8259A中断控制器

CS
CAS0 CAS1 CAS3
级 联 缓 冲 比较器
内 部 总 线
中 断 服 务 寄 存 器
ISR
优 先 权 处 理 器
中 断 请 求 寄 存 器
IRR
IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7
SP / EN
中断屏蔽寄存器 IMR
IRR,IMR
1.中断请求寄存器IRR
IRi(i=07)上有中断请求时，IRR相应位置1。
AEOI=1自动中断结束方式AEOI=0：非自动中断结束（EOI) µ PM=1：86系列CPU； µ PM=0：非86系列CPU 。
普通全嵌套方式
普通全嵌套方式也叫固定优先权方式。 优先权从IR0到IR7依次递降。 级别高的中断请求可以中断级别低的中断服 务子程序。 一中断被响应的过程中，自动屏蔽同级和更 低级别的中断。
8259A在PC机中的I/O端口地址
PC机中相当有两片8259A级联,一个主片,一个从片。
ICW1 ICW2 ICW3 ICW4 OCW1 OCW2 OCW3
主片 0x20 从片 0xa0
0x21 0xa1
0x21 0xa1
0x21 0xa1
0x21 0xa1
0x20 0xa0
0x20 0xa0
主片初始化程序
0
X
ESMM SMM 0
1
P
RR
RIS
A0=0 , D4=0 , D3=1 是OCW3的特征。 ESMM=1,SMM=0: 设置特殊屏蔽
ESMM=1,SMM=1: 清除特殊屏蔽
P=1：发查询命令 ; P=0：不发查询命令 RR=1,RIS=0: 读IRR寄存器 RR=1,RIS=1: 读ISR寄存器
操作命令字OCW1
A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1
M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0
OCW1是中断屏蔽命令字
Mi=1:屏蔽IRi的中断请求。
Mi=0:允许IRi的中断请求。
操作命令字OCW2
A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0
R
SL
EOI 0
0
SING=0：多片8259A级联。 IC4=1：初始化包括ICW4。 IC4=0：初始化不包括ICW4。
初始化命令字ICW2
A0 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 T7 T6 T5 T4 T3
每片8259A可管理8个硬件中断源,每个中断源 都要分配一个中断类型号。T7~T0确定中断类型 号的高5位，低3位由IRi（i=0~7）的序号决定。
2.中断屏蔽寄存器IMR IMR第i位置1，屏蔽IRi上的中断请求。
优先权处理器,ISR
3.优先权处理器
根据中断屏蔽情况及优先级顺序，决定将那个中 断请求送往CPU。 4.中断服务寄存器ISR
若某个中断请求被CPU响应，则相应位置1。
8259A的编程
8259A接受来自CPU的两类命令字：初始化命 令字ICW和操作命令字OCW。 初始化命令字有4个：ICW1，ICW2，ICW3， ICW4。
软件重新指向 INT 0AH
保留 保留
IR12
IR13 IR14
保留
协处理器 硬盘
IR15
IR3 IR4 串口2 串口1
保留
IR5
IR6 IR7
并口2
软盘 并口1（打印机口）
中断类型号
主片中断源：
IR7
IR6
IR6
IR4
IR3
IR2
IR1
IR0
0x0f 0x0e 0x0d 0x0c 0x0b 0x0a 0x09 0x08 从片中断源： IR15 IR14 IR13 IR12 IR11 IR10 IR09 IR08 0x77 0x76 0x75 0x74 0x73 0x72 0x71 0x70
L2
L1
L0
A0=0,D4=0,D3=0 是OCW2的特征。
R=1 : 循环优先权；
R=0 : 固定优先权。
SL=1 : 操作在L2~L0指定的级别上进行。 SL=0 : L2~L0无效。 EOI=1 : 中断结束命令。清除ISR中优先权最高的置1位。 EOI=0 : 不起作用。
循环优先级方式
循环优先级方式由 OCW2 的 R=1 设定，分优先级自 动循环方式和优先级指定循环方式两种。 优先级自动循环方式：初始时，优先级从IR0到 IR7依次递降。刚执行完的中断，级别沦为最低。
操作命令字有3个：OCW1，OCW2，OCW3。
命令字都是8位的。
初始化命令字ICW1
A0 0 D7 X D6 X D5 D4 X 1 D3 D2 D1 D0 LTIM X SNGL IC4
A0=0，D4=1是ICW1的标志。 LTIM=1：中断请求是电平触发。
LTIM=0：中断请求是边沿触发。 SING=1：单片8259A工作。
outportb(0x20,0x20);
若中断源在从片，要先写一个从片的中断结束命令，
再写一个主片的中断结束命令。
outportb(0xa0,0x20); outportb(0x20,0x20);
IR2接从片 00000001B
MOV AL,01H ;ICW4 OUT 21H,AL
ICW1=11H=00010001B
D7
0
D6
0
D5
0
D4
1
D3
0
D2
0
D1
0 级联
D0
1
边沿触发
初始化编程 包括ICW4
ICW4=01H=00000001B
D7 0 D6 0
不用
D5 0
D4 0
D3 0
非缓冲
屏蔽中断源
中断屏蔽命令字OCW1可屏蔽中断源的中断请求。 例如，欲屏蔽键盘和串口1，不改变其它中断源的屏 蔽情况。 b=inportb(0x21);
b=b|0x12;
outportb(0x21,b);
EOI命令
PC机中8259A初始化规定为普通（非自动）中断结 束方式。在中断服务子程序结束前，要用户用OCW2写 一个中断结束EOI命令。 若中断源在主片，EOI命令为：
优先级指定循环方式：可由软件指定最低优先级。
R=1,SL=1,EOI=0, L2~L0 编码指定中断源IRi。 例如：OCW2=11000011B=0xc3表示设置IR3位最低 优先级。 IR4 IR5 IR6 IR7 IR0 IR1 IR2 IR3
高
低
操作命令字OCW3
A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
MOV AL,11H ;ICW1 OUT 20H,AL
0 0 0 1 0 0 1B
JMP
SHORT $+2
中断类型号从8开始
MOV AL,08H ; ICW2 OUT 21H,AL JMP SHORT $+2
MOV AL,04H; ICW3
00000100B
OUT 21H,AL
JMP SHORT $+2
D2 0
D1 0
D0 1
86系列CPU
一般全嵌套方式 非自动中断结束
从片初始化程序
MOV AL,11H ; ICW1
OUT 0A0H,AL JMP SHORT $+2
MOV AL,70H ;ICW2 OUT 0A1H,AL
JMP
SHORT $+2
MOV AL,02H ;ICW3 OUT 0A1H,AL JMP SHORT $+2
8259A中断控制器
8259A为CPU管理硬件中断,每一片8259A可 管理8个硬件中断源,级联使用可管理更多的硬 件中断. PC系列微机中相当有两片8259A级联,管理 15个硬件中断源.
8259A的结构
INTA
INT
D0~D7
数 据 总 线缓 冲 器
控 制 逻 辑
RD
WR
读 / 写 逻 辑
A0
MOV AL,01H ;ICW4
OUT 0A1H,AL
只有两个地址，
N
ICW2
级联? Y ICW3 N
靠地址，顺序和特征区分七个 命令字。
思想方法可以借鉴！
要ICW4?
Y ICW4
IR0
IR1
日时钟(8254通道0)
键盘 IR8 实时钟
中断源
IR9
IR10 IR2 IR11
初始化命令字ICW3
表明主从连接的方式，但主片与从片的格式不同。 主片格式：
A0
1
D7
S7
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0
S i=1：IRi接了从片；Si=0：IRi未接从片。
从片格式：
A0 1
D7
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ID2 ID1 ID0
若该从片接到主片IRi上，ID2~ID0的编码为i。
初始化命令字ICW4
A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1
0
0
0
SFNM BUF
M/S AEOI µ PM
A0=1，D7~D5=0，是ICW4的标志。 SFNM=1：特殊全嵌套方式；SFNM=0：普通全嵌套方式。
BUF=1: 缓冲方式； BUF=0:非缓冲方式。 M/S=1:主片（BUF=1时有效） ；M/S=0:从片（BUF=1时有效）