微机接口实验-北京科技大学.doc

微机原理与接口技术 实验报告 学 院 计算机与通信工程学院 班 级 通信1002 姓 名 马勇 学 号 2012年5月 实验十一 8259中断控制器应用8259的工作原理； 2. 掌握可编程控制器8259的应用编程方法。 二、实验所用设备 1. PC微机一台； 2. TD-PIT+ 实验系统一套。 三、实验内容 1. 利用PC机给实验系统分配的中断线，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. 利用实验平台上8259控制器对扩展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IR1中断请求进行处理。 四、实验原理 1．8259控制器的介绍 中断控制器8259A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8259A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8259A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的内部结构和引脚如图11-1所示。 8259A的命令共有7个，一类是初始化命令字，另一类是操作命令。8259A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各命令字格式如图11-2所示，OCW1-OCW3各命令字格式如图11-3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中断结束方式的操作命令字，OCW3用于设置和撤销特殊屏蔽方式、设置中断查询方式以及设置对8259内部寄存器的读出命令。 图11-1 8259内部结构和引脚图 图11-2（a） ICW1格式 图11-2（b） ICW2格式 图11-2（c） ICW3格式 图11-2 （d）ICW4格式 3．PC微机系统中的8259 在80x86系列PC微机系统中，系统中包含了两片8259A中断控制器，经级连可以管理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11-2示。两片8259A的端口地址为：主片8259使用020H和021H两个端口；从片使用0A0H和0A1H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。 在扩展系统总线上的INTR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11-1 8259寄存器及命令的访问控制 表11-2 PC微机系统中的硬件中断 五、实验说明及步骤 1．单中断应用实验 本实验要求使用总线上INTR中断请求线完成一次单中断应用实验。中断处理程序完成在屏幕上的显示字符“9”。实验前先运行CHECK程序，得到INTR所对应的中断号、相应的初始化命令字寄存器ICW及操作命令字寄存器OCW的地址、开屏蔽的命令字、中断矢量地址和PCI卡中断控制寄存器INTCSR的地址。得到这些信息后就可以开始设计实验了。参考程序流程如图11-4所示。 实验步骤如下： 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上； 首先运行CHECK程序，查看INTR中断号及相关信息； 参考实验流程图编写程序，然后编译链接； 将单次脉冲单元的KK1+连接到系统总线上的INTR； 运行程序，按动KK1+按键，观察中断是否产生。 (a)主程序 (b)中断处理程序 图-4 8259中断应用实验(1)参考程序流程图 2 利用实验平台上的8259控制器，可以对总线上的INTR进行扩展。将8259的INT连接到INTR，8259的8路中断请求线IR0～IR7就成了单一INTR中断请求线的扩充。这8路中断源共用INTR的中断矢量，共用INTR的中断服务线程。在INTR的中断服务线程中通过对8259 OCW3的查询，以确定是IR0～IR7中哪个产生中断，然后转到相应的服务线程进行处理。将8259的OCW3中P位置1即可执行查询，查询字格式如图11-5所示。