8259可编程的中断控制器

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1、82598259A 是一个可编程的中断控制器，应用在实时的、以中断方式进行监控的计算机系统中。用一片8259A可以管理8个等级的中断申请。并可再经级联扩展多至8片8259A,使得中断等级可扩展多至64 级。8259A可以作为一个I/O外围器件，用系统软件编程，它所具有的多种优先权方式可以通过主程序在 任何时候进行改变或重新组织。这意味着可以按照全系统的外围情况 和要求，设计出一个完整的中断结 构，用来实现优先管理、中断屏蔽以及自动中断矢量转移。它几乎可以适合于任何一种中断控制的结构， 因而得到了广泛的应用。1引脚图8259A为28脚双列直插式封装的器件。INTEL 8259AILDO VCCD

2、JGNDjroIR1m2D3IR3IMIM05IR5D臨U7飜 148 9 0 12 SI 1 二-.UGND-227326425514623712821920101911IS321713161415-AO-IntanW-TR5-R3 -R2 -IR1 -m TNT_ -SP/EN -CAS15-4名称脚号输入/输 出功能CS1输入片选WR2输入写RD3输入读D7 DO411输入或输 出双向数据总线：通过它传送命令接收状态和读取中断向量。CASO CAS312、13、15输入或输 出级联总线，主控8259A与从控8259A的连接线。作为主控时该总线为输 出，从控时，则为输入。SP/EN16输入

3、或输 出主从定义/缓冲器方向：为双功能脚，当为非缓冲方式时作为输入线， 指8259A为主控制器（SP=1）或是从控制器（SP=O）。在缓冲方式中， 用做输出线，控制缓冲器的接收发送。INT17输出8259A中断申请：当8259A接到从外设经IR脚送来的中断请求时，由 它输出高电平，对CPU提出中断申请。该脚连到CPU的INTR引脚。IR0IR718 25输入外设的中断请求：从外设来的中断请求由这些脚输入到8259A。在边沿 触发方式中IR输入应有由低到高的上升沿，此后保持为高，直到被响 应。在电平触发方式中，IR输入应保持高电平直到被应为止。INTA26输入中断响应：二个中断响应脉冲，第一个I

4、NTA用来 通知8259A；中断申 请已被响应，第二个INTA作为特殊操作信号，读取8259A提供的中断 类型号A027输入A0地址线：这个脚与CS、WR和RD联合使用。以使CPU实现时8259A 进行读写操作。它一般连 到CPU地址线的A1上GND14输入地Vcc28输入+5V电源2 内部结构其工作过程如下：第一步：当中断请求线（IRIR）上有信号输入时，就把中断请求寄存器IRR相应的位置1。07第二步：当IRR的一位置1后，就会与IMR中相应的屏蔽位进行比较，如该屏蔽位为0则请求被 发送给优先级分析器；如该屏蔽位为 1，则封锁该请求。第三步：当一个中断请求被输入优先级分析器后，将由优先权分

5、析器判定其优先权，然后向 CPU 发中断申请，INT脚变高（INT联到8086的INTR）。第四步：CPU的INTR引脚为异步状态接收，也就是它可以在任何时间（与时钟无关）接收中断。在 软件控制下利用STI指令（中断置位）或CLI（中断复位）指令可分别将CPU的“中断开放标志位”IF置位 或复位，可以做到接受或不理睬在INTR上的中断申请。第五步：假定CPU中的IF标志为1,则CPU在完成当前指令的即进入中断响应周期，这个中断响 应周期将标志寄存器入栈，然后清除IF标志，关闭了中断。再将代码段寄存器和指令指针也入栈（这 是为了从中断服务程序返回），然后CPU发出第二个INTA脉冲通知8259A

6、，说明8086已经允许了它的 中断请求。若8086用于“最小方式”，则INTA脉冲信号为8086 INTA引脚上的信号；若8086用于“最 大方式”时，则 8086LOCK 脚在中断响应序列执行期间变为低电平。 LOCK 信号用来指示其它系统总线控 制器：当中断响应序列到来时不要获取系统总线控制，一个“HOLD”请求在LOCK变低时不会被响应。第六步：8259A收到第一个INTA负脉冲后，将禁止IRR锁存器，使IRR不受IR7IR0进一步变化 的影响，这种状态一直保持到第二个INTA脉冲结束。第一个INTA脉冲还使ISR的某一位置位，并清除相应的IRR位。第二个INTA脉冲使ICW2当前内容被

7、放到D7D0 上, CPU用该字节确定中断型号。此 后CPU将按照这个指定的中断类型号中的内容去执行所对应的中断程序。注意：若ICW4的中断自动结 束位（AEOI）为1,则第二个INTA脉冲结束时，ISR中被第一个INTA脉冲置位的位被清除，否则要等到 送内含中断结束（EOI）命令的OCW2后方能清除ISR中的该位。第七步：当进入中断服务程序时，那些主程序和子程序都要用到的寄存器应当保存入栈，最好的方法是立刻“PUSH”每个用到的寄存器入栈。当中断服务程序完成后，再以相应的反次序“POP”每个 寄存器出栈。第八步：一旦中断服务程序完成，就应用IRET（中断返回）指令使CPU再回到主程序。IRE

8、T指令就会自动弹出中断前的指令指针，使主程序恢复到被中断之处，并且恢复中断前与中断服务变化无关的标 志状态（包括IF标志的状态）。而中断也自动放开。3 与 CPU 连接在微机中，使用两片8259级联，构成15级中断的连接情况CPUe日时讲11OWC1QRC-INTAf *主!ilSP矢觀码时珥IRQI 冀那科0 AB,IRQ82593实时钟类翌码70H.TRQ8圧連定问至IR2夷塑码7I1LTRQS 炎樂码72HJRQ10 类起码曲H,IRQ H 粪型码74KEKQ12 典型码75HJKQ1S 英型码MUJRQW 契型码77HJRQ15C- COM I 类用紋QCHJRQd e- LPT2 类

9、型码弓e- FDD 类型砰帕兀IRQ* * Tl 类型斷FIURQF團5-34 8259A的编程因为8259A是可编程的中断控制器，所以它的操作是用软件通过命令进行控制的。8259A的编程命 令字有两类：一是初始化命令字（ICW）,二是操作命令字（OCW）。相应的8259A的控制部分有一些 可编程的位，它们分布在7个8位寄存器中。这些寄存器分成两组，一组用作存ICW，另一组存OCW。 当计算机刚开机时，用初始化程序设定ICW，即由CPU按次序发送24个不同格式的ICW，用来建立 起8259A操作的初始状态，此后的整个工作过程中该状态保持不变。相反操作命令字（OCW）用于动态 控制中断处理，是在

10、需要改变或控制8259A操作时发送的。注意：当发出ICW或OCW时，CPU中断申请 脚 INTR 应关 闭（使用 CLI 关中断指令）。1. ICW（ICW 、ICW 、ICW 、ICW ）初始化命令字编程格式1234（1） ICW （芯片控制初始化命令字）功能介绍1A0D7D6D5D4D3D2D1D000001LTIMADISNGLIC416位机无效标志位电平触发无效弹片使用需要ICW4ICW1 负责启动 8259A 和进行初始化工作：1）清除 IMR2）把最低优先权分配给 IR73）把最高优先权分配给 IR04）将从设备标志 ID 置成 75）清除特殊屏蔽方式以及设置读IRR方式（2）IC

11、W2 （中断类型号的设置）功能介绍：例 8.3.1：输入时地址线 A0=1，IR0-IR7 的中断向量为 08H-0FH ，PC/XT 机中的 T7T3=00001， 当 IR4 申请时 8259 向 CPU 发出中断申请的类型号为 00001100=0CH 。（3）ICW3 （主/从片初始化命令字）功能介绍：当主片输入端IRi上连接有从片的INT时，则Si=l；否则Si=O应用 ICW3 时的注意点：一是什么时候用ICW3：即当ICW1中的SNGI位为0时，也就是工作于级联方式，才需要ICW3设置 8259A 的状态。二是（主片接出）判断哪个引脚（IR7IR0）有级联：当D7DO的某位为1时

12、则接有从片，为0 时不接从片。三是（从片接入）判断接入主片的哪个引脚：是通过对D2 D1 D0三位的组合来判断接入的引脚。（4）ICW4 （方式控制初始化命令字）功能介绍：ADI:DDDDD3107654201 0(CSBUMAEuFNMF/SOIPMICW4 负责缓冲器方式和中断结束方式的设置。应用 ICW4 时的注意点：一是什么时候写入ICW4：当ICW1的IC=1时，才使用ICW4。二是命令字各位所代表的含义：UPM：指定CPU类型：UPM=O时，工作于8080 （8位机）；UPM=1时，工作于8086 （16位机）AEOI：指定是否自动中断结束方式：1：自动中断结束方式；0：非自动中断

13、结束方式。BUF： 8259A 是否工作于缓冲方式： 1：工作于缓冲方式、0：不工作于缓冲方式SFNM:决定8259A在级联时是否工作于特殊全嵌套方式：1：工作于特殊全嵌套方式0： 工作于 般全嵌套方式。2. OCW（OCW1、0CW2、OCW3）操作命令字编程格式（1） OCW1 （中断屏蔽操作命令字）功能介绍：M7M0对应着IR7IR0, Mi=1时，就屏蔽对应的IRi的输入，Mi=0时，允许输入IRi的输入。（2） OCW2 （控制中断结束和优先权循环操作命令字）功能介绍:DD位：LL位编码是用来指定中断等级（07）。该等级是为了对指定的ISR位复位或执行优先0 2 2 0 级指定轮换方

14、式。它和D位SL配合使用。6DD 位： 0 0 是 OCW 的标志432D位：EOI中断结束命令位，当ICW中的AEOI=O时，即定义为非自动中断结束方式时，使EOI=1, 54表示结束中断，使ISR的最高优先权的位复位；EOI=0则不起作用。D6位: SL选择指定的IR级别位，SL=1时，操作在L2L0指定的IR编码级别上执行SL=o时,L L 无效。20D位：R优先权循环位，R=1：循环优先权；R=0：固定优先权7(3) OCW (控制中断屏蔽和查询寄存器状态命令字)功能介绍：3D 位： I=1 有中断请求， I=0 无中断请求。7DD 位： WW 表示正在申请服务的最高优先等级的二进制代码2 0 2 02) OCW 负责查询寄存器状态：3A0D7D6D5D4D3D2D1D00*ESMMSMM-01PRRRIS不用特定屏敝允许特定屏蔽设置特征位查询方式读寄存器允许读ISRD 位：RIS，读 IRR 或 ISR 选择位：1=读 ISR、0=读 IRR 0D位：RR:读寄存器：1=允许读IRR、ISR 0=不允许读1D位：P:查询命令位：1=查询、0=不是查询2DD 位： 0 1 是 OCW 的标志4 33D 位： SMM 设置特殊屏蔽方式： 1=选择特殊屏蔽方式、 0=清除特殊屏蔽方式5D 位： ESMM 允许 SMM 起作用： 1=允许、 0=不允许6