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第6章输入输出4(8259A)

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六章输入输出和中断技术2-资料.ppt

六章输入输出和中断技术2-资料.ppt
– 4.中断优先权判别电路
• 确定是否向CPU发出中断请求，中断响应时确定ISR 的哪位应置位及把相应中断的类型码放到数据总线 上
2020/12/29
8259A的内部结构
– 5. 读/写控制电路
• 用于控制对8259A的读、写操作。
– 6. 数据总线缓冲器
• 双向8位3态缓冲器，由它构成8259A与CPU之间的数据接口。
6.5 8259A可编程中断控制器
– 8259A的功能 – 8259A的内部结构和引脚 – 8259A的工作过程（含时序） – 8259A的工作方式 – 8259A的编程（命令字） – 8259A的应用
2020/12/29
8259A的功能
中断申请
8088 CPU
IF
INTR
中断申请 管理接口
INT
一中断正被处理时，只有更高优先级的事件可以打 断当前的中断处理过程而被服务。
• 特殊全嵌套方式
一中断正被处理时，允许同级或更高优先级的事件 可以打断当前的中断处理过程而被服务。
注: 特殊全嵌套仅用于多个8259A级连时的8259A，而 不能用于从属8259A或单8259A系统。
2020/12/29
一般全嵌套方式与特殊全嵌套方式的区别
默认优先级
优先级可编程改变
IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0
IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0
76543210
优先级 3 2 1 0 7 6 5 4
最低级
2020/12/29
最高级
最高级 最低级
– 固定优先级下的中断嵌套 在中断处理过程中允许被更高优先级的事件所中 断称为中断嵌套。8259A有两种中断嵌套方式： • 普通全嵌套方式（默认方式）

8.1计算机组成之.8259A详细说明

8.1计算机组成之.8259A详细说明
片选信号CS：由系统高位地址线译码产生，用于选中操作； 地址线A0：用以选择8259A内部不同寄存器； 读信号RD：低电平有效，实现对IRR、ISR和IMR读取； 写信号WR：低电平有效，用于对8259A写入控制字； 级联线CAS2~CAS0：主从式中断管理系统中，所有8259A 芯片的CAS2~CAS0引脚对应连接在一起，与SP/EN信号配 合，实现8259A的级联。对于8259A主片，用于输出，否则 用于输入。在CPU响应中断时，主片在CAS2~CAS0引脚上 输出级联设备编码，选中对应的从片，三个引脚信号的不同 组合000~111，对应于8个从片； 从片编程/缓冲使能SP/EN：双向，低电平有效。在非缓冲方 式下，用作输入线SP，SP=1表示该8259A为主片，否则为 从片；缓冲方式下，用作输出线EN，控制外接数据缓冲器的 接收和发送。
4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
25
24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
D3
D2 D1
D0
CAS0 CAS1 GND
IR0
INT SP/EN
CAS2
-7-
中断系统和中断控制器8259A
中断响应线INTA：接收CPU在中断响应周期发来的中断响应 信号，8259A接到此信号后，送中断类型码（编程设定）；
- 10 -
中断系统和中断控制器8259A
2.屏蔽中断源方式
程序中安排清除中断允许标志位指令（CLI），可以使CPU对所有 可屏蔽中断INT一起进行屏蔽，但无法实现选择性屏蔽。8259A可编程设 定允许或屏蔽指定的可屏蔽中断源：
普通屏蔽方式：通过将中断屏蔽寄存器IMR的某些位置1， 使对应的中断请求被屏蔽，目的是屏蔽高优先级的中断源； 特殊屏蔽方式：该方式主要用于中断嵌套时，开放低优先级 的中断请求，使其能得到及时响应。在预实现特殊屏蔽的中 断服务程序中通过置入控制字将IMR中相应位置1， ISR中 对应位会自动清0，从而屏蔽了本级中断，使低优先级的中 断可以得到响应。在该中断服务程序结束前要退出特殊屏蔽 方式，恢复ISR相应位，再用EOI结束中断服务程序，而且 特殊屏蔽期间被响应的低级中断服务程序必须用特殊中断结 束命令退出。

可编程控制器8259A知识点总结

可编程控制器8259A知识点总结

可编程控制器8259A知识点总结1、主要性能（1）具有8级中断优先控制，通过级连可以扩展至64级优先权控制。

（2）每一级中断都可以通过初始设置为允许或屏蔽。

（3）工作方式可以通过编程设置，使用灵活。

（4）在中断响应周期可提供中断向量或CALL指令和地址。

2、结构功能（1）中断请求寄存器IRR：保存来自IR0—IR7的请求信号。

（2）当前中断服务寄存器ISR：保存正在服务的中断。

（3）中断屏蔽寄存器IMR：每一位可对IRR相应中断源进行屏蔽，但对高优先权的输入线屏蔽不影响低优先权的输入。

（4）数据总线缓冲器：与系统总线的接口，三态。

（5）读/写控制逻辑：读出、写入控制。

（6）级连缓冲器：级连作用：使中断源最多扩展至64级。

（7）控制逻辑：片内控制，按编程工作。

3、引脚分析（1）电源线（2条）（2）数据总线（8条）D7 ~ D0：双向数据线，接数据总线的低8位（3）中断线（10条）IR7 ~ IR0：外设中断请求输入端，可编程为脉冲或电平触发INT：向CPU发出的中断请求信号INTA：CPU向8259A发的INTA中断响应信号（4）读写控制线（4条）CS：片选信号，低电平有效RD：读信号，低电平有效WR：写信号，低电平有效A0：8259A内部寄存器选择信号（0：偶地址，1：奇地址）（5）级联线（4条）CAS2 ~ CAS0：级联信号线，需与SP/EN配合SP/EN：作输入时为SP（0：从片，1：主片）作输出时为EN（控制总线驱动方向）(SP: Slave Program / EN: Enable Buffer)片选，读，写都是LO有效。

4、中断顺序8080/8085（1）至少一条中断请求输入线变高，IRR响应位置位。

（2）若请求中至少一条允许，由INT向CPU送中断请求信号。

（3）若CPU在开中断状态，则在当前指令执行完发出INTA作为响应。

（4）接受到中断响应信号后，中断请求源最高优先权的位的ISR相应位置位，在IRR中相应位复位，并送出CALL指令的操作码——11001101。

第06章中断与DMA传输

第06章中断与DMA传输

(3) 内部中断
① 除法溢出中断（n=0）：
除数为零或商超过寄存器所能表达的范围。
② 单步中断（n=1） ：
TF=1，每执行完一条指令产生一次中断。 用于实现单步操作，是强有力的调试手段。
③ 断点中断 （n=3） ：
INT 3指令产生一个中断类型码为3的断点中断。
④ INTO指令 （n=4） ：
OF=1，则INTO指令引起类型码为4的内部中断； OF=0，此指令不起作用，程序顺序执行。
• 中断服务程序不同于一般的子程序：
子程序由某个程序调用，它的调用是由程序设定的， 它的执行时间是确定的。 中断服务程序由某个事件引发，它的执行一般是随 机的，不确定的。
(6)中断向量
中断服务程序的入口地址
(7) 中断系统
为实现计算机的中断功能而配置的相关硬件、软件的 集合称为中断系统。
6.1.2
高等学校计算机基础教育教材精选
杨文显
主编
现代微型计算机原理 与接口技术教程
（第二版）
第6章 中断与DMA传输
6.1 中断原理 6.2 可编程中断控制器8259A
6.3 中断方式输入输出
6.4 DMA控制器8237A
6.1 中断原理
6.1.1 中断的基本概念
(1) 中断
由于某个事件的发生，CPU暂停当前正在执 行的程序，转而执行处理该事件的一个程序。 该程序执行完成后，CPU接着执行被暂停的 程序。 这个过程称为中断。
中断工作方式的特点
(1) 并行处理能力
实现CPU和多个外设同时工作，提高CPU效率。
(2) 实时处理能力
计算机应用于实时控制时，对外部事件及时响应。
(3) 故障处理能力
及时处理故障，不影响其他程序的运行。

微机原理与接口技术第六章8259A练习题及答案

微机原理与接口技术第六章8259A练习题及答案

微机原理与接口技术第六章-8259A练习题及答案中断技术和中断控制器8259A练习题及答案一、填空题1.8088微处理器最多能处理256种不同类型的中断。

2.8088系统的中断向量表位于从内存地址 00000H 开始,占1K字节存储单元。

3.8088CPU响应INTR中断时,将PSW(或标志寄存器内容）和断点(或CS:IP)进堆栈保存。

4.8259A可管理8级优先级中断源,通过级联,最多可管理 64 级优先级中断源。

5.若8259A的IRR(中断请求寄存器)的内容为10H,说明IR4请求中断。

二、选择题6.8088CPU的标志寄存器中IF=1时,表示允许CPU响应______中断。

CA.内部中断B.外部中断C.可屏蔽中断D.不可屏蔽中断7.CPU在响应中断时,保存断点是指______。

DA.将用户设置的程序指令地址入栈保存B.将中断服务程序的入口地址入栈保存C.将程序状态字PSW入栈保存D.将返回地址即程序计数器PC（CS：IP）的内容入栈保存8.8088的中断向量表用于存放______。

BA.中断类型号B.中断服务程序的入口地址C.中断服务程序的返回地址D.断点地址三、判断题9.8086的可屏蔽中断的优先级高于不可屏蔽中断。

[ ] ×10.通常8259A芯片中的IR0优先级最低,IR7的优先级最高。

[ ]×11.在8088系统中,所谓中断向量就是中断服务程序入口地址。

[ ] √四、简答题12.CPU响应INTR中断的条件是什么?答：(1)INTR信号为有效电平(2)当前指令执行完毕(3)CPU开中断(IF=1)(4)没有更高级的请求（RESET , HOLD ,NMI)13.一般CPU响应中断时自动做哪些工作? 8088CPU呢?答：一般CPU在响应中断时，关中断，保存断点，识别中断源，找到中断服务程序入口地址，转入中断服务程序。

8080CPU在响应中断时，首先把PSW（或标志寄存器内容）入栈保存，其余同一般CPU.14.8088CPU在执行中断返回指令IRET时,执行什么操作?答：(1)弹出断点送CS:IP第 - 2 - 页共 13 页(2)弹出PSW送标志寄存器15.中断控制器8259A中下列寄存器的作用是什么?(1) IRR (中断请求寄存器) :保存中断源的中断请求(2) IMR (中断屏蔽寄存器) :屏蔽/允许中断源请求中断，由程序写入，1为屏蔽，0为允许(3) ISR (中断服务寄存器): 记录CPU正在为哪些中断源服务(4) IVR (中断向量寄存器): 保存中断向量号16、初使化时设置为非自动结束方式,那么在中断服务程序将结束时必须设置什么操作命令?如果不设置这种命令会发生什么现象?答案：当中断服务程序将结束时,必须发0CW2=20H为中断结束命令,执行此命令即撤消正在服务的中断请求和服务标志;否则,即使返回主程序但未退出此中断,造成中断响应的混乱。

8259A介绍

8259A介绍
(3)中断屏蔽寄存器IMR IMR是一个8位寄存器，存放中断屏蔽字，某位=1表示 对应的IRi输入被屏蔽，为0开放该中断请求。可通过指令 设置。 (4)优先权电路 用于识别和管理IRR中各位的优先权级别。能进行优先 级判别，把未被屏蔽的最高优先级的中断请求送到CPU。
(5)控制逻辑电路 控制逻辑电路根据CPU对8259A编程设定的工作方 式 管 理 8259A ， 负 责 发 出 INTR 和 接 收 INTA# ， 并 使 INTA#转化为内部所需的各种控制信号。 (6)读/写电路 读/写电路可接收CPU对8259A的初始化命令字ICW 和操作命令字OCW，并将其存入相应的端口寄存器， 来规定8259A的工作方式和控制模式；也可以向CPU提 供各端口寄存器的内容。 (7)数据总线缓冲器 连 接 系 统 总 线 和 8259A 的 内 部 总 线 ， 用 于 传 输 8259A的控制字或状态字，以及中断类型号。 (8)级连缓冲/比较器 控制多片8259A的级连，扩展中断级。多片8259A 级连时，一片为主，其余为从。最多可9片级连，扩 展64级中断。

1.中断嵌套方式

(2)特殊全嵌套方式 和一般全嵌套方式基本相同，区别在于： 在特殊全嵌套方式下，处理某一中断时， 可实现对同级中断请求的响应。 系统中只有单片8259A时，通常用全嵌 套方式；而当8259A多片级连时，主片 必须采用特殊全嵌套方式，从片可采用 一般全嵌套方式。

一般全嵌套方式与特殊全嵌套方式的区别
8259A中断优先权的管理方式有固定优先权方式和自 动循环优先权方式两种。 （1）固定优先权方式 注: 特殊全嵌套仅用于多个8259A级连时的 在固定优先权方式中，IR7～IR0的中断优先权 主 8259A ， 而 不 能 用 于 从 属 8259A 或 单 的级别是由系统确定的。 8259A系统。 它 们 由 高 到 低 的 优 先 级 顺 序 是 ： IR0, IR1, IR2, …, IR7, 其中，IR0的优先级最高，IR7的优 先级最低。当有多个IRi请求时，优先权判决器（PR） 将它们与当前正在处理的中断源的优先权进行比较， 选出当前优先权最高的IRi，向CPU发出中断请求INT， 请求为其服务。

(8259A)

(8259A)
① 若有IRi=1，则IRR中相应位置1。 ② 若对应IMR中的相应位为0，则8259A向CPUINTR。 ③ 若IF=1，则CPU在执行完当前指令后，发第一 个 INTA8259A ④ ISR中对应当前最高优先权的位为1，且IRR中相应位清0。 ⑤ CPU发第二个INTA8259A，8259ADB上送8位的向量号N （即中断类型号，初始化8259A时已设定好)。 CPU做：N×4 从中断向量表中取出中断服务程序的入口地址。 ⑥ 若8259A为AEOI（自动结束中断）， 则在第二个INTA尾，ISR中相应的位复位。 否则,至中断服务程序结束,发出EOI命令使ISR中相应位复位。 CPU 进入响应中断的过程，继而执行中断子程序。 9
从ISR是 否全为0
N
Y EOI主
IRET
（3） 优先权循环方式
一个系统的优先权比较复杂，所以不能总规定IR0高 … IR7低。 8259A设计了两种改变优先权的方法。
•自动循环方式 ——适用于设备的优先权相等情况 当一个设备受到中断服务后，它的优先级自动降到最低，其相 邻的中断请求变成最高的。 例如: IR0 IR1 IR2 IR 3 IR4 IR5 IR6 IR7 初始 高 低 若IR4有中断请求，处理IR4后，IR5成为最高优先级， 优先级次序为：IR5 IR6 IR7 IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR4左循环至最低优先级。
不管是普通、还是特殊的中断结束方式，级联系统中的中断结 束必须发送两次EOI： 一次给从片，一次给主片。 （向从片发EOI后，须检查从片中的所有申请中断的源是否全服务过。 只有都服务过了，才能向主8259送另一个EOI命令）。
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中断结束字


什么是8259A的中断结束字（EOI）？

第六章_基本输入输出接口技术

第六章_基本输入输出接口技术

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6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
[例] 设状态端口地址为086H，数据端口地址为084H，外 设忙碌D7=1，请用查询方式写出CPU从存储器缓冲区 Buffer送出1KB的数据给外设的程序段。 LEA SI , Buffer ；取Buffer的有效地址送SI MOV CX , 1000 ；循环次数 W1: MOV DX, 086H ；状态端口地址送DX W2: IN AL , DX ；从状态端口读入状态信息 AND AL，80H ； BUSY=0? JNZ W2 ； BUSY=1，返回继续查询 MOV AL,[SI] ； BUSY=0，取数据 MOV DX, 084H ；数据端口地址送DX OUT DX,AL ；数据输出到数据端口 INC SI ；SI指向下一个字节数据 LOOP W1 ；CX-1送CX≠0，循环 HLT ；CX=0，传送结束
FFFFF
内存 空间 I/O 空间
10
§6-2 I/O端口的编址与访问
二、 I/O端口地址的译码方法：
I/O端口地址译码的一般原则是：把CPU用于I/O端口寻址 的地址线分为高位地址线和低位地址线两部分：
将低位地址线直接连到I/O接口芯片的相应地址引脚， 实现片内寻址，即选中片内的端口。 将高位地址线与CPU的控制信号组合，经地址译码电 路产生I/O接口芯片的片选信号。 常见的译码器： 2/4线译码器74LS139 3/8线译码器74LS138
返回断点

6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
关于中断的几点说明：
采用中断的数据传送方式时，外设处于主动申请地 位，CPU配合进行数据传送；CPU不必反复去查询 外设的状态，而是可以与外设“并行工作”，因此 提高了CPU的工作效率，并且更具有实时性。

8259A的内部结构及引脚功能

8259A的内部结构及引脚功能
微型计算机原理与接口技术
8259A的内部结构及引脚功能
2
1．中断请求寄存器IRR
• 中断请求寄存器IRR用于寄存所有IR输入线输入的中断请求信号，即保存正在请求 服务的中断级。
• 中断请求寄存器IRR接收外部的中断请求，IRR有8位，它们分别和引脚IR0-IR7相对 应。接收来自某一引脚的中断请求后，IRR寄存器中的对应位置1，也就是对这一中 断请求作了锁存。
CPU往8259A发送的命令字，也就是说，每当8259A接收一个数据，便设置一个命 令字。 • 芯片选通信号，低电平有效，通过地址译码逻辑电路与地址总线相连。 • A0：指出当前8259A的哪个端口被访问。1片8259A对应两个端口地址，其中一个为 偶地址，一个为奇地址，并且要求偶地址较低，奇地址较高。
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4．控制逻辑
• 控制逻辑将根据优先级裁决器的请求向CPU发出一个中断请求信号，即输出引脚INT为1。如果CPU
的中断允许标志IF为1，那么，CPU执行完当前指令后，就可以响应中断。这时，CPU从
线
上往8259A回送两个负脉冲。
INTA
• 第一个负脉冲到达时，8259A完成以下3个动作：
• （1）使IRR的锁存功能失效。这样，在IR0-IR7线上的中断请求信号就不予接收，直到第二个负脉冲 到达时，才又使IRR的锁存功能有效。
4
3．优先级分辨器PR
• 优先级分辨器PR的主要作用是确定中断请求寄存器IRR中各位的优先等级，并确定 能否向CPU申请中断。
• 优先级分辨器PR也称优先级裁决器，用来管理和识别各个中断源的优先级别。中断 优先级裁决器把新进入的中断请求和当前正在处理的（即中断服务寄存器ISR中的 内容）中断进行比较，从而决定哪一个优先级更高。如果判断出新进入的中断请求 具有足够高的优先级，那么，中断裁决器会通过相应的逻辑电路要求控制逻辑向 CPU发出一个中断请求。

微机第6章之二

微机第6章之二

0：边沿触发 1：电平触发
初始化命令字 ICW2
8259A提供给CPU的中断类型号是一个8位代码，是通过初始化命 令ICW2提供的。但由于ICW2的低3位被8位机占用，因此只有高5 位是在初始化编程时，通过命令字ICW2写入的，它的低3位是由 中断请求线IRi的二进制编码（如IR4的编码为100）决定，并且 是在第一个INTA到来时，将这个编码写入低3位的。ICW2的格式 如下：
OUT 21H, AL
OCW2中断结束和优先级循环控制 中断结束方式和中断排队方式都用 OCW2 命令来实现，因 此它的某些位功能重叠相互交叉显得比较复杂，但从使 用的角度来看，它只有两个作用： 中断结束方式控制 中断优先权排队控制 OCW2
A0 0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
R
OCW1～OCW3
OCW1：屏蔽命令字 OCW2：优先级循环及EOI方式设定 OCW3 ：特殊屏蔽方式，中断查询方 式及读寄存器。
OCW1中断屏蔽操作
OCW1内容写入中断屏蔽寄存器IMR
1屏蔽中断请求 0开放
A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
OCW1
1
M7
M6
M5
M4 M3
M2
一个系统中，8259A可以级联，有一个主8259A， 若干个（最多8个）从8259A 级联时，主 8259A 的三条级连线 CAS0 ～ CAS2 作 为输出线，连至每个从8259A的CAS0～CAS2 每个从8259A的中断请求信号INT，连至主8259A 的一个中断请求输入端IR 主8259A的INT线连至CPU的中断请求输入端 SP*/EN* 在非缓冲方式下，规定该 8259A 是主片 （SP*＝1）还是从片（SP*＝0）

第6章输入输出技术ppt课件

第6章输入输出技术ppt课件

据
出 端
线
口
地址译码
(WR,IO/M ) IOW
2021/4/22
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6.3 I/O的基本方式
( Direct Memory Access )
2021/4/22
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▪ 无条件传送（CPU与外设同步工作）：外部控制 过程各种动作时间是固定的，而且是已知的。
无条件传送：输出
输 出 设 备
锁存器
DQ G
2021/4/22
锁 存 DB（D7~D0） 器
AB 地址译码器 IOW(WR,IO/M)
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例：如图示，外设为8个发光二极管，与其相连的 I/O端口地址80H，欲使发光二极管全亮，执行指令：
MOV AL, 0
OUT 80H, AL
CPU
DB AB CB
4
6.1 概述
输入输出(I/O)设备是计算机系统的重要组 成部分，计算机通过它们与外界进行数据交换。 因I/O设备种类繁多，CPU并不与I/O设备直接 进行信息交流，而是通过I/O接口进行。I/O接 口是连接CPU和I/O设备之间的桥梁。
输入设备和输出设备统称为外设。 I/O接口电路：即I/O适配器。
2021/4/22
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2、接口传递的信息
接口传递的基本信息是数据信息，除此之外，还 传递状态信息和控制信息。不同的信息用不同的I/O 端口区分。 数据信息：CPU与I/O设备传递的基本信息，包括数 字量、模拟量、开关量和脉冲量。
状态信息：反映I/O设备当前工作状态的信息，如输 出设备是否空闲，输入设备是否数据准备好等。
2021/4/22
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输入接口设计
完成如下任务： 当开关接通时，CPU 执行程序段ON; 当开关断开时，CPU 执行程序段OFF;

第6章 中断系统与可编程8259A

第6章 中断系统与可编程8259A

第6章 中断系统与可编程8259A
【例题6-2】中断类型码为17H，如中断服务程序的入口地 址是：3240H:87FFH,试指出中断矢量表中存放该中断矢量
的4个字节单元的地址及内容。
解：由于中断类型码为17H，则中断矢量为：

中断矢量应存放在从0000H：005CH开始的4个连续 字节单元中,即: (0000H:005CH)=FFH (0000H:005DH)=87H (0000H:005EH)=40H (0000H:005FH)=32H
第6章 中断系统与可编程8259A （2）中断的特点 ① 提高CPU的效率 中断可以解决高速的CPU与低速的外设之间的矛盾，使CPU和 外设并行工作。CPU在启动外设工作后继续执行主程序，同时外设 也在工作。每当外设做完一件事就发出中断申请，请求CPU中断它 正在执行的程序，转去执行中断服务程序，中断处理完之后，CPU 恢复执行主程序，外设也继续工作。这样，CPU可启动多个外设同 时工作，大大地提高了CPU的效率。 ②实时处理 在实时控制系统中，工业现场的各种参数和信息都会随时间而变 化。这些外界变量可根据要求随时向CPU发出中断申请，请求CPU 及时处理中断请求。如果满足中断条件，CPU就立刻会响应，转入 中断处理，从而实现实时处理。 ③故障处理 控制系统的故障和紧急情况难以预料的，如掉电、设备运行出错 等，可通过中断系统由故障源向CPU发出中断请求，再由CPU转到 相应的故障处理程序进行处理。
第6章 中断系统与可编程8259A
6.1 8086中断系统 6.1.1项目1：外部中断控制继电器 1．项目要求与目的 （1）项目要求：用8086CPU控制8259可编程中断控制器，实现对外 部中断的响应和处理。要求程序中对IR0每次中断，去控制继电器动 作，使LED闪烁。 （2）项目目的： ●了解8086中断的概念。 ●了解8086的中断类型。 ●了解8086的中断矢量表。 ●了解8086的中断过程。 2．项目电路连接与说明 （1）项目电路连接：如图6-1所示的粗线为要接的连线，接线描述如 下：8259A的片选CS连至地址译码处的210Ｈ～217Ｈ插孔；8255A 的片选CS连至地址译码处的200Ｈ～207Ｈ插孔；PB0接到继电器的 控制端上；将UP脉冲按钮连接至8259A的IR0插孔。 （2）项目说明：8086需要外接中断控制器才能对外部中断进行处理。 8259可外接8个中断源，本项目只响应IR0中断。将单脉冲信号UP接 到8259的IR0脚，每次中断时，可以看到继电器控制的LED灯闪烁。

第6章 输入输出及终端系统

第6章 输入输出及终端系统
外设状态端口地址为03FBH，第5位(bit5)为状态 标志（=1忙，=0准备好） 外设数据端口地址为03F8H，写入数据会使状态 标志置1 ；外设把数据读走后又把它置0。 试画出其电路图，并将DATA下100B数据输出。
51
状态端口地址：0000 0011 1111 1011 数据端口地址：0000 0011 1111 1000

外设应提供设备状态信息 接口应具备状态端口
48
查询工作方式流程图
开始
读入并测试外设状态
N
READY?
Y
进行一次 数据交换
N
每满足一次 条件只能进 行一次数据 传送
传送完？
Y
结束
防止死循环 超时?
N Y
读入并测试外设状态
N
超时错
READY?
Y
复位计时器
N
与外设进 行数据交换 传送完？
Y
结束
查询工作方式例
N 进行一次传送
修改地址指针
N
传送完否?
Y
结 束
查询工作方式

优点：

软硬件比较简单 CPU效率低，数据 传送的实时性差， 速度较慢
1号外设 准备就绪？ N 2号外设 准备就绪？ N 3号外设 准备就绪？ N
Y
对1号外设服务

缺点：

Y
对2号外设服务
Y
对3号外设服务
┇
n号外设 准备就绪？ N
Y
对n号外设服务
按传输信息的类型分类：


模拟接口
并行接口 串行接口
33

按传输信息的方式分类：

接口特点

输入接口：

接口技术8259A中断控制器原理及应用课件.

接口技术8259A中断控制器原理及应用课件.

动画
8259A对中断请求的处理过程如下：


当某IRi有效时，IRR相应位置1 若有效的IRi未被屏蔽，则向CPU发出中断请求 检测到第1个INTA*信号后，置ISRi=1，IRRi=0 检测到第2个INTA*信号后，把ISRi=1中最高优 先级的中断类型码放到DB上 若工作在AEOI方式，在第2个INTA*结束时，使 ISRi复位；否则由CPU发出EOI命令使ISRi复位
演示
ICW4——方式控制初始化命令字
CAS0-CAS2 : 主8259A的三条级连线CAS0～CAS2作为输出线， 连至每个从8259A的CAS0～CAS2 SP*/EN*:在非缓冲方式下，规定该8259A是主片（SP*＝1）还是 从片（SP*＝0） IRi : 每个从8259A的中断请求信号INT，连至主8259A的一个中断 请求输入端IR INT :主8259A的INT线连至CPU的中断请求输入端
15
结束中断处理方式（续）

自动中断结束方式AEOI

在第2个INTA#结束时，由8259A使ISRi自动复位 配合全嵌套（固定）优先权方式使用 当CPU用输出指令往8259A发出普通中断结束EOI命令 时，8259A就会把所有正在服务的中断中优先权最高 的ISR位复位 配合循环优先权方式使用 CPU在程序中向8259A发送一条特殊中断结束命令， 这个命令中指出了要清除哪个ISR位
1. 中断控制

中断请求寄存器IRR
Hale Waihona Puke 保存8条外界中断请求信号IR0～IR7的请求状态 Di位为1表示IRi引脚有中断请求；为0表示无请求 保存正在被8259A服务着的中断状态 Di位为1表示IRi中断正在服务中；为0表示没有被服务

微机接口技术8259A中断控制器

微机接口技术8259A中断控制器

D7D0 ：双向、三态数据线，接系统数据总线的 D7D0 ， 用来传送控制字、状态字和中断类型号等。 IR7IR0 ： 中 断 请 求 信 号 ， 输 入 ， 从 I/O 接 口 或 其 他 8259A( 从控制器) 上接收中断请求信号。在边沿触发方式中， IR输入应由低到高，此后保持为高，直到被响应。在电平触发
︽︾
保留的中断 （共27个） 类型号5~31
︽︾
0000:0014H 0000:0013H
CS IP
CS IP CS IP CS IP CS IP
溢出中断 断点中断
0000:0010H
0000:000FH 0000:000CH 0000:000BH
非屏蔽中断
单步中断 除数为0中断
0000:0008H
2）特殊全嵌套方式(SPECIAL FULLY NESTED MODE－SFNM)
和全嵌套方式基本相同。唯一不同在于可以响应同级 的中断请求，实现同级的中断嵌套。通过ICW4的 “SFNM”位可以设置此种方式。
特殊全嵌套方式的使用场合：级联方式中主片
8259A被设置为特殊全嵌套方式。
特殊全嵌套方式的使用场合：
ICW3 主从片关系 ICW4 方式控制
OCW2 0 1 OCW3

控制部分
yangruioot@
20
8259工作示意图
Go ahead
•
•
•
•
•
IR0～IR7上出现某一中断请求信号 IRR对应位被置“1” 由IMR的相应位决定是否将其屏蔽(屏蔽位=1，不通过； 屏蔽位=0，通过) 未被屏蔽的中断请求进PR，当只有一个中断时，则该中 断源向CPU发出中断请求INTR。当同时有两个以上中断 时，根据编程设定的优先级确定中断优先级最高的中断 向CPU发出中断请求INTR。若CPU正在执行中断服务程序， PR把新进入的中断请求和当前正在处理的中断进行优先 级比较。若新进入的中断优先级高，该中断请求被送到 CPU。 若CPU的IF=1，CPU完成当前指令后，响应中断，在 引脚上发出两个负脉冲(执行两个中断响应总线周期)：

第6章 中断系统与可编程8259A(2)

第6章 中断系统与可编程8259A(2)

第6章 中断系统与可编程8259A
(4) 若CPU处于开中断状态，则在当前指令执行完后， 进入中断服务程序，并用INTA信号作为响应中断的回 答信号。 (5) 8259A接收到INTA信号后，使中断服务寄存器ISR 相应位置1，使中断请求寄存器IRR的相应位置0，以避 免该中断源再次发生中断申请。 (6) CPU启动另一个中断响应周期，输出另一个INTA脉 冲。这时8259A通过数据总线向CPU输出当前级别最高 的中断申请源的中断类型号，以便CPU很快转入中断服 务程序。 (7) 若8259A工作在AEOI模式(自动结束方式)，在第二 个INTA脉冲结束时，使中断源在中断服务寄存器中的 相应位置0；否则，直至中断服务程序结束，发出EOI 命令，才使中断服务寄存器中的相应位复位。
第6章 中断系统与可编程8259A
②初始化命令字ICW2 ICW2的端口为奇（A0=1）地址，A0恒等于1，为 ICW2的特征位，它是必须写入的第二个初始化命令字。 此控制字为设置中断类型号的初始化控制字，格式如 图6-17所示。CPU响应中断，发出第二个中断响应信 号INTA后，8259A将中断类型寄存器中的内容ICW2送 到数据总线上。 D0~ D2位：为中断类型码的低三位，决定中断源 挂在8259A IRi 哪一个引脚上。
图6-158259A初始化流程图
第6章 中断系统与可编程8259A
初始化控制字有4个，操作控制字有3个，需写入 8259A7个相应的寄存器中，但是8259A只占用了两个 地址，偶地址和奇地址，8259A是通过控制字的标识位 和奇偶地址来决定控制字应写入到哪个寄存器中。下面 讨论每个控制字中特别标出A0位，若A0＝1，控制字应 写在奇地址端口中，若A0＝0，控制字应写在偶地址端 口中。下面分别对初始化控制字和操作控制字各位定义 进行介绍。 （1）初始化命令字ICW 初始化命令字 是用来设定8259A的基本工作方式。 它有四个初始化命令字寄存器ICW1~ICW4。各初始化 命令字的格式如下所示。

8259A芯片使用方法

8259A芯片使用方法

一、8259A的引线及部结构1、引脚信号8259A引脚信号如下图所示：8259A引脚图●D7～D0：双向、三态数据线，与系统数据总线相连。

对8259A编程时，命令字由此写入；在第二个中断响应总线周期中，中断类型码由此传给CPU。

●RD：读信号，输入，与系统控制总线IOR相连。

RD=0时，CPU对8259A进行读操作。

●WR：写信号，输入，与系统控制总线IOW相连。

当WR=0时，CPU对8259A进行写操作。

●A0：片寄存器寻址信号，输入，用于对片寄存器端口寻址。

每片8259A有两个寄存器端口，A0=0时，选中偶地址端口，A0=1时，选中奇地址端口。

在与8088系统相连时，可将该引脚与地址总线的A0连接；与8086系统连接时，可将该引脚与地址总线的A1连接。

●CS：片选信号，输入。

CS=0时，8259A被选中。

在与8088系统相连时，系统地址信号A15~A1经译码器译码后为8259A产生片选信号。

●SP/EN：双功能双向信号。

当8259A工作在缓冲模式时，它作为输出，用于控制缓冲器的传送方向。

当数据从CPU送往8259A时，SP/EN输出为高电平；当数据从8259A送往CPU时，SP/EN输出为低电平。

当8259A工作在非缓冲模式时，它作为输入，用于指定8259A是主片还是从片（级联方式）。

SP/EN=1的8259A 为主片，SP/EN=0的8259A为从片。

●INT：中断请求信号，输出，与CPU的中断请求信号线INT相连。

在级联方式下，从片的INT与主片的IR7~IR0中的某一根连接在一起。

●INTA：中断响应信号，输入，与CPU的中断响应信号线INTA相连。

●CAS2～CAS0：级联控制线，主片的CAS2～CAS0与从片的CAS2～CAS0对应相连。

对于主片，CAS2～CAS0为输出信号；对于从片，CAS2～CAS0为输入信号。

当从片发起的中断请求被响应时，主片通过CAS2～CAS0送出相应的编码给从片，告诉从片该中断请求被允许。

wfl第六章 中断2—8259

wfl第六章 中断2—8259

• 表中上半部分用于编程写入，下半部分用于查询读出。 • 其中 ICW1~ICW4 代表 初始化命令字 寄存器。 • OCW1~OCW3 代表 工作命令字 寄存器。
四、8259A 的编程 处理部分
D0 ~ D7 0 0 0 0 0 0 0 0
1、8259编程结构图
ISR 当前 中断 服务 寄存器
0 IRR 0 中断 0 申请 0 PR 寄存器 0 0 优先级 0 0 裁决器
第六章 中断系统
第四节 8259A 中断控制器
一、8259A 的结构及逻辑功能及引线 二、8259A的工作方式 三、中断响应过程 四、8259A 的编程 五、8259A 的应用举例
专用中断控制芯片8259
单片8259能管理8级中断，并且可级联管理64级 有中断判优逻辑功能，可对任一级中断单独屏蔽
中断被响应后，可直接提供中断类型号
可通过编程选择其工作方式 中断触发方式的设置 中断响应方式的设置 中断嵌套方式的设置
中断结束方式的设置
总线连接方式的设置及优先权的设置
一、8259A 的结构及逻辑功能
INTA INT
D7~D0
数据总线
缓冲器
初始化
控制逻辑
RD WR A0 CS
•
6、级联方式
• • • 主、从8259的ICW1中的SNGL位均应设为0 主、从8259的中断类型号不能重复 主、从8259都要对ICW3进行初始化，其初始 化数值要与硬件连接一致 主8259需要将ICW4设置成特殊全嵌套方式， 而从8259只需设置成全嵌套方式即可 如果采用非自动结束中断方式，则在中断服 务子程序最后要向主、从8259的OCW2各发 一个中断结束命令，分别清除主、从8259中 相应ISR位的值
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微机原理与接口技术 根据PR
8259A内部结构
系统数 据总线 与 8259A 的接口 接收地 连接总 址信号 线与级 和读写 联方式 信号
保存所有正在服 务的中断源，某 位=1表示对应的 IRi中断正在被 服务
确定是否向 请求向CPU CPU发出中断 发INT信号， 确定是否向 请求，中断响 并接受INTA CPU发出中断 应时确定ISR 响应信号 请求，中断响 的哪位应置位 应时确定ISR 及把相应中断 的哪位应置位 的类型码放到 及把相应中断 数据总线上 的类型码放到 数据总线上

ICW1～ICW4 向8259A写入ICW的过程称为初始化编程

操作命令字OCW (Operation Command Word)

OCW1～OCW3 向8259A写入OCW的过程称为操作方式编程
初始化流程
微机原理与接口技术 用ICW1设置，是否级连，请求
信号格式，后面是否用ICW4 用ICW2设置中断类型码 是否为级连方 式？ 是
8259A工作方式
微机原理与接口技术
缓冲模式： 非缓冲方式：小系统中，8259A数据线直接连系 统数据总线，不需要总线缓冲器，此时SP/EN表 示级联时主/从关系。 主片：SP/EN接高电平； 从片：SP/EN接低电平。 缓冲方式：大系统中，数据总线都具有总线缓 冲器，此时SP/EN表示数据传送方向，级联时主 /从关系通过软件设定ICW4来决定。
若工作在AEOI方式，在第2个INTA结束时，
使ISRi复位；否则由CPU发出EOI命令使ISRi复位
微机原理与接口技术
中断响应周期时序 第一个
中断响应周期 T1 T2 T3 T4 CLK INTA AD7~AD0 置 ISRi=1,I RRi=0 8259A 将 中断类型 号送至数 据总线上
第二个 中断响应周期 T1 T2 T3 T4
IR0 IR1
IR0
IR1
IR2 IR3
A.
IR2
假定IR3发生中 断,并获得服务
去CPU INT
IR3
INT
IR4 IR5 IR6 IR7 IR4 IR5 IR6
E.
D. 特殊嵌套方式：
IR7
IR4 的 中 断 被 服 务时，只封锁 IR5-IR7。
特殊嵌套方式： 因主片不封锁从片的 INT，故级别高的IR0IR2中断可以得到响应。 ( 但 IR3-IR7 仍 被 本 从 片封锁)
存放中断屏蔽字， 某位=1表示对应 的IRi输入被屏 蔽
微机原理与接口技术
8259A对中断请求的处理过程如下： 9.4.2 8259A内部结构
当某IRi有效时，IRR相应位置1 若有效的IRi未被屏蔽，则向CPU发出中断请求
检测到第1个INTA信号后，置ISRi=1，IRRi=0 检测到第2个INTA信号后，把ISRi=1中最高优 先级的中断类型码放到DB上
OCW1——中断屏蔽字
Mi =1中断请求线IRi被屏蔽 OCW1将写入IMR寄存器。
A0=1时读OCW1可读出设置的IMR内容。
微机原理与接口技术
OCW2——中断结束和优先级循环
微机原理与接口技术
OCW2——EOI命令


D4D3 =00特征位 D7
D2~ D0中断源编码 D6 D5
0 固定优先级

微机原理与接口技术
8259A工作方式



AEOI：在第2个INTA#结束时，由8259A使ISRi 自动复位； 正常EOI方式：由CPU发出正常EOI命令，该EOI 命令使ISRi=1的位中优先级最高的那一位复位。 特殊EOI方式：由CPU发出一条SEOI命令，该 EOI命令中指出了所要复位的ISR的位号。

ICW1 = 00010010 = 12H ICW2 = 08H OCW1 = 11110000 = 0F0H 中断向量码 中断屏蔽字
微机原理与接口技术
初始化程序如下： INIT8259A： MOV DX，20H ；A0=0，写ICW1 MOV AL，12H ；上升沿触发,单片,不写ICW4 OUT DX，AL MOV DX，21H ；A0=1,写ICW2,OCW1 MOV AL，08H ；ICW2 OUT DX，AL MOV AL，0F0H ；OCW1：屏蔽IR4-IR7 OUT DX，AL
D0 ~ D7 A0 A5 ~ A9
IOR
ISR 当前 中断 服务 寄存器
译 码
1×
A0 I3 I4 0
1
0 0 0 0 PR 0 优先级 0 裁决器 0 0 A0 1 0 0 1 0 1 0 0 1
IRR 中断 申请 寄存器
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
RD WR
ICW2 中断类型号
1 循环优先级
0指定优先级D2~ D0无效 0自动EOI 1指定D2~ D0有 1非自动EOI
D7 D6 D5 :优先级排队方式
微机原理与接口技术
OCW3——屏蔽方式和读出控制字
微机原理与接口技术
OCW3（续）
查询方式允许8259A不工作于中断方式，而是以查 询方式工作。 • CPU先写一个D2=1的OCW3，再对同一地 址读入，即可得到如下状态字节： I x x x x R2 R1 R0 I=1表示有中断请求，中断请求号为R2-R0 读IRR/ISR：写入此命令后，随后再对同一地址 读，即可得到IRR或ISR的内容。
向量类型
微机原理与接口技术
9.4.3 8259A引脚
CPU侧：
CS；
DB0~DB7； RD、WR、A0； INT、INTA； 外设侧：
IR0~IR7；
级联： SP/EN、 CAS0~CAS2。
8259A的编程结构
总线
微机原理与接口技术
处理部分
0 0 数据线 D0 0 ~ 0 D7 0 A0 0 0 片 0 选 CS ICW1 芯片控制
微机原理与接口技术
ICW4——中断方式字
微机原理与接口技术

OCW用于设置8259的工作状态 8259A的操作命令字OCW 在初始化后写入 OCW的写入顺序可任意 写入地址要求：

OCW1必须写入奇地址端口(A0=1) OCW2，OCW3必须写入偶地址端口(A0=0)
微机原理与接口技术
一中断正被处理时，允许同级或更高优先级的事 件打断当前的中断处理过程而被服务。 特殊全嵌套方式
一般全嵌套方式与特殊全嵌套 B. C. 方式的区别
一般嵌套方式： IR4的中断被服务 时，这些中断将 被封锁。
微机原理与接口技术
主8259A
从8259A
一般嵌套方式： 从片的INT被主片封锁， 故更高级别的IR0-IR2 中断也无法得到响应
否
是 设ICW3的各位对应
本片为主片吗？ 否 设置ICW3的低三位为从控标志码 需要用ICW4 吗？ 是 否
IR0~IR7的连接情况
用ICW4设置，是否为特定固定优先级方式；缓冲
方式；自动结束中断方式；8086/8088系统
OCWn
微机原理与接口技术
ICW1——初始化字
初始化8259A必须从ICW1开始
CS# RD# WR# A0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1
微机原理与接口技术
8259A编程举例

按以下要求初始化8259A：
接口地址为20H和21H； 中断为上升沿触发；单片8259A；不写ICW4； 与IR0-IR3对应的中断向量码为08H-0BH； IR4-IR7不使用。 根据要求，各初始化参数及工作参数如下：
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
0
SP/EN
IOW
INTA INTR
ICW3 主从片连接关系
OCW2 优先级设置、发EOI
INTA
CA0 CA1 CA2
1
ICW4 方式控制
0 1
0
INT
VCC
GND
OCW3特殊屏蔽,查询方式设置
1
控制部分
微机原理与接口技术
8259A工作方式

中断嵌套方式： 在中断处理过程中允许被更高优先级的事 件所中断称为中断嵌套。 一中断正被处理时，只有更高优先级的事 件可以打断当前的中断处理过程而被服务。 完全全嵌套方式
ISRi
最低级
IR4的服务结束以前
最高级
最高级
最低级
IR4的服务结束以后
微机原理与接口技术
中断结束处理方式：
8259A工作方式

当某一IRi中断被服务时，ISR中的相应位 ISRi=1。当服务结束后，则必须清零该ISRi位。 使ISRi=0是通过向8259A发出中断结束命令 三种EOI命令 （EOI命令）实现的。 自动EOI（AEOI） 正常EOI方式 特殊EOI方式
微机原理与接口技术
ICW2——中断向量字
向8259A写入ICW1后，应立即向8259A送ICW2
A0 1
D7 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ7
D6 T6
D5 T5
D4 T4
D3 T3
D2 x
D1 x
D0 x
T7～T3：中断类型号的高5位 T2～T0：最低3位为中断源的序号IRn 000～111分别对应IR0～IR7 由8259A根据中断源的序号自动填入
微机原理与接口技术
第6章 可编程中断控制器8259
教学内容 中断的基本概念 8086的中断系统 可编程中断控制器—8259A
微机原理与接口技术
可编程中断控制器8259A
8259A的功能： •对8个中断源实现优先级控制 •扩展至对64个中断源实现优先级控制
•可编程设置不同工作方式