信息与通信微机原理.pptx

9.19.19.19.1可编程中断控制器可编程中断控制器可编程中断控制器可编程中断控制器8259A8259A8259A8259A一、中断一、中断一、中断一、中断1 1 1 1、中断的基本概念：、中断的基本概念：、中断的基本概念：、中断的基本概念：中中断断源源中断中断请求请求 当当 前前 程程 序序中断中断服务服务程序程序程序断点程序断点中断返回中断返回中断响应中断响应中断：处理器暂停执行当前程序，转而处理随机发生的事中断：处理器暂停执行当前程序，转而处理随机发生的事件，处理完毕后再返回到断点处继续执行原来程序的过程件，处理完毕后再返回到断点处继续执行原来程序的过程2 2 2 2、中断的类型：、中断的类型：、中断的类型：、中断的类型：8686系列微机最多可以支持系列微机最多可以支持256256种中断，它们被种中断，它们被分为四种类型：分为四种类型：内部中断和异常内部中断和异常软件中断软件中断外部可屏蔽中断外部可屏蔽中断外部非屏蔽中断外部非屏蔽中断3 3 3 3、中断的优先级、中断的优先级、中断的优先级、中断的优先级通常一个系统有多个中断源，而通常一个系统有多个中断源，而CPUCPU同一时刻只能响同一时刻只能响应一个中断源的请求，按中断源的轻重缓急程度确定的优应一个中断源的请求，按中断源的轻重缓急程度确定的优先级别，称为优先级。先级别，称为优先级。4 4 4 4、中断的嵌套、中断的嵌套、中断的嵌套、中断的嵌套当当CPUCPU正在响应某一中断源的请求，执行为其服务的正在响应某一中断源的请求，执行为其服务的中断服务程序时，如果有优先级更高的中断源发出请求，中断服务程序时，如果有优先级更高的中断源发出请求，CPUCPU将中止正在执行的中断服务程序而转入为新的中断源将中止正在执行的中断服务程序而转入为新的中断源服务，等新的中断服务程序执行完后，再返回到被中止的服务，等新的中断服务程序执行完后，再返回到被中止的中断服务程序，这一过程称为中断嵌套。中断服务程序，这一过程称为中断嵌套。1#中断请求中断请求响应响应返回返回1#中断中断服务程序服务程序2#中断请求中断请求响应响应返回返回2#中断中断服务程序服务程序3#中断请求中断请求响应响应返回返回3#中断中断服务程序服务程序原主程序原主程序中断优先级中断优先级3#2#1#5 5 5 5、中断向量、中断向量、中断向量、中断向量中断向量：中断向量：中断向量：中断向量：中断服务程序的中断服务程序的中断服务程序的中断服务程序的入口地址入口地址入口地址入口地址中断向量表：中断向量表：中断向量表：中断向量表：存放中断向量的存放中断向量的存放中断向量的存放中断向量的一个特定的内存一个特定的内存一个特定的内存一个特定的内存区域区域区域区域二、二、二、二、8259A8259A8259A8259A芯片内部结构芯片内部结构芯片内部结构芯片内部结构功能：功能：能接收外部的中断请求，并进行判断，选中当前优能接收外部的中断请求，并进行判断，选中当前优先级最高的中断请求，再将此请求送到先级最高的中断请求，再将此请求送到CPUCPU的的INTRINTR端。端。三、三、三、三、8259A8259A8259A8259A芯片的工作方式芯片的工作方式芯片的工作方式芯片的工作方式1 1 1 1、中断触发方式：、中断触发方式：、中断触发方式：、中断触发方式：1)1)电平触发方式电平触发方式 该方式以该方式以IRIR端上出现的高电平作为中断请求信号。端上出现的高电平作为中断请求信号。请求一旦被响应，该高电平信号应及时撤除。请求一旦被响应，该高电平信号应及时撤除。2)2)边沿触发方式边沿触发方式 该方式以该方式以IRIR端上出现由低电平向高电平的跳变作为端上出现由低电平向高电平的跳变作为中断请求信号，跳变后高电平一直保持，直到被响应。中断请求信号，跳变后高电平一直保持，直到被响应。2 2 2 2、中断优先权管理方式：、中断优先权管理方式：、中断优先权管理方式：、中断优先权管理方式：1)1)完全嵌套方式完全嵌套方式 完全嵌套方式也称固定优先级方式。在这种完全嵌套方式也称固定优先级方式。在这种方式下，由方式下，由IRIR端引入的中断请求具有固定的优先级，端引入的中断请求具有固定的优先级，IRIR0 0最高，最高，IRIR7 7最低。只有当更高的中断请求到来时，最低。只有当更高的中断请求到来时，才会给予响应。才会给予响应。2 2 2 2）自动循环方式：）自动循环方式：）自动循环方式：）自动循环方式：每当任何一级中断被处理完，它的优先级别就变为最每当任何一级中断被处理完，它的优先级别就变为最每当任何一级中断被处理完，它的优先级别就变为最每当任何一级中断被处理完，它的优先级别就变为最低级，而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断请求。低级，而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断请求。低级，而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断请求。低级，而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断请求。3 3 3 3）中断屏蔽方式：）中断屏蔽方式：）中断屏蔽方式：）中断屏蔽方式：普通屏蔽方式：将中断屏蔽寄存器普通屏蔽方式：将中断屏蔽寄存器普通屏蔽方式：将中断屏蔽寄存器普通屏蔽方式：将中断屏蔽寄存器IMRIMRIMRIMR中的某一位或中的某一位或中的某一位或中的某一位或某几位置某几位置某几位置某几位置“1 1 1 1”，即将相应的中断请求屏蔽掉。，即将相应的中断请求屏蔽掉。，即将相应的中断请求屏蔽掉。，即将相应的中断请求屏蔽掉。特殊屏蔽方式：当特殊屏蔽方式：当特殊屏蔽方式：当特殊屏蔽方式：当CPUCPUCPUCPU在处理某级中断时，仅对本级在处理某级中断时，仅对本级在处理某级中断时，仅对本级在处理某级中断时，仅对本级中断进行屏蔽。中断进行屏蔽。中断进行屏蔽。中断进行屏蔽。3 3 3 3、中断结束方式：、中断结束方式：、中断结束方式：、中断结束方式：1 1 1 1）自动）自动）自动）自动EOIEOIEOIEOI方式：方式：方式：方式：8259A8259A8259A8259A自动将当前中断服务寄存器自动将当前中断服务寄存器自动将当前中断服务寄存器自动将当前中断服务寄存器ISRISRISRISR中的中的中的中的对应位清除。对应位清除。对应位清除。对应位清除。2 2 2 2）普通）普通）普通）普通EOIEOIEOIEOI方式：方式：方式：方式：CPUCPUCPUCPU用输出指令往用输出指令往用输出指令往用输出指令往8259 A8259 A8259 A8259 A发出一般中断结发出一般中断结发出一般中断结发出一般中断结束命令，将束命令，将束命令，将束命令，将ISRISRISRISR寄存器中级别最高的置寄存器中级别最高的置寄存器中级别最高的置寄存器中级别最高的置“1 1 1 1”位清位清位清位清“0 0 0 0”。3 3 3 3）特殊）特殊）特殊）特殊EOIEOIEOIEOI方式：方式：方式：方式：CPUCPUCPUCPU用输出指令往用输出指令往用输出指令往用输出指令往8259 A8259 A8259 A8259 A发出特殊中断结发出特殊中断结发出特殊中断结发出特殊中断结束命令，将束命令，将束命令，将束命令，将ISRISRISRISR寄存器中指定的置寄存器中指定的置寄存器中指定的置寄存器中指定的置“1 1 1 1”位清位清位清位清“0 0 0 0”。4 4 4 4、连接系统总线的方式、连接系统总线的方式、连接系统总线的方式、连接系统总线的方式1 1 1 1）缓冲方式：）缓冲方式：）缓冲方式：）缓冲方式：8259A8259A8259A8259A通过总线驱动器和数据总线相连。通过总线驱动器和数据总线相连。通过总线驱动器和数据总线相连。通过总线驱动器和数据总线相连。2 2 2 2）非缓冲方式：）非缓冲方式：）非缓冲方式：）非缓冲方式：8259A8259A8259A8259A直接与数据总线相连。直接与数据总线相连。直接与数据总线相连。直接与数据总线相连。四、四、四、四、8259A8259A8259A8259A芯片的级联使用芯片的级联使用芯片的级联使用芯片的级联使用五、五、五、五、8259A8259A8259A8259A芯片的控制字芯片的控制字芯片的控制字芯片的控制字1 1 1 1、初始化命令字、初始化命令字、初始化命令字、初始化命令字ICWICWICWICWi i i i：在初始化程序中设定，在初始化程序中设定，且在整个工作过程中保持不变。且在整个工作过程中保持不变。2 2 2 2、操作命令字、操作命令字、操作命令字、操作命令字OCWOCWOCWOCWi i i i：在应用程序中设置，且可在应用程序中设置，且可设置多次。设置多次。每片每片8259A8259A有有2 2个片内地址个片内地址A A0 0=0=0和和A A0 0=1=1，所，所有的命令字都是通过这两个端口来发送的。有的命令字都是通过这两个端口来发送的。1初始化命令字初始化命令字 1)ICW1 ICW1主要用于设置工作方式，其格式及各位的定义如图所示。主要用于设置工作方式，其格式及各位的定义如图所示。1 1LTIMLTIM SNGLSNGLICIC4 4D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A0=0 2)ICW2 ICW2用于设置中断类型号，写入用于设置中断类型号，写入A0=1的端口，其格式如图的端口，其格式如图所示。所示。例如：若例如：若ICW2为为00001000B，则对于从，则对于从IR0、IR1、IR2、IR3、IR4、IR5、IR6和和IR7上引入的各中断请求，其相应的上引入的各中断请求，其相应的中断类型号为中断类型号为08H、09H、0AH、0BH、0CH、0DH、0EH和和0FH。3)ICW3 ICW3用于设置级联，写入用于设置级联，写入A0=1的端口，格式如图所示。的端口，格式如图所示。例如：某片从例如：某片从8259A的的ID2ID1ID0=100，则表示该从，则表示该从8259A接接在主在主8259A的的IR4 4)ICW4 ICW4用于设置用于设置8259A的工作方式，写入的工作方式，写入A0=1的端口，格的端口，格式如图所示。式如图所示。ICW1的的IC4位为位为1时，才写入时，才写入ICW4。8259A8259A初始化过程：初始化过程：初始化过程：初始化过程：例如：例如：PC机中机中8259A的主片定义为：上升沿触发、在的主片定义为：上升沿触发、在IR2级级联从片、有联从片、有ICW4、非、非AEOI方式、中断类型号方式、中断类型号08H 0FH、一般的中断嵌套方式、端口地址是一般的中断嵌套方式、端口地址是20H、21H；从片定义；从片定义为：上升沿触发、级联到主片的为：上升沿触发、级联到主片的IR2、有、有ICW4、非、非AEOI方式、中断类型号为方式、中断类型号为70H 78H、一般的中断嵌套方式、端、一般的中断嵌套方式、端口地址是口地址是A0H、A1H。初始化过程如下：。初始化过程如下：初始化主片初始化主片 初始化从片初始化从片MOV AL，11H MOV AL，11HOUT 20H，AL OUT 0A0H，ALMOV AL，08H MOV AL，70HOUT 21H，AL OUT 0A1H，AL MOV AL，04H MOV AL，02HOUT 21H，AL OUT 0A1H，ALMOV AL，01H MOV AL，01HOUT 21H，AL OUT 0A1H，AL 2 2）操作命令字）操作命令字）操作命令字）操作命令字1)OCW1 OCW1的功能是设置和清除中断屏蔽寄存器的相应的功能是设置和清除中断屏蔽寄存器的相应位，写入位，写入A0=1的端口，格式如图所示。的端口，格式如图所示。2)OCW2 OCW2用于设置优先级循环方式和中断结束方式，写入用于设置优先级循环方式和中断结束方式，写入A0=0的端口，格式如图所示。的端口，格式如图所示。3)OCW3 OCW3的功能有三个方面：设置和撤消特殊屏蔽方式、的功能有三个方面：设置和撤消特殊屏蔽方式、设置中断查询方式以及设置对设置中断查询方式以及设置对8259A内部寄存器的读出。内部寄存器的读出。OCW3写入写入A0=0的端口，格式如图所示。的端口，格式如图所示。例：两片例：两片例：两片例：两片8259A8259A8259A8259A连接如图所示连接如图所示连接如图所示连接如图所示中断向量表：中断向量表：中断向量表：中断向量表：主主主主8259A8259A8259A8259A：中断类型码分别为中断类型码分别为中断类型码分别为中断类型码分别为40H40H40H40H和和和和45H45H45H45H中断服务程序地址分别为中断服务程序地址分别为中断服务程序地址分别为中断服务程序地址分别为1000H1000H1000H1000H：1050H1050H1050H1050H 1000H1000H1000H1000H：1060H1060H1060H1060H从从从从8259A8259A8259A8259A：中断类型码分别为中断类型码分别为中断类型码分别为中断类型码分别为32H32H32H32H和和和和33H33H33H33H中断服务程序地址分别为中断服务程序地址分别为中断服务程序地址分别为中断服务程序地址分别为2000H2000H2000H2000H：5440H5440H5440H5440H2000H2000H2000H2000H：3620H3620H3620H3620H初始化程序段：初始化程序段：初始化程序段：初始化程序段：1 1 1 1、主、主、主、主8251A8251A8251A8251A：2 2 2 2、从、从、从、从8251A8251A8251A8251A：9.29.29.29.2可编程计数可编程计数可编程计数可编程计数/定时控制器定时控制器定时控制器定时控制器8253 8253 8253 8253 1 1 1 1、8253825382538253芯片的内部结构芯片的内部结构芯片的内部结构芯片的内部结构2 2 2 2、8253825382538253芯片的控制字格式芯片的控制字格式芯片的控制字格式芯片的控制字格式3 3 3 3、8253825382538253芯片的工作方式芯片的工作方式芯片的工作方式芯片的工作方式4 4 4 4、8253825382538253芯片的编程芯片的编程芯片的编程芯片的编程计数器计数器计数器计数器/定时器功能：定时器功能：定时器功能：定时器功能：对外部事件发生次数进行计数对外部事件发生次数进行计数实现定时的方法：实现定时的方法：实现定时的方法：实现定时的方法：软件定时软件定时计算机系统经常用到定时信号计算机系统经常用到定时信号如如DRAMDRAM刷新定时刷新定时硬件定时硬件定时1 1 1 1、8253825382538253芯片的内部结构芯片的内部结构芯片的内部结构芯片的内部结构计数器内部结构：计数器内部结构：计数器内部结构：计数器内部结构：8353A8353A8353A8353A的读写操作状态：的读写操作状态：的读写操作状态：的读写操作状态：2 2、控制字格式：、控制字格式：、控制字格式：、控制字格式：例：例：例：例：设计数器设计数器设计数器设计数器0 0 0 0计数器计数器计数器计数器2 2 2 2端口地址为：端口地址为：端口地址为：端口地址为：304H304H304H304H306H306H306H306H，控制字端口地址为：控制字端口地址为：控制字端口地址为：控制字端口地址为：307H307H307H307H选择选择选择选择2 2 2 2号计数器，工作在方式号计数器，工作在方式号计数器，工作在方式号计数器，工作在方式3 3 3 3，计数初值为，计数初值为，计数初值为，计数初值为533H533H533H533H，采用二进制，采用二进制，采用二进制，采用二进制计数，其初始化程序为：计数，其初始化程序为：计数，其初始化程序为：计数，其初始化程序为：写控制字：写控制字：写控制字：写控制字：MOVMOV ALAL，10110110B10110110BMOVMOV DXDX，307H307HOUTOUTDXDX，ALAL写计数初值：写计数初值：写计数初值：写计数初值：MOVMOV ALAL，33H33HMOVMOV DXDX，306H306HOUTOUTDXDX，ALALMOVMOV ALAL，05H05HMOVMOV DXDX，306H306HOUTOUTDXDX，ALAL例：要求读出例：要求读出例：要求读出例：要求读出1 1 1 1号计数器的当前计数值（假定计数值号计数器的当前计数值（假定计数值号计数器的当前计数值（假定计数值号计数器的当前计数值（假定计数值只有低只有低只有低只有低8 8 8 8位）位）位）位）写控制字：写控制字：写控制字：写控制字：MOVMOV ALAL，01000000B01000000BMOV DXMOV DX，307H307HOUTOUT DXDX，ALAL读当前计数值：读当前计数值：读当前计数值：读当前计数值：MOVMOV DXDX，305H305HININALAL，DX DX 3 3 3 3、8253825382538253的工作方式的工作方式的工作方式的工作方式工作方式决定以下内容：工作方式决定以下内容：1 1）门控信号的影响）门控信号的影响2 2）OUTOUT信号的状态信号的状态3 3）计数操作可否重复）计数操作可否重复1 1 1 1）工作方式）工作方式）工作方式）工作方式0 0 0 0计数结束产生中断计数结束产生中断计数结束产生中断计数结束产生中断方式方式0输出波形输出波形方式方式0 0时时GATEGATE信号的作用信号的作用 计数过程中，计数过程中，GATEGATE必须保持为高电平，必须保持为高电平，为低电平时计数停止。为低电平时计数停止。2 2 2 2）工作方式）工作方式）工作方式）工作方式1 1 1 1可编程单脉冲发生器可编程单脉冲发生器可编程单脉冲发生器可编程单脉冲发生器单脉冲宽度单脉冲宽度T=NTCLK3 3 3 3）工作方式）工作方式）工作方式）工作方式2 2 2 2速率波发生器速率波发生器速率波发生器速率波发生器自动重新装入计数初值，实现循环计数自动重新装入计数初值，实现循环计数4 4 4 4）工作方式）工作方式）工作方式）工作方式3 3 3 3方波发生器方波发生器方波发生器方波发生器自动重新装入计数初值，实现循环计数自动重新装入计数初值，实现循环计数N N为偶数：占空比为为偶数：占空比为1 1：1 1N N为奇数：占空比为为奇数：占空比为(N+1)/2:(N-1)/25 5 5 5）工作方式）工作方式）工作方式）工作方式4 4 4 4软件触发方式软件触发方式软件触发方式软件触发方式6 6 6 6）工作方式）工作方式）工作方式）工作方式5 5 5 5硬件触发方式硬件触发方式硬件触发方式硬件触发方式8253825382538253工作方式比较工作方式比较工作方式比较工作方式比较例：设三个计数器的端口地址为例：设三个计数器的端口地址为70H70H、71H71H、72H72H，控制寄存器，控制寄存器端口地址端口地址73H73H。计数器。计数器0 0，工作模式，工作模式2 2，仅读写计数器低字节，仅读写计数器低字节，初值为初值为100100，采用二进制计数。，采用二进制计数。MOV AL,14HOUT 73H,ALMOV AL,100OUT 70H,AL4 4 4 4、8253825382538253芯片的编程芯片的编程芯片的编程芯片的编程1 1 1 1）初始化：）初始化：）初始化：）初始化：写入控制字写入控制字写入控制字写入控制字按控制字要求写入计数初值按控制字要求写入计数初值按控制字要求写入计数初值按控制字要求写入计数初值例：设三个计数器的端口地址为例：设三个计数器的端口地址为70H70H、71H71H、72H72H，控，控制寄存器端口地址制寄存器端口地址73H73H。计数器。计数器1 1，工作模式，工作模式1 1，初值，初值为为12341234，计数值使用，计数值使用BCDBCDMOV AL,73HOUT 73H,ALMOV AX,1234HOUT 71H,ALMOV AL,AHOUT 71H,AL2 2）读出命令）读出命令发出锁存命令，使当前计数值锁存在发出锁存命令，使当前计数值锁存在OLOL中中读读OLOL，获得当前计数值，获得当前计数值例：设三个计数器的端口地址为例：设三个计数器的端口地址为70H70H、71H71H、72H72H，控制寄存，控制寄存器端口地址器端口地址73H73H。读出计数器。读出计数器0 0的当前计数值，放在的当前计数值，放在BXBX中中MOV AL,00HOUT 73H,ALIN AL,70HMOV BL,ALIN AL,70HMOV BH,AL3 3 3 3）应用举例）应用举例）应用举例）应用举例例如，某例如，某例如，某例如，某8086808680868086系统中包含一片系统中包含一片系统中包含一片系统中包含一片8253825382538253芯片，系统结构如图芯片，系统结构如图芯片，系统结构如图芯片，系统结构如图设设设设82538253端口地址为端口地址为端口地址为端口地址为301H301H，303H303H，305H305H，307H307H系统完成如下功能：系统完成如下功能：系统完成如下功能：系统完成如下功能：(1)(1)(1)(1)利用通道利用通道利用通道利用通道0 0 0 0完成对外部事件计数功能，计满完成对外部事件计数功能，计满完成对外部事件计数功能，计满完成对外部事件计数功能，计满100100100100次向次向次向次向CPUCPUCPUCPU发出发出发出发出中断请求。中断请求。中断请求。中断请求。方式方式0 0，计数初值为，计数初值为100=64H100=64H控制字：控制字：00010000B00010000BMOV AL，10HMOV DX，307HOUTDX，ALMOV AL，64HMOV DX，301HOUTDX，AL定义工作方式：定义工作方式：送计数初值：送计数初值：(2)(2)(2)(2)利用通道利用通道利用通道利用通道1 1 1 1产生频率为产生频率为产生频率为产生频率为1KHZ1KHZ的方波。的方波。的方波。的方波。f fclk1clk1=2.5MHZ=2.5MHZ方式方式3 3，计数初值为，计数初值为 N=fCLK1/fOUT=2500=09C4H控制字：控制字：01110110B01110110B定义工作方式：定义工作方式：送计数初值：送计数初值：MOV AL，76HMOV DX，307HOUTDX，ALMOV DX，303HMOV AL，C4HOUTDX，ALMOV AL，09HOUTDX，AL(3)(3)(3)(3)利用通道利用通道利用通道利用通道2 2 2 2作标准时钟。作标准时钟。作标准时钟。作标准时钟。f fclk2clk2=1KHZ=1KHZT Tclk2clk2=1ms=1ms方式方式0 0，计数初值为，计数初值为 N=1000=3E8H控制字：控制字：10110000B10110000B定义工作方式：定义工作方式：送计数初值：送计数初值：MOV AL，B0HMOV DX，307HOUTDX，ALMOV DX，305HMOV AL，E8HOUTDX，ALMOV AL，03HOUTDX，AL