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微机接口8259中断控制实验.
山西大学计算机与信息技术学院
实验报告
姓 名 学 号 专业班级 2012级 计算机科学与技术 课程名称 微型计算机系统原理及应用 指导教师 实验日期 2014.12.05 成 绩 实验名称 8259中断控制实验
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PCI_INTR中断请求的应用编程方法。
实验设备
PC机一台、TD-PIT++实验装置一套
三、实验内容
1、单中断实验。利用系统总线上中断请求信号INTR,设计一个单中断应用。使用单次脉冲模拟中断产生。编写中断处理程序,在显示器屏幕上显示一个字符。
2、扩展中断源查询方式应用实验。利用实验平台上8259控制器对系统总线上的中断线INTR进行扩展。编写程序对8259控制器的IR0和IRI中断请求进行处理。
四、实验原理:
(1)PC微机系统中的8259介绍
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。
8259A的命令字共有7个,可分为两类。一类是初始化命令字,另一类是操作命令字。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各命令字格式如表2-1所示,OCW1-OCW3各命令字格式如表2-2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结束方式的操作命令字,OCW3用于设置和撤消特殊屏蔽方式,设置中断查询方式以及设置对8259A内部寄存器的读出命令。
表2-1 8259A初始化命令字
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
ICW1
X
X
X
1
1:电平触发
0:边沿
触发
X
1:单片
8259
0:多片
8259
1:需要ICW4
0:不需要
ICW4
ICW2
中断向量的高5位
X
X
X
ICW3(主)
分别对应8个IRQ,Di=1,IRQi上有级连芯片,=0,无级连芯片
ICW3(从)
0
0
0
0
0
指明从片连接在主片的哪个IRQ上
ICW4
0
0
0
1:特殊全嵌套
0:非特
殊全嵌
套
1:缓冲
0:非缓冲
1:主片
0:从
片
1:自动EOI
0:非自
动EOI
1:8086系统
0:8080系统
表2-2 8259A操作命令字
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
OCW1
Di=0:开放IRi中断请求
Di=1:禁止IRi中断请求
OCW2
优先级
循环控
制位
L2~L0
有效控
制位
中断结
束命令
位
0
0
中断级编码
OCW3
X
0X:无意义
10:撤销特殊屏蔽
11:设置特殊屏蔽
0
1
中断查
询控制
位
0X:无意义
10:读IRR寄存器
11:读ISR寄存器
(2)PC微机系统中的8259A
在80x86系列PC微机系统中,系统中包含了两片8259中断控制器,通过级连可以管理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2-3所示。两片8259的端口地址为:主片8259使用020H和021H两个端口;从片使用0A0H和0AlH两个端口。系统初始化两片8259的中断请求信号均采用上升沿触发,采用全嵌套方式,优先级的排列次序为:0级最高,依次为1级、8级~15级,然后是3级~7级。
在实验平台上系统总线单元的INTR信号对应的中断线就是PC机保留中断其中的一个。对INTR中断的初始化PC机已经完成,在使用时主要是将其中断屏蔽打开,修改中断向量。
表2-3 PC微机系统中的硬件中断
中断号
功能
中断向量号
中断向量地址
主8259 IRQ0
时钟/计数器0
08H
0020H~0023H
主8259 IRQ1
键盘
09H
0024H~0027H
主8259 IRQ2
接从片8259
0AH
0028H~002BH
主8259 IRQ3
串行口2
0BH
002CH~002FH
主8259 IRQ4
串行口1
0CH
0030H~0033H
主8259 IRQ5
并行口2
0DH
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