第9.1中断8259

总结介绍8259中断控制器8259中断控制器Overview前言8259A芯片是一个中断管理芯片，中断的来源除了来自于硬件自身的NMI中和来自于软件的INT n指令造成的软件中断之外，还有来自于外部硬件设备的中断，这些中断的可屏蔽的。

这些中断也都通过PIC（Programmable Interrupt Controller）进行控制，并传递给CPU。

一个8259A芯片最多可接收8个中断源，但由于可以将2个或多个8259A芯片进行级连（cascade），并且最多可以级链到9个，所以最多可以接64个中断源。

如今绝大多数的PC 都拥有2个8259A，这样最多可以接收15个中断源。

通过8259A可以对单个中断源进行屏蔽。

在一个8259A芯片上有如下几个内部的寄存器：1.Interrupt Mask Register（IMR）。

2.Interrupt Request Register（IRR）。

3.In Service Register（ISR）。

IMR被用作过滤被屏蔽的中断，IRR被用作暂时放置未被进一步处理的Interrupt，当一个Interrupt正在被CPU处理时，此中断被放置在ISR中。

除了这几个寄存器之外，8259A还有一个单元叫做Priority Resolver，当多个中断同时发生时，Priority Resolver根据它们的优先级，将最高优先级的优先传递给CPU。

工作原理当一个中断请求从IR0到IR7中的某根线到达IMR时，IMR首先判断IR是否被屏蔽，如果被屏蔽，则此中断请求被丢弃；否则，则将放入IRR中。

在此中断请求不能进行下一步处理之前，它一直被放置在IRR中。

一旦发现处理中断的时机已到，Priority Resolver将从所有被放置于IRR中的中断中挑选出一个优先级最高的中断，将其传递给CPU去处理。

IR号越低的中断优先级级别越高，比如IR0的优先级是最高的。

8259A通过发送一个INTR（Interrupt Request）信号给CPU，通知CPU有一个中断到达。

80x86的中断系统一：概述1、中断的分类1）硬件中断有硬件引起的中断。

硬件中断又分成两种：可屏蔽中断不可屏蔽的中断2）软件中断INT N指令、异常、陷进。

2、中断的实质实际上中断是一种引起程序运行的方式。

可以这样说：什么叫中断呢？就是停止当前程序的执行，转而执行另一个程序。

3、函数调用方式执行程序与中断执行程序有什么区别呢？函数调用：调用函数是程序的入口地址包含在指令中。

中断服务程序的入口地址在中断向量表中。

在获得所执行程序的入口地址的方式不一样。

二：在实模式下的中断的基本术语1、中断向量中断向量就是中断服务程序的入口地址。

他包括两个方面的内容。

一方面：段地址CS的内容另一方面：偏移地址IP的内容因此：一个中断向量是由两个部分构成的，每个部分是2个字节。

总共是4个字节。

2、中断向量表在实模式下，将所有的中断向量存储在从00000H~003FFH容量为1K字节的一张表中。

3、中断向量号在i386的系统中，为每一个中断从00H~0FFH分配一个编号N，这个编号叫中断向量号。

总共有256个中断向量号。

综上所述，中断向量表的结构如下图：4、如何通过中断向量号找到中断服务程序的入口地址呢？找中断入口地址就是找CS和IP。

我们已经知道中断向量号N。

IP 4NCS 4N+25、软中断的执行过程INT 68H 为例：1）将FLAG状态标志寄存器入栈2）将FLAG状态标志寄存器IF = 0，禁止CPU响应外部中断源中断。

3）将N乘以4，得到中断向量N在中断向量表中的首地址。

4）将CPU的IP入栈，将地址为(4N+1)和（4N）的内存单元中的内容存入CPU的IP。

5）将断点的CS入栈，将地址为4N+3和4N+2的内容存入到CPU的CS寄存器中。

6）执行中断服务程序。

7）中断服务程序执行IRET指令，A、将(SP+1，SP)中的内容存入CSSP = SP+2B、(SP+1，SP)中的内容存入IP，SP=SP+2C、(SP+1,SP)中的内容存入FLAG，SP= SP+2。

8259有4个初始化控制字，3个操作控制字。

三个重要的寄存器：中断服务寄存器、中断屏蔽寄存器、中断请求寄存器中断请求寄存器：发出中断请求的设备中断屏蔽寄存器：被屏蔽中断的设备中断服务寄存器：正在被响应中断的设备8086处理器芯片有INTR和NMI引脚，用来接收中断请求，会通过INTA引脚来发回中断响应。

INTR是可以屏蔽的中断，NMI是不可屏蔽的中断。

都是输入高电平时有效。

INT 02H是已经分配的NMI中断。

INTR接收的中断的处理程序没有在中断向量中初始化，需要我们自己初始化。

INT 00：除法出错INT 01：单步执行也可以把TF标志位设置为1，标志寄存器不能直接进行赋值，所以要通过堆栈来赋值。

INT 03：断点中断遇到INT 03则中断程序执行INT 04：有符号数溢出中断指令：INTO，如果OF为1，则执行INT 04中断如何编写自己的中断服务程序AH = 35H，INT 21H，可以获取中断向量表中，中断号为AL的中断服务程序的入口地址。

返回值在ES和BX中。

AH = 25H，INT 21H，可以设置中断向量表，可以把我们写的中断服务程序的入口地址写入到中断向量表中。

入口地址通过DS:DX传递进去。

中断服务程序的返回是IRET中断的优先级一般情况下会给不同的IO设备分配不同的优先级，如果同时有中断请求，则先处理优先级高的中断请求。

优先级低的中断请求在执行的时候，优先级高的中断请求可以把优先级低的中断请求打断。

中断屏蔽位：对于不同优先级的中断请求假设有4个中断设备，则设置4个位表示这4个设备发出的请求是否能被响应，如果该位是1，则不能响应，如果是0则能够响应。

8259芯片：可编程中断控制器8086处理器只有一个INTR来接收中断请求信号，如果直接接收则只能接收一个外设的中断请求。

用8259芯片来扩展。

8259可以接收8路中断请求信号，IR0最低，IR7最高8259是处理器的一个外设，也需要分配端口地址。

可编程中断控制器8259详解
中断系统的使用极大的提高了CPU的利用率。

 中断是一种机制，这种机制实现的过程可分为请求-->响应-->服务-->返回。

 可编程中断控制器8259A是Intel公司专为80x86 CPU控制外部中断而设计开发的芯片。

其内部结构及引脚图如下：
 中断申请的过程可大概描述为:中断源发生-----》(此中断未被屏蔽)中断优先级判定(高于正在服务的中断则打断)------》向cpu发送中断请求-----》cpu 回复一个inta告诉中断申请成功------》中断服务寄存器相应的位置位，表示这个中断正在被执行---------》当收到cpu的第二个inta的时候，中断逻辑单元把中断号发给cpu，cpu调用相应的中断程序执行------》发送中断号时，将ISR的相应位复位(利用完了就复位，主要是把中断号拿出来。

如果不复位，则每次逻辑电路放在总线上的中断号就会出错)，表示执行完毕。

 其内部涉及的关键型寄存器有：中断请求寄存器，中断屏蔽寄存器，中断优先级判别寄存器，中断服务寄存器。

 对于8259A的各个模块的官方描述如下：。

实验九中断特性及8259应用编程实验实验目的1.认识TDN86/51系统的中断特性。

2.掌握8259中断控制器的工作原理3.掌握8259可编程中断控制器的应用编程4.学习掌握8259级连方式的使用方法5.学习在接口实验单元上构造连接实验电路的方法实验设备1.TDN86/51或TDN86/88教学实验系统一台2.排线、导线若干实验内容及步骤(一)系统中的8259芯片1．8259A可编程中断控制器介绍中断控制器8259A是Intel公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。

它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中，因此无需附加任何电路，只需对8259A进行编程，就可以管理8级中断，并选择优先模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。

同时，在不需增加其他电路的情况下，通过多片8259A 的级连，能构成多达64级的矢量中断系统。

8259A的内部结构和引脚如图9-1所示。

8259A的编程，就是根据应用需要将初始化命令ICW1-ICW4和操作命令字ICW1-ICW3分别写入初始化命令寄存器组和操作命令寄存器组。

写初始化命令字ICW的流程如图9-2所示，ICW1-ICW4各命令字格式如表9-1所示，OCW1-OCW3各命令字格式如图9-3所示。

2．系统中的8259A芯片系统中的8259A芯片工作于单片方式，但可由用户扩展成接连方式。

其线路如图9-4所示。

图中的圈点表示此为排针形式引出脚。

（注：以下线路中的圈点均为排针形式引出脚，以后不再另作说明）。

系统启动时，8259A被初始化，其初始化是通过系统中的初始化程序设置初始化命令字ICW来实现的。

系统初始化时，规定0#和4#中断源分别提供给实时钟和与PC微机联机的串口通讯，用户可以使用其余的中断源。

在进入监控后，只有4#中断源处于开启状态，其他中断源都被屏蔽了。

中断矢量地址与中断符号之间的关系如下表。

3．接口实验单元中的级连实验用8259A芯片除系统中的8259A芯片外，在接口实验单元中专门提供了另一片8259A芯片，以便进行8259A级连实验。

8259中断控制实验报告实验报告：8259中断控制实验一、实验目的：学习和掌握8259中断控制器的工作原理和使用方法。

二、实验设备：计算机、8259中断控制器芯片、连接线、示波器等。

三、实验原理：1.8259中断控制器简介8259是Intel公司推出的一个通用中断控制器芯片，它可以管理多种设备的中断请求，并对中断请求进行优先级排序和处理。

8259具有级联功能，可以通过级联实现更多的设备中断管理。

2.8259工作原理8259中断控制器有两个主要模块：中断请求译码器和中断向量地址寄存器。

中断请求译码器用于判断中断请求的优先级，按照优先级排序，将中断请求发送给CPU。

中断向量地址寄存器用于存储中断向量的地址，CPU根据中断向量的地址来执行相应的中断服务程序。

3.8259中断控制器的寄存器8259中断控制器有多个重要的寄存器，包括中断屏蔽寄存器、中断请求寄存器、中断服务地址寄存器等。

中断屏蔽寄存器用于屏蔽或打开特定中断请求。

中断请求寄存器用于存储当前的中断请求状态。

中断服务地址寄存器用于存储中断向量的地址。

四、实验内容：1.配置8259中断控制器将8259中断控制器连接到计算机，并通过连接线将适当的引脚连接到需要中断控制的设备上。

2.编写中断服务程序根据实验要求，编写相应的中断服务程序，并将其存储在中断服务地址寄存器指定的内存地址中。

3.设置中断向量地址将中断向量的地址存储在中断向量地址寄存器中，使CPU能够根据中断请求执行相应的中断服务程序。

4.测试中断控制功能通过测试设备向8259中断控制器发送中断请求，观察计算机是否能正确处理中断请求，并执行相应的中断服务程序。

五、实验结果与分析：经过以上实验步骤，我们成功配置了8259中断控制器，并编写了相应的中断服务程序。

在测试过程中，通过向8259中断控制器发送中断请求，我们观察到计算机正确地处理了中断请求，并执行了我们编写的中断服务程序。

这表明我们成功地完成了8259中断控制实验。

8259中断控制器实验的实验报告实验报告：8259中断控制器实验一、实验目的本实验的目的是通过对8259中断控制器的实验，掌握和理解8259中断控制器的原理、工作原理和使用方法。

通过实验能够进一步了解中断控制器的中断分配和中断处理等功能。

同时还能够通过实验，对中断优先级以及中断的屏蔽和响应进行深入了解。

二、实验原理1.8259中断控制器简介8259中断控制器是用于管理和控制多个硬件设备的中断请求的重要芯片。

它是一个具有8个中断请求输入和8个中断向CPU输出的优先级解码器。

中断控制器主要由两个部分组成：中断请求器部分和中断控制器部分。

中断请求器部分用于产生中断请求信号，而中断控制器部分用于优先级解码和中断分配。

2.8259中断控制器的工作原理8259中断控制器可以管理多个硬件设备的中断请求，同时对中断信号进行优先级判断和派发给CPU进行相应处理。

当一些硬件设备发生中断时，会发送中断请求信号给8259中断控制器，然后8259将根据中断请求的优先级判断是否屏蔽或者响应该中断请求。

3.8259中断控制器的使用方法在使用8259中断控制器时，首先需要设置中断控制器的工作模式和中断请求的优先级，然后对中断控制器的屏蔽和响应进行相应的配置。

使用中断控制器时，还需要对中断服务程序进行适当的编程，以实现中断的处理逻辑。

三、实验步骤1.实验前的准备工作（1）准备实验所需的开发板和8259中断控制器。

（2）将8259中断控制器与相应的硬件设备连接。

（3）准备PC机和开发板的通信线缆。

2.8259中断控制器的设置和初始化（1）通过编程方式将8259中断控制器设置为特定的工作模式。

（2）设置中断请求（IRQ）的优先级。

3.中断服务程序的编写（1）根据需求编写中断服务程序，即中断处理逻辑。

（2）将中断服务程序与8259中断控制器的相应中断请求进行关联。

4.实验结果的观察和分析（1）观察测试硬件设备的输出结果。

（2）分析实验结果，判断是否成功实现中断控制和处理。

8259中断实验报告8259中断实验报告概述：8259中断控制器是一种重要的硬件设备，用于管理和处理计算机系统中的中断请求。

本实验旨在通过对8259中断控制器的实际应用，深入理解中断的概念、工作原理和实现方法。

实验目的：1. 了解中断的基本概念和作用；2. 掌握8259中断控制器的工作原理；3. 熟悉8259中断控制器的编程方法；4. 实现一个简单的中断处理程序。

实验设备：1. 计算机；2. 8259中断控制器；3. 开发工具。

实验步骤：1. 硬件连接：将8259中断控制器与计算机主板相连，确保连接正确稳定。

2. 编程准备：打开开发工具，创建一个新的工程，选择适当的编程语言。

3. 初始化8259中断控制器：在程序中调用相应的函数，设置8259中断控制器的工作模式、中断向量表等。

4. 编写中断处理程序：根据实际需求，编写一个简单的中断处理程序，例如键盘输入中断处理程序。

5. 编译、链接和调试：对程序进行编译、链接，生成可执行文件，并进行调试，确保程序的正确性和稳定性。

6. 实验结果分析：运行程序，观察中断处理程序的执行情况，分析中断的触发条件、处理过程和效果。

实验心得：通过本次实验，我深入了解了中断的概念和作用，掌握了8259中断控制器的工作原理和编程方法。

在实际操作中，我遇到了一些问题，例如连接错误、程序调试等，但通过不断尝试和调整，最终成功实现了一个简单的中断处理程序。

这次实验对我来说是一次很好的学习机会，不仅加深了对中断的理解，还提高了我的编程能力和问题解决能力。

总结：中断是计算机系统中一个重要的概念，对于提高系统的响应速度和处理效率具有重要意义。

8259中断控制器作为中断管理和处理的关键设备，其工作原理和编程方法需要我们深入了解和掌握。

通过本次实验，我对中断和8259中断控制器有了更深入的理解，并通过实际操作加深了对中断处理程序的编写和调试的经验。

这对我今后的学习和工作都具有重要的参考价值。

8259中断控制实验一．实验目的1. 掌握8259 中断控制器的工作原理。

2. 掌握系统总线上IR1,IR2 中断请求的应用编程方法。

二．实验设备IA-32 架构的微机系统及应用教学平台一套。

三．实验原理3.1 中断控制器8259简介中断控制器8259 是Intel公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。

它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中，因此无需附加任何电路，只需对8259 进行编程，就可以管理8 级中断，并选择优先模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。

同时，在不需增加其他电路的情况下，通过多片8259 的级连，能构成多达64 级的矢量中断系统。

它的管理功能包括：1）记录各级中断源请求，2）判别优先级，确定是否响应和响应哪一级中断，3）响应中断时，向CPU 传送中断类型号。

8259 的内部结构和引脚如图1 所示。

图 1 8259 内部结构和引脚图8259 的命令共有7 个，一类是初始化命令字，另一类是操作命令。

8259 的编程就是根据应用需要将初始化命令字ICW1-ICW4 和操作命令字OCW1- OCW3 分别写入初始化命令寄存器组和操作命令寄存器组。

ICW1-ICW4 各命令字格式如图2所示，OCW1-OCW3各命令字格式如图3 所示，其中OCW1 用于设置中断屏蔽操作字，OCW2 用于设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字，OCW3 用于设置和撤销特殊屏蔽方式、设置中断查询方式以及设置对8259 内部寄存器的读出命令。

图 2（a） ICW1格式图 2（b） ICW2格式图 2（c） ICW3格式图 2（d） ICW4格式图 3 OCW 命令字格式3.2 8259寄存器及命令的控制访问在硬件系统中，8259仅占用两个外设接口地址，在片选有效的情况下，利用A0来寻址不同的寄存器和命令字。

对寄存器和命令的访问控制如表1所示。

表 1 8259 寄存器及命令的访问控制3.3 EPC 微机系统中的8259在80x86 系列EPC 微机系统中，系统中包含了两片8259 中断控制器，经级连可以管理15 级硬件中断，但其中部分中断号已经被系统硬件占用，具体使用情况如表2 示。