第十一讲 8259
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MOV AL，13H OUT 20H，AL MOV AL，8 OUT 21H，AL MOV AL，0DH OUT 21H，AL 套 MOV AL，0FFH OUT 21H，AL ；OCW1，屏蔽所有中断 ；ICW1，单片， ；边沿触发，后跟ICW4 ；ICW2，送中断向量地址 ；ICW4，8086模式， ； 一般EOI，缓冲方式，全嵌
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
（4）初始化命令字ICW4（A0=1） 定义了若干中断管理方式。
例如，在PC/XT机中，单片8259A，不需要 写ICW3，ICW1是通过20H端口写入的；ICW2和 ICW4是通过21H端口写入的，先写ICW2，紧接着 写ICW4，8259A内部自动将这两个命令字分别写 至不同的寄存器中。 例5.1 8259A的初始化程序如下：
3．在微处理器开中断状态下，则在当前指 令执行结束，发起两个中断响应周期，用两个 INTA信号作为中断响应信号。 4．第一个脉冲信号使IRR锁存功能失效， 暂不接收IR0~IR7线上的中断请求。将选中的优先 权最高的ISR位置位，对应的IRR位复位。 5．第二个脉冲信号使8259A经数据总线向 微处理器输送一个8位的中断类型码，并有效IRR 锁存功能，允许接收IR0~IR7线上的中断请求。
5．3．2 结构及引脚 ． ． 1. 引脚
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
2. 寄存器及控制电路各部分功能
5．3．3 8259A管理中断过程 ． ． 管理中断过程 8088/8086系统8259A的中断管理过程如下： 1．当某中断源申请中断服务，通过引脚 IR0~IR7之一向8259A发出中断请求，中断请求寄 存器IRR的相应位置位。 2．若中断屏蔽寄存器IMR的相应位未被屏 蔽，则该中断源的中断请求被送到优先权裁决电 路。如果同时有多个中断源申请中断，8259接受 当前优先级最高的中断源的中断请求；如果允许 中断嵌套，8259接受比当前正在服务的优先级高 的中断源的中断请求，8259A通过INT引脚向微处 理器送出中断请求信号。
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
（1）初始化命令字ICW1 (A0=0，标志：D4=1)
（2）初始化命令字ICW2 （A0=1）
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
（3）初始化命令字ICW3 （A0=1） 定义8259A的级联方式。
5.3.4 8259A的命令 的命令 初始化编程(ICW1~ICW4)： 初始化编程 ： 由微处理器向8259A送3~4个字节的初始化 命令字 ICW(Initialization Command Word)。在 8259A开始正常工作之前，必须先送初始化命令 字，用以设定8259A的基本工作方式，使其处于 初始状态，初始化操作开机只作一次。 工作方式编程(OCW1~OCW3): 工作方式编程 由微处理器向8259A送三个字节的操作命令 字 OCW(Operation Command Word) 。 以 规 定 8259A的工作方式，例如：设置中断屏蔽；结束 中断服务；改变优先权循环；读取中断状态等。 操作命令字可在8259A初始化以后的任何时间写 入，用以对中断处理过程实现动态控制。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6．微处理器将该中断类型码乘以4，获得其 在中断向量表中的地址指针，取出中断服务程序 的入口地址(包括段地址和段内偏移量) 并转去执 行。 7．若8259A工作在自动结束中断AEOI模式， 在第二个INTA脉冲结束时，使中断源在ISR中的 相应位复位；若8259A工作在一般或者特殊结束 中断，直至中断服务程序结束，微处理器向 8259A发出一般或者特殊EOI命令，才使ISR中的 相应位复位。
OCW2命令位编码功能： ·一般EOI命令（001）：表示中断服务结束，中断服 务寄存器中置1的优先级最高ISRi位复位，优先级不循环。 ·特殊EOI命令（011）：表示中断服务结束，由L2L1L0 编码指定的中断所对应的ISRi位复位，优先级不循环。 ·设置优先级循环命令（110）：该命令可以改变系统 的中断优先级，L2L1L0编码有效并指定最低优先级。 ·一般EOI优先级循环命令（101）：将使ISR寄存器中 最高优先级的ISRi位复位，并使其优先级变为最低。设置 OCW2时先关中断（CLI），在该命令之后开中断 (STI)。 ·特殊EOI优先级循环命令（111）：由L2L1L0指定要 复位的且降为最低优先级的ISR位的编码。
5．3．5 8259A工作方式 ． ． 工作方式 1．中断级联(一个主8259A，若干个从8259A )
图5.21 8259A级联系统
2．中断嵌套 包括：全嵌套模式和特殊全嵌套模式。 （1）全嵌套模式：中断优先权是固定的， IR0优先权最高，IR7优先权最低(除非用优先权自 动循环来改变)。优先级高的中断请求可以嵌套低 级的中断服务。
8259A可编程中断控制器 5．3 8259A可编程中断控制器
Intel公司、专用管理中断、可编程芯片。 内部包括：中断源识别、中断源优先级裁 决和中断屏蔽等功能电路， 可编程设定： 中断请求方式； 中断嵌套方式； 中断结束方式； 中断优先级等。 可多片级联构成8级~64级优先中断管理系 统。
5．3．1 8259A基本功能 ． ． 基本功能 Intel 8259A是可编程的中断控制器。 主要功能： 1.具有8级优先权管理，通过级连可扩展至 64级优先权管理系统。 2.每一级中断源都允许产生中断也可以被屏 蔽。 3. 在中断响应周期，8259A可以向微处理器 提供被其选中的中断源的中断类型码，根据中断 类型码可以转至该中断源的中断服务程序。 4. 可 通 过 编 程 来 设 定 8259A 的 几 种 工 作 方 式。 。
2．写8259A的操作命令字OCW1~OCW3 初始化编程之后，8259A已可以按默认的工 作方式接受中断请求输入。在8259A工作期间可 使用操作命令字重新设置其工作方式、屏蔽某些 中断源或读状态信息 。 （ 1）操作命令字OCW1（A0=1） 该命令字用来设置或清除对中断源的屏蔽。 动态改变中断的优先级 。
读取ISR寄存器的程序如下： MOV AL，0BH ；OCW3，读ISR OUT 20H，AL NOP IN AL，20H ；读ISR寄存器 MOV AH，AL OR AL，AH ；ISR7~0是全为0？ JZ DONE ；是，不作任何处理 MASK：IN AL，21H ；读IMR OR AL，AH ；屏蔽掉正在服务的中断源 OUT 21H，AL MOV AL，20 ；OCW2，发中断结束命令 EOI OUT 20H，AL DONE： ……
1．写初始化命令字ICW1~4 ．写初始化命令字 MPU 用 一 条 输 出 指 令 向 8259A 写 入 一 个 命 令 字 ， 其 D4=1，输出指令地址中A0=0， 则被解释为初始化命令字 1(ICW1)。ICW1启动了8259A 的初始化过程，即对8259A进 行复位： 由低到高边沿触发； 清零中断屏蔽寄存器； 优先级IR0最高，IR7最低； 清除特殊屏蔽模式，设置状 态读为IRR等。
（ 2）操作命令字OCW3 （A0=0，标志 ： D4D3=01） 该命令可以用来设置查询方式、特殊屏蔽方 式，以及用来读8259的中断请求寄存器IRR、中 断服务寄存器ISR、中断屏蔽寄存器IMR的当前状 态。
在PC机中，OCW命令的端口地址分别为：OCW1 为 21H；OCW2和OCW3为20H。 检查中断屏蔽寄存器程序如下： MOV AL，0 ；OCW1， IMR写入全0。 OUT 21H，AL IN AL，21H ；读IMR状态 OR AL，AL ；IMR=0? JNZ ERR ；若不为全0，则转出错程序 ;ERR MOV AL，0FFH ；OCW1，IMR写入全1 OUT 21H，AL IN AL，21H ；读IMR状态 ADD AL，1 ；IMR是不是全1 JNZ ERR ；若不是，则转出错程序ERR …… ERR：
（2）特殊全嵌套模式 用于级联系统中的主片8259A。当从8259A的一个中 断请求被响应后，若该从片有更高优先级的中断请求，则 会先响应级别更高的中断请求，服务完成后再返回级别低 的中断服务继续执行。 与全嵌套模式的两点不同： 1）当某一个从8259A有中断请求，MPU响应以后， 这个从8259A的中断并没有被屏蔽，换句话说，这个从 8259A中优先级高的中断源的中断申请仍可以产生(在全嵌 套模式中这样的中断是被屏蔽的)。 2）由于对主8259A可以指定中断优先级并且循环， 不能确定当前的最高优先级，因此当某个中断源中断服务 程序结束之前，必需向主/从8259A发送特殊EOI（中断结 束）命令，将指定的中断服务寄存器中某位复位。
图5.18 操作命令字OCW1
（ 2）操作命令字OCW2 （A0=0，标志 ： D4D3=00 ） 该命令字用来设置优先级是否进行循环、循 环的方式及中断结束的方式。
R、SL、EOI三位的不同组合决定了七种不同的工作方式，其中三种工作方式中要用 到OCW2的最低三位即L2、L1、L0，这3位二进制编码决定了8个中断源的某一个被特殊EOI 信号复位，或规定某一个的优先权最低。
（2）一般中断结束方式(一般EOI) 当8259A工作在全嵌套模式，则服务完成的 中断源的优先权最高，可以用一般EOI命令使它 ISR的相应位复位。在级联系统，主8259A 中IR0 优先权最高，IR7 优先权最低，因此只需将ISR中 最高置1位清除；而从8259A 的ISR7~0中只有一个 ISRi=1，可直接清除。一般中断结束命令通过写 OCW2设定为：00100000B(20H)。 例如：在PC/XT中，写OCW2的口地址为20H。 则在中断服务程序结尾执行下列指令： 例5.2 发中断服务结束命令 MOV AL，20H OUT 20H，AL IRET
·中断优先级循环控制位 。R=1起动优先级循环， 中断优先级循环控制位R。 中断优先级循环控制位 R=0停止优先级循环方式。 ·L2L1L0 有效标志位 。 SL=1，则L2L1L0 选择 有效标志位SL。 有效；若SL=0，则无效。 ·指定中断源编码 2L1L0 。 用于指定系统中最 指定中断源编码L 指定中断源编码 低优先级中断源的编码，或者指定某个中断源中断 服务结束，即清除其在中断服务寄存器中的对应位。 ·中断结束命令控制位 中断结束命令控制位EOI： ： 中断结束命令控制位 ICW4的AEOI=1（自动EOI），8259A在第二 个中断响应周期将中断源的相应ISRi位复位。 ICW4的AEOI =0（非自动EOI），IRET前， 必须写一条OCW2命令字，置位EOI，将此中断源 对应的ISRi位复位。
3．中断结束方式 中断结束 (End Of Interrupter）命令(MPU → 8259A)的作用是：使这个中断源在ISR中的相 应位复位。 （1）自动中断结束模式(AEOI) 在ICW4 中设定这种模式，如果AEOI=1，则 在第二个中断响应周期信号的后沿8259A自动地 使中断源在ISR中的相应位复位。这是一种预置 中断结束的方式，当ISRi=0表示相应的中断源的 中断服务已完成，这种方式显然只能用于非中断 嵌套情况下。
第五章 微机接口技术
本章要求： 1. 掌握接口的概念、功能及一般设计方法。 2. 掌握四种I/O控制方式传输数据的工作过程。 3. 掌握中断、中断向量、中断向量表、中断 类型码等概念，MPU对中断的响应过程。 3. 了解可编程中断控制器8259A的内部结构 和功能，掌握其初始化命令字ICW1~ICW4和工作 命令字OCW1~OCW3的设置方法，并对常用的一 些工作方式会应用。 4. 掌握直接存储器存取（DMA）方式的工作 原理及相关概念；了解DMAC8237A的工作方式、 编程及应用。
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
（4）初始化命令字ICW4（A0=1） 定义了若干中断管理方式。
例如，在PC/XT机中，单片8259A，不需要 写ICW3，ICW1是通过20H端口写入的；ICW2和 ICW4是通过21H端口写入的，先写ICW2，紧接着 写ICW4，8259A内部自动将这两个命令字分别写 至不同的寄存器中。 例5.1 8259A的初始化程序如下：
3．在微处理器开中断状态下，则在当前指 令执行结束，发起两个中断响应周期，用两个 INTA信号作为中断响应信号。 4．第一个脉冲信号使IRR锁存功能失效， 暂不接收IR0~IR7线上的中断请求。将选中的优先 权最高的ISR位置位，对应的IRR位复位。 5．第二个脉冲信号使8259A经数据总线向 微处理器输送一个8位的中断类型码，并有效IRR 锁存功能，允许接收IR0~IR7线上的中断请求。
5．3．2 结构及引脚 ． ． 1. 引脚
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
2. 寄存器及控制电路各部分功能
5．3．3 8259A管理中断过程 ． ． 管理中断过程 8088/8086系统8259A的中断管理过程如下： 1．当某中断源申请中断服务，通过引脚 IR0~IR7之一向8259A发出中断请求，中断请求寄 存器IRR的相应位置位。 2．若中断屏蔽寄存器IMR的相应位未被屏 蔽，则该中断源的中断请求被送到优先权裁决电 路。如果同时有多个中断源申请中断，8259接受 当前优先级最高的中断源的中断请求；如果允许 中断嵌套，8259接受比当前正在服务的优先级高 的中断源的中断请求，8259A通过INT引脚向微处 理器送出中断请求信号。
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
（1）初始化命令字ICW1 (A0=0，标志：D4=1)
（2）初始化命令字ICW2 （A0=1）
5．3 8259A可编程中断控制器 ． 可编程中断控制器
（3）初始化命令字ICW3 （A0=1） 定义8259A的级联方式。
5.3.4 8259A的命令 的命令 初始化编程(ICW1~ICW4)： 初始化编程 ： 由微处理器向8259A送3~4个字节的初始化 命令字 ICW(Initialization Command Word)。在 8259A开始正常工作之前，必须先送初始化命令 字，用以设定8259A的基本工作方式，使其处于 初始状态，初始化操作开机只作一次。 工作方式编程(OCW1~OCW3): 工作方式编程 由微处理器向8259A送三个字节的操作命令 字 OCW(Operation Command Word) 。 以 规 定 8259A的工作方式，例如：设置中断屏蔽；结束 中断服务；改变优先权循环；读取中断状态等。 操作命令字可在8259A初始化以后的任何时间写 入，用以对中断处理过程实现动态控制。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6．微处理器将该中断类型码乘以4，获得其 在中断向量表中的地址指针，取出中断服务程序 的入口地址(包括段地址和段内偏移量) 并转去执 行。 7．若8259A工作在自动结束中断AEOI模式， 在第二个INTA脉冲结束时，使中断源在ISR中的 相应位复位；若8259A工作在一般或者特殊结束 中断，直至中断服务程序结束，微处理器向 8259A发出一般或者特殊EOI命令，才使ISR中的 相应位复位。
OCW2命令位编码功能： ·一般EOI命令（001）：表示中断服务结束，中断服 务寄存器中置1的优先级最高ISRi位复位，优先级不循环。 ·特殊EOI命令（011）：表示中断服务结束，由L2L1L0 编码指定的中断所对应的ISRi位复位，优先级不循环。 ·设置优先级循环命令（110）：该命令可以改变系统 的中断优先级，L2L1L0编码有效并指定最低优先级。 ·一般EOI优先级循环命令（101）：将使ISR寄存器中 最高优先级的ISRi位复位，并使其优先级变为最低。设置 OCW2时先关中断（CLI），在该命令之后开中断 (STI)。 ·特殊EOI优先级循环命令（111）：由L2L1L0指定要 复位的且降为最低优先级的ISR位的编码。
5．3．5 8259A工作方式 ． ． 工作方式 1．中断级联(一个主8259A，若干个从8259A )
图5.21 8259A级联系统
2．中断嵌套 包括：全嵌套模式和特殊全嵌套模式。 （1）全嵌套模式：中断优先权是固定的， IR0优先权最高，IR7优先权最低(除非用优先权自 动循环来改变)。优先级高的中断请求可以嵌套低 级的中断服务。
8259A可编程中断控制器 5．3 8259A可编程中断控制器
Intel公司、专用管理中断、可编程芯片。 内部包括：中断源识别、中断源优先级裁 决和中断屏蔽等功能电路， 可编程设定： 中断请求方式； 中断嵌套方式； 中断结束方式； 中断优先级等。 可多片级联构成8级~64级优先中断管理系 统。
5．3．1 8259A基本功能 ． ． 基本功能 Intel 8259A是可编程的中断控制器。 主要功能： 1.具有8级优先权管理，通过级连可扩展至 64级优先权管理系统。 2.每一级中断源都允许产生中断也可以被屏 蔽。 3. 在中断响应周期，8259A可以向微处理器 提供被其选中的中断源的中断类型码，根据中断 类型码可以转至该中断源的中断服务程序。 4. 可 通 过 编 程 来 设 定 8259A 的 几 种 工 作 方 式。 。
2．写8259A的操作命令字OCW1~OCW3 初始化编程之后，8259A已可以按默认的工 作方式接受中断请求输入。在8259A工作期间可 使用操作命令字重新设置其工作方式、屏蔽某些 中断源或读状态信息 。 （ 1）操作命令字OCW1（A0=1） 该命令字用来设置或清除对中断源的屏蔽。 动态改变中断的优先级 。
读取ISR寄存器的程序如下： MOV AL，0BH ；OCW3，读ISR OUT 20H，AL NOP IN AL，20H ；读ISR寄存器 MOV AH，AL OR AL，AH ；ISR7~0是全为0？ JZ DONE ；是，不作任何处理 MASK：IN AL，21H ；读IMR OR AL，AH ；屏蔽掉正在服务的中断源 OUT 21H，AL MOV AL，20 ；OCW2，发中断结束命令 EOI OUT 20H，AL DONE： ……
1．写初始化命令字ICW1~4 ．写初始化命令字 MPU 用 一 条 输 出 指 令 向 8259A 写 入 一 个 命 令 字 ， 其 D4=1，输出指令地址中A0=0， 则被解释为初始化命令字 1(ICW1)。ICW1启动了8259A 的初始化过程，即对8259A进 行复位： 由低到高边沿触发； 清零中断屏蔽寄存器； 优先级IR0最高，IR7最低； 清除特殊屏蔽模式，设置状 态读为IRR等。
（ 2）操作命令字OCW3 （A0=0，标志 ： D4D3=01） 该命令可以用来设置查询方式、特殊屏蔽方 式，以及用来读8259的中断请求寄存器IRR、中 断服务寄存器ISR、中断屏蔽寄存器IMR的当前状 态。
在PC机中，OCW命令的端口地址分别为：OCW1 为 21H；OCW2和OCW3为20H。 检查中断屏蔽寄存器程序如下： MOV AL，0 ；OCW1， IMR写入全0。 OUT 21H，AL IN AL，21H ；读IMR状态 OR AL，AL ；IMR=0? JNZ ERR ；若不为全0，则转出错程序 ;ERR MOV AL，0FFH ；OCW1，IMR写入全1 OUT 21H，AL IN AL，21H ；读IMR状态 ADD AL，1 ；IMR是不是全1 JNZ ERR ；若不是，则转出错程序ERR …… ERR：
（2）特殊全嵌套模式 用于级联系统中的主片8259A。当从8259A的一个中 断请求被响应后，若该从片有更高优先级的中断请求，则 会先响应级别更高的中断请求，服务完成后再返回级别低 的中断服务继续执行。 与全嵌套模式的两点不同： 1）当某一个从8259A有中断请求，MPU响应以后， 这个从8259A的中断并没有被屏蔽，换句话说，这个从 8259A中优先级高的中断源的中断申请仍可以产生(在全嵌 套模式中这样的中断是被屏蔽的)。 2）由于对主8259A可以指定中断优先级并且循环， 不能确定当前的最高优先级，因此当某个中断源中断服务 程序结束之前，必需向主/从8259A发送特殊EOI（中断结 束）命令，将指定的中断服务寄存器中某位复位。
图5.18 操作命令字OCW1
（ 2）操作命令字OCW2 （A0=0，标志 ： D4D3=00 ） 该命令字用来设置优先级是否进行循环、循 环的方式及中断结束的方式。
R、SL、EOI三位的不同组合决定了七种不同的工作方式，其中三种工作方式中要用 到OCW2的最低三位即L2、L1、L0，这3位二进制编码决定了8个中断源的某一个被特殊EOI 信号复位，或规定某一个的优先权最低。
（2）一般中断结束方式(一般EOI) 当8259A工作在全嵌套模式，则服务完成的 中断源的优先权最高，可以用一般EOI命令使它 ISR的相应位复位。在级联系统，主8259A 中IR0 优先权最高，IR7 优先权最低，因此只需将ISR中 最高置1位清除；而从8259A 的ISR7~0中只有一个 ISRi=1，可直接清除。一般中断结束命令通过写 OCW2设定为：00100000B(20H)。 例如：在PC/XT中，写OCW2的口地址为20H。 则在中断服务程序结尾执行下列指令： 例5.2 发中断服务结束命令 MOV AL，20H OUT 20H，AL IRET
·中断优先级循环控制位 。R=1起动优先级循环， 中断优先级循环控制位R。 中断优先级循环控制位 R=0停止优先级循环方式。 ·L2L1L0 有效标志位 。 SL=1，则L2L1L0 选择 有效标志位SL。 有效；若SL=0，则无效。 ·指定中断源编码 2L1L0 。 用于指定系统中最 指定中断源编码L 指定中断源编码 低优先级中断源的编码，或者指定某个中断源中断 服务结束，即清除其在中断服务寄存器中的对应位。 ·中断结束命令控制位 中断结束命令控制位EOI： ： 中断结束命令控制位 ICW4的AEOI=1（自动EOI），8259A在第二 个中断响应周期将中断源的相应ISRi位复位。 ICW4的AEOI =0（非自动EOI），IRET前， 必须写一条OCW2命令字，置位EOI，将此中断源 对应的ISRi位复位。
3．中断结束方式 中断结束 (End Of Interrupter）命令(MPU → 8259A)的作用是：使这个中断源在ISR中的相 应位复位。 （1）自动中断结束模式(AEOI) 在ICW4 中设定这种模式，如果AEOI=1，则 在第二个中断响应周期信号的后沿8259A自动地 使中断源在ISR中的相应位复位。这是一种预置 中断结束的方式，当ISRi=0表示相应的中断源的 中断服务已完成，这种方式显然只能用于非中断 嵌套情况下。
第五章 微机接口技术
本章要求： 1. 掌握接口的概念、功能及一般设计方法。 2. 掌握四种I/O控制方式传输数据的工作过程。 3. 掌握中断、中断向量、中断向量表、中断 类型码等概念，MPU对中断的响应过程。 3. 了解可编程中断控制器8259A的内部结构 和功能，掌握其初始化命令字ICW1~ICW4和工作 命令字OCW1~OCW3的设置方法，并对常用的一 些工作方式会应用。 4. 掌握直接存储器存取（DMA）方式的工作 原理及相关概念；了解DMAC8237A的工作方式、 编程及应用。