8259中断实验详解

浙江工业大学计算机学院
实验报告
实验名称 8259A中断实验
姓名李晓峰
学号 ************
班级物联网1301
教师雷艳静
日期 12.18
一、实验内容与要求
1.1 实验内容
利用8259A芯片，实现中断响应程序。

要求根据单脉冲按键，输出相应的语句：THIS IS THE xxx INTERRUPT! 。

到达中断次数后，屏幕上显示PROGRAM TERMINATED NORMALLY! 1.2 实验要求
(1)第一次按键，输出THIS IS THE 1 st INTERRUPT!；
(2)第二次按键，输出THIS IS THE 2 nd INTERRUPT!；
(3)第十一次按键（特殊），输出THIS IS THE 11 st INTERRUPT!；
(4)以此法继续，直至计数值为零，输出PROGRAM TERMINATED NORMALLY!
二、实验原理与硬件连线
2.1 实验原理
PC用户可使用的硬件中断只有可屏蔽中断，由8259中断控制器管理。

中断控制器用于接收外部的中断请求信号，经过优先级别判别等处理后向CPU发出可屏蔽中断请求。

IBM PC、PC/XT机内有一片8259中断控制器对外可以提供8个中断源。

中断源中断类型号中断功能
IRQ0 08H 时钟
IRQ1 09H 键盘
IRQ2 0AH 保留
IRQ3 0BH 串行口2
IRQ4 0CH 串行口1
IRQ5 0DH 硬盘
IRQ6 0EH 软盘
IRQ7 0FH 并行打印机
8个中断源的中断请求信号线IRQ0~IRQ7在主机的62线ISA总线插座中可以引出，系统已设定中断请求信号为“边沿触发”，普通结束方式。

PC/AT及286以上微机内又扩展了一片8259中断控制，IRQ2用于两片8259之间级联，对外可以提供16个中断源。

中断源中断类型号中断功能
IRQ8 070H 实时时钟
IRQ9 071H 用户中断
IRQ10 072H 保留
IRQ11 073H 保留
IRQ12 074H 保留
IRQ13 075H 协处理器
IRQ14 076H 硬盘
IRQ15 077H 保留
TPC-USB实验板上，将中断源固定到3号中断IRQ3上，即进行中断实验时，所用中断型号为0BH。

2.2 硬件连线
将TPC-USB实验板上的IQR与8251芯片的IRQ3引脚相连接。

三、设计思路、步骤和程序流程图
3.1 设计思路
要输出“THIS IS THE xxx INTERRUPT!”，必须将字符串分解为3部分，中间部分必须独立输出。

后缀分为“th”，“st”，“nd”，“rd”，必须经过判断后进行匹配。

设置中断向量表，并开放IRQ3的中断屏蔽，同时，将DS指向数据段，便于信息的输出。

设置中断次数，便于测试。

首先，输出中断信息前缀。

对于个位数，与1比较.若为1，输出个位数字和对应后缀“st”。

若大于1，跳转判断是否等于2。

若等于2，输出数字与后缀“nd”。

同理，对于4~9可以直接输出数字和后缀“th”。

若数据为二位数，则要先判断个位数。

而10~19，数字后缀均为“th”，无需判断（特殊情况）。

判断中断计数器的值，为0时屏蔽IRQ3中断，并关中断，结束程序。

否则，中断返回，等待硬中断。

3.2 实验步骤
(1)根据电路图，连接各仪器（中断连IRQ3），并进行硬件检测；
(2)设置中断向量表，并开放IRQ3的中断屏蔽。

(3)等待硬中断。

判断数据个位数字，若为1，设置后缀为“st”；若为2，设置后缀为“nd”；
若为3，设置后缀为“rd”。

特殊情况，11~19时，后缀均为“th”。

(4)判断中断计数器的值，为0时屏蔽IRQ3中断，并关中断，结束程序。

否则，中断返回，
等待硬中断。

3.3 程序流程图
3-1 主程序
3-2 中断服务程序
四、程序清单与执行结果
4.1 程序清单
DATAS SEGMENT
MESS1 DB 'THIS IS THE $'
MESS2 DB 'PROGRAM TERMINATED NORMALLY!',0AH,0DH,'$' MESS4 DB 'ST','$'
MESS3 DB ' INTERRUPT!',0AH,0DH,'$'
STR1 DB 'RD','$'
STR2 DB 'ND','$'
STR3 DB 'TH','$'
DATAS ENDS
STACKS SEGMENT
STACKS ENDS
CODES SEGMENT
ASSUME CS:CODES,DS:DA TAS,SS:STACKS
START:
MOV BX,1
CLI
MOV AX,SEG IRQ3 ;设置中断向量段地址
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET IRQ3 ;设置中断向量偏移地址
MOV AX,250BH ;中断入口地址送中断向量表
INT 21H
IN AL,21H ;读中断屏蔽字
AND AL,0F7H ;开放8259A的IR3中断
OUT 21H,AL
MOV AX,DA TAS
MOV DS,AX ;将DS指向数据段
STI
WIN:
JMP WIN ;等待硬中断
IRQ3:
MOV DX,OFFSET MESS1 ;输出中断信息前缀
MOV AH,9H
INT 21H ;DOS功能调用
CMP BX,9
JA COUT ;中断次数大于9，跳转COUT
C4:
PUSH BX
MOV AX,BX
MOV CL,0AH ;除数为10
DIV CL ;中断次数除以10
MOV CL,AH
ADD AH,30H ;输出高位数字
MOV DL,AH
MOV AH,2H
INT 21H
POP BX ;保存BX
CMP BX,0AH
JB C6 ;小于10，跳转C6
JMP C5 ;跳转C5
C5:
MOV DX,OFFSET STR3 ;DOS功能调用，输出“th”
MOV AH,9H
INT 21H
JMP SEG1 ;跳转SEG1
C6:
CMP CL,1 ;个位数是否为1
JA C1 ;大于1，跳转C1
MOV DX,OFFSET MESS4 ;DOS功能调用，输出“st”
MOV AH,9H
INT 21H
JMP SEG1 ;跳转SEG1
COUT:
MOV AX,BX
MOV CL,0AH
DIV CL ;中断次数除以10
MOV CL,AH
ADD AL,30H ;输出高位
MOV AH,02H
INT 21H
JMP C4 ;跳转C4
C1:
CMP CL,2
JA C2
MOV DX,OFFSET STR2 ;DOS功能调用，输出“nd”
MOV AH,9H
INT 21H
JMP SEG1 ;跳转SEG1
C2:
CMP CL,3
JNZ C3
MOV DX,OFFSET STR1 ;DOS功能调用，输出“rd”
MOV AH,9H
INT 21H
JMP SEG1 ;跳转SEG1
C3:
MOV DX,OFFSET STR3 ;DOS功能调用，输出“th”
MOV AH,9H
INT 21H
JMP SEG1 ;跳转SEG1
SEG1:
MOV DX,OFFSET MESS3
MOV AH,9
INT 21H
INC BX
CMP BX,15 ;比较中断次数
JNZ NEXT ;跳转NEXT，中断返回
IN AL,21H
OUT 21H,AL
MOV DX,OFFSET MESS2 ;输出中断信息后缀
MOV AH,9
INT 21H
MOV AH,4CH
INT 21
NEXT:
MOV AL,20H ;关中断
OUT 20H,AL
IRET ;中断返回
CODES ENDS
END START
4.2 执行结果
(1)第一次按键，输出THIS IS THE 1 st INTERRUPT!；
(2)第二次按键，输出THIS IS THE 2 nd INTERRUPT!；
(3)第十一次按键（特殊），输出THIS IS THE 11 st INTERRUPT!；
(4)以此法继续，直至计数值为零，输出PROGRAM TERMINATED NORMALLY!
4-1 实验结果截图
五、程序调试说明和实验感想
5.1 调试说明
1.按键时，突然到某个点会停止程序。

反复检查程序并没有发现问题，猜测是软件问题。

重新开启程序多次后，该问题可解决（治标不治本，硬件问题）。

2.写代码时，没有考虑到多位数的情况。

比如，尾数为1的数字，一般后缀是”st”；尾数为2的数字，后缀一般是”nd”；尾数为3的数字，后缀一般是”r d”。

然而在10~20之间，统一用的是”th”，这点一开始没考虑到，验收时经老师提醒才发现。

3.汇编的除法很久没有使用，导致AH、AL经常弄错，调试时也不易发现。

AH,AL未使用完时一定要保存，不然容易被DOS功能调用时使用AH而产生复用错误。

5.2 实验感想与收获
1.代码的逻辑性一定要严谨。

这次的代码，跳转、判断很多，稍微粗心一点就会造成错误。

最好先画好每一步的流程，标记每一段的实际作用，方便自己检查错误。

另外，对于CALL、JMP这些功能类似的代码，一定要细心的区分开来，不可混淆使用。

2.熟练使用DOS功能调用。

对于字符串的输出，已经了然于胸。

DOS功能很强大，要善于运用。

MOV DX,OFFSET STR3 ;九号功能输出字符串
MOV AH,9H
INT 21H
5.3 实验特色
这次实验的要求不低，需要考虑的东西比较多。

不同英文的数值后缀需要分别考虑，不能用同一规律一概而论。

比如，11的后缀就不是“st”，而是“th”，这方面一定要注意。

经过老师提醒，我们这方面也完善的比较好了。

另外，由于前缀和后缀都是公共的部分，无需每次都写一段代码，只要逻辑处理妥当，就能减轻代码负担和视觉负担，这方面我们的处理也还是不错的。

5.4 展望
可以设计这样一个程序：按下单脉冲触发器一次，输出所有尾数为1的数字；按下第二次，输出所有尾数为2的数字...... 直到99为止。

保存一个计数值9，即为9次中断。

每个中断服务程序输出9个数字，做好循环输出工作。

2.结合8253计数器，计数值每次减一，进入中断，并输出中断信息。

减到0之后，主程序结束。

10。