实验六 中断系统实验.doc

实验六 中断系统实验
----8259A中断控制
一、实验目的
1．掌握中断控制器8259A与微机接口的原理和方法。
2．掌握中断控制器8259A的应用编程。
3．认识掌握DVCC_ZHC3实验装置中与实验有关硬件内容和使用方法。
4．认识掌握DVCC_ZHC3实验装置配套的软件系统使用方法。
5．进一步巩固8086/8088的指令。
6．进一步掌握程序中各种错误的检查排除方法。
二、预备知识
1、 8259A的内部结构
8259A是专为控制优先级中断而设计的芯片。它将中断源按优先级排队、辨认中断源、提供中断向量的电路集成于一体，只要用软件对它进行编程，就可以管理8 级中断。
如图5－13所示，它由中断请求寄存器(IRR)、优先级分析器、 中断服务寄存器(ISR)、中断屏蔽寄存器(IMR)、数据总线缓冲器、读写控制电路和级联缓冲器、比较器组成。
数据
总线
缓冲器

读写
电路

级联缓冲器 /
比较器

控 制 逻 辑

服
务
寄
存
器
I SR

优
先
级
分
析
器

中断请求寄存器
I RR

中断屏蔽寄存器IMR

-INTA INT
-CS
D0~D7
-RD
-WR
A0
CAS0
CAS1
CAS2
SP/-EN
IR0
内部总线
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7

图5－13
　　中断请求寄存器：寄存所有要求服务的请求IR0~IR7。
　　中断服务寄存器：寄存正在被服务的中断请求。
　　中断屏蔽寄存器：存放被屏蔽的中断请求，该寄存器的每一位表示一个中断号， 该位为1，屏蔽该号中断，否则开放该号中断。
　数据总线缓冲器：是双向三态的，用以连接系统总线和8259A内部总线， 通过它可以由CPU对8259A写入状态字和控制字。
读写控制电路：用来接受I/O命令，对初始化命令和操作命令字寄存器进行写入，以确定8259A的工作方式和控制方式。
级联缓冲器/比较器：用于多片8259A的连接，能构成多达64级的矢量中断系统。
2、 8259A编程及初始化
(1) 写初始化命令字
* 写初始化命令字ICW1(A0=0)，以确定中断请求信号类型，清除中断屏蔽寄存器，中断优先级排队和确定系统用单片还是多片。
A7
A6
A5
1

7 6 5 4 3 2 1 0

0=不需写ICW4;1=需要写ICW4
0=多片8259级连;1=只一片8259
0=中断向量地址间距8;1=地址间距4(8088模式下为0)
0=上升沿触发;1=高电平触发
为1,ICW1标志位
中断向量A7,A6,A5位(8088模式下为000)

* 写初始化命令字ICW2，以定义中断向量的高五位类型码。
A15/T7
A14/T6
A13/T5
A12/T4
A11/T3
A10
A9
A8

7 6 5 4 3 2 1 0

A15-A8: 8080/8085方式下的中断向量高8位,8088方式下A8-A0不用,设为000
T7-T3: 8086/8088方式下的中断向量

* 写初始化命令字ICW3，以定义主片8259A中断请求线上IR0~IR7有无级联的8259A从片。

IR7
···
IR0
主片
7 6 5 4 3 2 1 0

第i位=0，表明IRi引脚上无从片
第i位=1，表明IRi引脚上有从片

从片
……
7 6 5 4 3 2 1 0

000:从片连在主片的IR0上
001:从片连在主片的IR1上

111:从片连在主片的IR7上

* 写初始化命令ICW4，用来定义8259A工作时用8085模式，还是8088模式，以及中

7 6 5 4 3 2 1 0

1=工作于8086/8088方式
0=工作于8080/8085方式
0=中断服务寄存器不自动复位,用EOI 命令复位
1=中断服务寄存器自动复位
0=从片
1=主片
0=8259与数据总线无缓冲器连接
1=8259与数据总线有缓冲器连接
0=单片8259,一般嵌套方式
1=多片8259,特殊嵌套方式

断服务寄存器复位方式等。

(2) 写控制命令字
* 写操作命令字0CW1，用来设置或清除对中断源的屏蔽。

IR7 … IR0
7 6 5 4 3 2 1 0

第i位=0，对应的中断请求IRi开放
第i位=1，对应的中断请求IRi屏蔽
注： OCW1如不写，则在初始化命令写入后，OCW1为全开放状态。
* 操作命令字OCW2，设置优先级是否进行循环、循环方式及中断结束方式。
R
SL
EOI
0
0
L2
L1
L0

7 6 5 4 3 2 1 0

识别码 000~111, 用户规定IR0-IR7的最低优先级编码
1=中断服务结束命令(EOI命令)
0=L2 L1 L0 编码无效
1=L2 L1 L0 编码有效
0=固定优先权
1=循环优先权

注： 8259A复位时自动设置IR0优先权最高，IR7优先权最低。

* 操作命令字OCW3，设置查询方式、特殊屏蔽方式以及读取8259中断寄存器的当前状态。
7 6 5 4 3 2 1 0

00,01=无用
10=下一个RD读中断请求寄存器IRR
11=下一个RD读中断服务寄存器ISR
1=查询命令;0=不是查询命令
00,01=无用
10=特殊屏蔽方式清除
11=特殊屏蔽方式设置

0

0
1

(3) 8259A查询字
通过OCW3命令字的设置，可使CPU处于查询方式，随时查询8259A有否中断请求， 有则转入相应的中断服务程序。
I

W2
W1
W0

…
7 6 5 4 3 2 1 0

1=有中断发生 000=IR0有中断请求
0=无中断发生 001=IR1有中断请求

111=IR7有中断请求

三、实验内容
本系统中已设计有一片8259A中断控制芯片，工作于主片方式，8个中断请求输入端IR0~IR7对应的中断型号为8~F，其和中断矢量表关系如下表5－3所示。

表5－3
8259中断源
中断类型号
中断矢量表地址
IR0
8
20H～23H
IR1
9
24H～27H
IR2
A
28H～2BH
IR3
B
2CH～2FH
IR4
C
30H～33H
IR5
D
34H～37H
IR6
E
38H～3BH
IR7
F
3CH～3FH

根据实验原理图5－14，8259A和8088系统总线直接相连，8259A 上连有一系统地址线A0，故8259A 有2 个端口地址， 本系统中为20H、21H。 20H 用来写ICW1， 21H 用来写ICW2、ICW3、ICW4，初始化命令字写好后， 再写操作命令字。OCW2、OCW3 用口地址20H，OCW1用口地址21H。
8259A初始化为：
a) 设置ICW1边沿触发，单片8259，使用ICW4；
b) 设置通过8259A的IRQ3向8088送出的中断类型号是十进制的11，即要求ICW2为08H，再加上8259A的IRQ3的类型为3，所以正好是11。因此IRQ3的中断入口的地址在中断矢量表中2CH~2FH的4个字节。
c) 完全嵌套，非缓冲方式，不自动复位，用EOI方式复位 ，8088工作方式
d) 开放三号中断
图5－14中，使用了3号中断源，IR3插孔和SP插孔相连，中断方式为边沿触发方式，每按一次AN按钮产生一次中断信号，向8259A发出中断请求信号。
CPU响应中断后，在中断服务中， 对中断次数进行计数并显示，（通过8255A送到发光二极管进行显示。 ）
图5－14
四、实验线路连接
8259A的IRQ3插孔和脉冲发生器单元SP插孔相连（图中IR3=IRQ3）。SP插孔初始电平置为低电平。
五、实验软件框图

累计显示进入中断的次数
发中断结束命令并返回
开始

调用显示“8259——1”子程序

填8259中断向量表

8259初始化（8255初始化）

开中断

等待中断

关中断

累计显示中断次数

判中断次数满5次否？

调用显示“8259good”

结束

次数加1

中断返回

N
Y
中断服务程序：
主程序：

六、实验步骤
1、 按图5－14连好实验线路
2、 打开实验装置电源开关，查看数码管是否显示“DVCC-86”
3、 运行DV88程序
4、 编写编译完成上述要求的程序：
5、 装入实验装置中，运行检查结果正确与否（按AN按键，每按一次产生一次中断，在LED发光二极管上显示中断次数）。