hào)的高5位已初始化為00001，故IRQ0的中斷類型號(hào)為08H（00001000B）；8259A的中斷結(jié)束方式初始化為非自動(dòng)結(jié)束，即要在服務(wù)程序中發(fā)送中斷結(jié)束命令；8259A的端口地址為20H和21H。8259A的IRQ0來自定時(shí)器8253的通道0，每隔55ms產(chǎn)生一次中斷，實(shí)