实验五基本IO扩展与中断实验（精品）.doc

实验五 基本 IO 口扩展实验 一、实验目的了解 TL 芯片扩展简单 I/O 口的方法掌握数据输入输出程序编制的方法。掌握 8259A 中断控制器的工作原理；掌握 8259A 可编程中断控制器的应用编程。 实验设备 PC 机一台QTH-8086B 16 位微机教学实验仪一套 三、实验说明 74LS244 是一种三态输出的总线缓冲驱动器，无锁存功能，当 G 为低电平时，Ai 信号传送到Yi，当为高电平时，i 处于禁止高阻状态。 中断控制是微机系统的主要管理方式之一，也是处理器与外设之间通信的最有效方法之一。它可 74LS273 是一种 8D 触发器，当 CLR 为高电平且 CLK 端电平正跳变时，D0——D7 端数据被锁存到8 触发器中。以减少系统为反复查询外部设备状态而消耗的时间，提高了系统的整体运行效率。在现代 16 位微机 系统中，系统的中断有两类：软件中断和硬件中断。硬件中断可以实现微机系统对外设的管理，由 8259 中断控制器来完成。 1）8259 控制器的介绍 中断控制器 259A 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 829A 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， 在不需增加其它电路的情况下，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：记录各级中断源请求，判别优先级，确定是否响应和响应哪一级中断，响应中断 时，向 PU 传送中断类型号。859A 的内部结构和引脚如图 3-2-1 所示。 8259 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 ICWICW4 和操作命令字 OCW1OCW3 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 3-2-2 所示，OW1-OCW3 各命令字格式如图 3-2-3 所示,其中 OCW1 用于设置中断屏蔽操作字，OCW2 用语设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字，OCW3 用语设置和撤消特殊屏蔽方式，设置中断查询方式以及设置对 8259 内部寄存器的读出命令。 10  QTH-*086B 实验系统说明书 图 8259 内部结构和引脚图 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 * 1 LTIM ADI S*GL I*4 8086/88 不用 8*86/88 不用 特征位 0：边沿触发 无效 0：单片使用 0：不需要 ICW4 1：电平触发 1：多片级联 图 （a） ICW1 格式 A0 D7 *6 D5 D4 D3 D* *1 D0 1 中断类型高 5 位 8086/88 不用 图 （b） ICW2 格式 A0 D7 D6 *5 ** D3 *2 D1 D0 1 S* *6 S5 *4 S* S* *1 S0 主片 A0 D7 D* D5 D4 D* D2 D1 D0 1 不可用 *D2 ID1 ID0 从片 图 3 （c） *CW3 格式 A0 D* D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 SFN* B*F */S AEOI UPM 图 3 （d） ICW4 格式 11  QTH-808*B 实验系统说明书 图 命令字格式 8259 寄存器及命令的控制访问 在硬件系统中，8259 仅占用两个外设接口地址，在片选有效的情况下，利用 A0 来寻址不同的寄 存器和命令字。对寄存器和命令字的访问控制如表 31 所示。 表 3-1 8259 寄存器及命令的访问控制 A0 D4 D3 读信号 写信号 片 选 操 作 0 * 1 0 读出 *SR，IR* 的内容 1 0 1 0 读出 IMR 的内容 * 0 0 1 0 0 写入 OCW* 0 0 1 1 0 0 写入 *CW3 0 1 X 1 0 0 写入 ICW1 1 X X 1 0 0 写入 OCW1，ICW2，ICW3，I**4 3) PC 微机系统中 8259A 的应用 在现代 PC 微机系统中，系统中包含了两片 82*9A 中断控制器，经级连可以管理 16 级硬件中断， 其中部分中断源已经被系统硬件占用，具体使用情况如表 3-2 示。两片 8259A 的端口地址为：主片 在 020H-03FH，实际使用 00H 和 021H 两个端口；从片在 0A0-0BFH 范围，实际使用 0A0H 和 A1H 两 个端口。 *2  QTH-8086B 实验系统说明书 表 3-2 PC 微机系统中的硬件中断 中 断 源 功 能 中断向量号 中 断 源 功 能 中断