8259中断实验

实用文档XX学院实验报告实验名称姓名学号班级教师日期实用文档一、实验容与要求1.1实验容本次实验分为如下3个子实验：(1)单中断请验：利用系统总线上中断请求信号MIR7，设计一个单一中断请验；(2)双中断优先级实验：利用系统总线上中断请求信号MIR6和MIR7，设计一个双中断优先级应用实验，观察8253对中断优先级的控制；(3)级联中断实验：利用系统总线上中断请求信号MIR7和SIR1，设计一个级联中断应用实验。1.2实验要求本次实验中三个子实验的实验要求如下：(1)单中断请验：单脉冲KK1+与主片8259的IR7相连。每按KK1+，进入一次中断，输出7；(2)双中断优先级实验：单脉冲KK1+连主片8259的IR7，KK2+连其IR6。每当KK1+按下时显示“7”，每当KK2+按下显示“6”；(3)级联中断实验：单脉冲KK1+连主片8259的IR7，KK2+连从片的IR1。每当KK1+按下时显示“M7”，每当KK2+按下显示“S1”。二、实验原理与硬件连线2.1实验原理(1)中断控制器8259简介在Intel386EX芯片中集成有中断控制单元（ICU），该单元包含有两个级联中断控制器，一个为主控制器，一个为从控制器。该中断控制单元就功能而言与工业上标准的82C59A是一致的，操作方法也相同。从片的INT连接到主片的IR2信号上构成两片8259的级联。在TD-PITE实验系统中，将主控制器的IR6、IR7以及从控制器的IR1开放出来供实验使用，主片8259的IR4供系统串口使用。8259的部连接及外部管脚引出如图1-1：实用文档主片8259A从片8259AINTINTCAS2:0CAS2:0IR2IR4IR6IR7IR1INTR（内核）串口0MIR6MIR7SIR1图1-18259部连续及外部管脚引出图表1-1列出了中断控制单元的寄存器相关信息。表1-1ICU寄存器列表寄存器口地址功能描述ICW1（主）ICW1（从）（只写）0020H00A0H初始化命令字1：决定中断请求信号为电平触发还是边沿触发。ICW2（主）ICW2（从）（只写）0021H00A1H初始化命令字2：包含了8259的基址中断向量号，基址中断向量是IR0的向量号，基址加1就是IR1的向量号，依此类推。ICW3（主）（只写）0021H初始化命令字3：用于识别从8259设备连接到主控制器的IR信号，部的从8259连接到主8259的IR2信号上。ICW3（从）（只写）00A1H初始化命令字3：表明部从控制器级联到主片的IR2信号上。ICW4（主）ICW4（从）（只写）0021H00A1H初始化命令字4：选择特殊全嵌套或全嵌套模式，使能中断自动结束方式。OCW1（主）OCW1（从）（读/写）0021H00A1H操作命令字1：中断屏蔽操作寄存器，可屏蔽相应的中断信号。OCW2（主）OCW2（从）（只写）0020H00A0H操作命令字2：改变中断优先级和发送中断结束命令。OCW3（主）OCW3（从）（只写）0020H00A0H操作命令字3：使能特殊屏蔽方式，设置中断查询方式，允许读出中断请求寄存器和当前中断服务寄存器。IRR（主）IRR（从）（只读）0020H00A0H中断请求：指出挂起的中断请求。ISR（主）ISR（从）（只读）0020H00A0H当前中断服务：指出当前正在被服务的中断请求。POLL（主）POLL（从）（只读）0020H0021H00A0H00A1H查询状态字：表明连接到8259上的设备是否需要服务，如果有中断请求，该字表明当前优先级最高的中断请求。实用文档初始化命令字1寄存器（ICW1）说明见图1-2所示。0001LS001700:边沿触发1:电平触发ICW1图1-2初始化命令字1寄存器初始化命令字2寄存器（ICW2）说明见图1-3所示。T7T6T5T4T300070ICW2中断向量地址图1-3初始化命令字2寄存器初始化命令字3寄存器（ICW3）说明，主片见图1-4，从片见图1-5。S7S6S5S4S3S2S1070S7－S3：0表示无8259被连接到主片上1表示有8259被连接到主片上S2：0表示内部从片没被使用1表示内部从片被级联到主片的IR2上S1：0表示无8259通过IR1连接到主片上1表示有8259通过IR1连接到主片上ICW3（主片）图1-4主片初始化命令字3寄存器0000001070ICW3（从片）图1-5从片初始化命令字3寄存器初始化命令字4寄存器（ICW4）说明见图1-6。实用文档000SNFM00AEOI170ICW4SNFM：0＝选择全嵌套模式1＝选择特殊全嵌套模式，仅主8259能够工作在特殊全嵌套模式AEOI：0＝禁止中断自动结束1＝使能中断自动结束，仅主8259能够工作在中断自动结束方式图1-6初始化命令字4寄存器操作命令字1寄存器（OCW1）说明见图1-7。M7M6M5M4M3M2M1M070OCW1M7--M0：0＝对应IR信号上的中断请求得到允许1＝对应IR信号上的中断请求被屏蔽注意：设置屏蔽位不影响各自中断挂起位图1-7操作命令字1寄存器操作命令字2寄存器（OCW2）说明如图1-8所示。70OCW2RSLEOI00L2L1L0RSLEOI命令000取消优先级自动循环*001一般的中断结束命令010无操作011特殊的中断结束命令**100中断优先级自动循环*101在一般中断结束方式中优先级循环110优先级特殊循环方式**111在特殊中断结束方式中优先级循环***当8259工作在中断自动结束方式下时，这些情况可以改变优先级结构。**在这些情况下优先级由L2:L0指定。L2、L1、L0：在给出特殊的中断结束命令时，L2、L1、L0指出了具体要清除当前中断服务寄存器的哪一位；当给出特殊的优先级循环方式命令时，L2、L1、L0指出了循环开始时哪个中断的优先级最低。图1-8操作命令字2寄存器操作命令字3寄存器（OCW3）说明如图1-9所示。实用文档0ESMMSMM01PRRRIS70OCW3ESMMSMM00无影响01无影响10禁止特殊屏蔽模式11使能特殊屏蔽模式P：设置该位使8259工作在中断查询方式RRRIS00无影响01无影响10读中断请求寄存器IRR11读当前中断服务寄存器ISR图1-9操作命令字3寄存器查询状态字（POLL）说明如图1-10所示。INT----L2L1L070POLLINT：0＝无请求1＝连接在8259上的设备请求服务L2、L1、L0：当INT为1时，这些位指出了需要服务的最高优先级的IR；当INT为0时这些位不确定。图1-10程序状态字寄存器在对8259进行编程时，首先必须进行初始化。一般先使用CLI指令将所有的可屏蔽中断禁止，然后写入初始化命令字。8259有一个状态机控制对寄存器的访问，不正确的初始化顺序会造成异常初始化。在初始化主片8259时，写入初始化命令字的顺序是：ICW1、ICW2、ICW3、ICW4，初始化从片8259的顺序与初始化主片8259的顺序是相同的。系统启动时，主片8259已被初始化，且4号中断源（IR4）提供给与PC联机的串口通信使用，其它中断源被屏蔽。中断矢量地址与中断号之间的关系如表1-2所示：表1-2中断矢量地址与中断号关系表主片中断序号01234567功能调用08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH矢量地址20H～23H24H～27H28H～2BH2CH～2FH30H～33H34H～37H38H～3BH3CH～3FH说明未开放未开放未开放未开放串口未开放可用可用从片中断序号01234567功能调用30H31H32H33H34H35H36H37H矢量地址C0H～C3HC4H～C7HC8H～CBHCCH～CFHD0H～D3HD4H～D7HD8H～DBHDCH～DFH说明未开放可用未开放未开放未开放未开放未开放未开放实用文档2.2硬件连线(1)单中断实验：实验接线图如图1-11所示，单次脉冲输出KK1+与主片8259的IR7相连（与实验平台中的MIR7相连），每按动一次单次脉冲，产生一次外部中断，在显示屏上输出一个字符“7”；单次脉冲单元系统总线MIR7主8259KK1+图1-11单中断实验硬件连线图(2)双中断优先级实验：实验接线图如图1-12所示，KK1+和KK2+分别连接到主片8259的IR7（与实验平台MIR7相连）和IR6（与实验平台MIR6相连）上，当按一次KK1+时，显示屏上显示字符“7”，按一次KK2+时，显示字符“6”；单次脉冲单元系统总线MIR6主8259KK2+MIR7KK1+图1-12双中断优先级实验硬件连线图(3)级联双中断优先级实验：实验接线图如图1-13所示，KK1＋连接到主片8259的IR7（与实验平台MIR7相连）上，KK2＋连接到从片8259的IR1（与实验平台SIR1相连）上，当按一次KK1＋时，实用文档显示屏上显示字符“M7”，按一次KK2＋时，显示字符“S1”。单次脉冲单元系统总线MIR6从8259KK2+MIR7KK1+主8259图1-13级联双中断优先级实验硬件连线图三、设计思路、步骤和程序流程图3.1设计思路(1)单中断实验：采用一片8259芯片和KK1+单次脉冲开关，首先让程序进入死循环，等待中断，每按动一次单次脉冲，产生一次外部中断，调用中断程序，在显示屏上输出一个字符“7”。(2)双中断优先级实验：采用一片8259芯片和KK1+与KK2+单次脉冲开关，首先让程序进入死循环，等待中断，当按一次KK1＋或KK2＋时，产生一次外部中断，调用对应的中断程序，在显示屏上输出对应的字符“7”和“6”。(3)级联双中断优先级实验：采用两片8259芯片，一片为主片，一片作为从片，以及KK1+与KK2+单次脉冲开关。首先让程序进入死循环，等待中断，当按一次KK1＋或KK2＋时，产生一次外部中断，调用对应的中断程序，在显示屏上输出对应的字符串“M7”和“S1”。3.2实验步骤(1)单中断实验1.按图1-11连接实验线路；2.编写实验程序，经编译、无误后装入系统；3.运行程序，重复按单次脉冲开关KK1＋，显示屏会显示字符“7”，说明响应了中断。(2)双中断优先级实验1.按图1-12连接实验线路；2.编写实验程序，经编译、无误后装入系统；实用文档3.运行程序，重复按单次脉冲开关KK1＋，显示屏会显示字符“7”，重复按单次脉冲开关KK2＋，显示屏会显示字符“6”，说明响应了中断；4.尝试先按KK1+，再快速按KK2+，观察MIR7和MIR6两个中断请求的优先级，分析实验结果。(3)级联双中断优先级实验1.按图1-12连接实验线路；2.编写实验程序，经编译、无误后装入系统；3.运行程序，重复按单次脉冲开关KK1＋，显示屏会显示字符串“M7”，重复按单次脉冲开关KK2＋，显示屏会显示字符串“S1”，说明响应了中断；4.尝试先按KK1+，再快速按KK2+，观察MIR7和SIR1两个中断请求的优先级，分析实验结果。3.3程序流程图主程序流程图如图1-14：开始关中断写入8259中断向量初始化8259芯片利用OCW1设置中断屏蔽开中断延时按动脉冲开关产生中断N调用对应的中断程序Y图1-14主程序流程图实用文档中断程序流程图如图1-15开始打印字符串打印空格结束中断返回主程序结束图1-15中断程序流程图四、程序清单与执行结果4.1程序清单(1)单中断实验代码CODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:;DOS调用写入法CLI;关中断，防止硬件中断对程序的干扰PUSHDS;设置中断向量MOVAX,8MOVDX,AXMOVAX,OFFSETMIR7;取MIR7的偏移地址MOVBX,003CH;中断类型号为n，BX设置为4*nMOV[BX],AX;偏移地址放入4n,4n+1单元MOVAX,SEGMIR7;取MIR7的段地址MOV[BX+2],AX;偏移地址放入4n+2,4n+3单元POPDS实用文档MOVAL,11H;初始化ICM1OUT20H,ALMOVAL,08H;初始化ICM2OUT21H,ALMOVAL,04H;初始化I