第五章 中断控制器、DMA控制器和计数器定时器.ppt

第5章 中断、DMA控制器和计数/定时器 中断控制器8259A DMA控制器8237A 计数器/定时器8253 多功能接口芯片82380 1 中断控制器8259A 8259A的工作特点 8259A的引脚信号 8259A的编程结构和工作原理 8259A的工作方式 8259A的初始化命令字和操作命令字 8259A使用举例 多片8259A组成的主从式中断系统 1.1 8259A的工作特点 中断控制器：在有多个中断源的系统中，接收外部的中断请求，再将此请求送到CPU的INTR端；当CPU响应中断并进入中断子程序的处理过程后，由中断控制器负责对外部中断请求的管理。 Intel 8259A是Intel 公司生产的专门用于中断控制的芯片。 单片8259A可管理8级中断。 通过级连，可管理多于8级的中断。 每一级中断都可通过编程使之被屏蔽或被允许。 可通过编程设定几种不同的工作方式。 只需要一组5V电源。 1.2 8259A的引脚信号 8259A是28管脚芯片 D7～D0：数据引线 -CS：芯片选通信号 INT：中断请求输出端 A0：选择端口 -INTA：中断应答信号 IR7～IR0：I/O设备发送的中断请求 -RD：读信号 -WR：写信号 CAS2～CAS0：指示从片 -SP/-EN： 非缓冲方式主从片标示 缓冲方式的数据总线驱动器的启动信号 1.3 8259A的编程结构和工作原理 1.3.1 编程结构 上半部分：处理部件 中断请求寄存器IRR：8位，接收外设中断请求。 当前中断服务寄存器ISR：8位，用来存放现在正在处理的中断请求。 中断优先级裁决器PR：用来将新收到的中断请求和ISR中的当前正在处理的中断进行比较，以判断新的中断请求是否有足够高的优先级。 下半部分：7个寄存器 ICW1～ICW4 ：初始化命令字，是计算机系统启动时由初始化程序设置的，设置后通常不再改变。 OCW1～OCW3 ：操作命令字，是由应用程序设定的，并且在程序运行过程中可被多次设置。 1.3.2 工作原理 IRR接收外部中断请求并锁存后，逻辑电路根据OCW1中对应位决定是否让此请求通过。 如OCW1对应位为0，则中断请求进入PR。 如OCW1对应位为1，则中断请求被封锁。 PR把新的中断请求和ISR中当前正在处理的中断相比较。 如新的中断请求有足够高的优先级，就会通过8259的INT端输出1，向CPU发出中断请求。 否则禁止发中断请求。 如CPU允许中断，则CPU执行完当前指令后就可以响应中断，从INTA端向8259发出两个负脉冲。 1.3.2 工作原理 第1个负脉冲到达时8259做4件事 使IRR锁存功能失效不再接收外设中断请求。 使ISR中的相应位置1，为PR工作提供依据。 使IRR相应位清0。 对于级连系统，主片从CAS2-CAS0向从片发一个编码。 第2个负脉冲到达时，8259做3件事 恢复IRR锁存功能，接受IR7-IR0的中断请求。 将中断类型码送到数据总线。 如ICW4中的中断自动结束位为1，则将先前设置的ISR中的相应位清0。 1.4 8259A的工作方式 设置优先级的方式 屏蔽中断源的方式 结束中断处理的方式 连接系统总线的方式 引入中断请求的方式 1.4.1 设置优先级的方式 全嵌套方式 默认的优先级方式。 中断请求优先级顺序是IRQ0——IRQ7 在中断服务程序执行期间，禁止再发生同级或较低级的中断，较高级的中断请求仍能产生中断，即出现中断嵌套。 特殊全嵌套方式 特殊全嵌套方式和一般全嵌套方式基本相同，不同之处在于响应同级中断。 该方式一般用在级连系统中，对主片采用特殊全嵌套方式，从片则使用其它方式。 1.4.1 设置优先级的方式 优先级自动循环方式 用于系统中有多个优先级相等的中断源的情况。 在这种方式下，优先级队列是变化的，初始时优先级按IR0-IR7由高到低，当某级中断被服务后，它的优先级降为最低，它的下一级中断的优先级变为最高，再下一个次之，依次类推。 优先级特殊循环方式 与优先级自动循环方式只有一点不同，即：初始的最低优先级由编程来决定，而该最低优先级的下一级的优先级则为最高，在下一个次之，如此类推。 1.4.2 屏蔽中断源的方式 普通屏蔽方式 在该方式中，8259A的每一条中断请求线都可根据需要设置屏蔽，从而使这个中断请求不能从8259A送到CPU 。 特殊屏蔽方式 在该方式中，当中断服务程序用OCW1将本级中断屏蔽时，可使当前中断服务寄存器ISR的对应位自动清0，从而可以接受其它级别较低的中断。 1.4.3 结束中断处理的方式 中断自动结束方式 当某个中断得到响应时，在中断响应周期的最后一个INTA脉冲的后沿，自动地使中断服务寄存器ISR的相应位复位，从而结束中断。 此方式只能用于