可编程终端芯片8259A

16.5可编程中断控制器8259一、8259简介：（1）8位可编程中断控制器，又称优先级控制器（2）处理8级向量优先级中断（3）具有单一+5V供电（4）8259A芯片级联组成强大的中断管理系统（多至64级外部中断）。（5）优先级方式可编程（6）多级中断管理26.5.1内部结构及工作原理数据总线缓冲器读/写逻辑级联缓冲器/比较器控制逻辑中断服务寄存器ISR优先权分辨器PR中断请求寄存器IRR中断屏蔽寄存器IMRIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7INTAINTD7-D0RDWRA0CSCAS0CAS1CAS2SP/EN3数据总线缓冲器数据总线缓冲器是一个三态、双向的8位缓冲器，是8259A与CPU系统数据总线的接口。数据总线缓冲器的主要功能有：(1)通过数据总线缓冲器，CPU向8259A内部发送命令。(2)CPU接收8259A状态信息。(3)在中断响应周期，CPU从中获得中断类型号。4读/写逻辑接收CPU送来的读/写控制信号、片选信号以及地址选择信号，对内部各个寄存器进行读写操作。5级联缓冲/比较器级联缓冲/比较器在级联方式的主从结构中（两个以上的8259A组成的系统），用来存放和比较系统中各8259A的从设备标志(ID)。6控制逻辑控制逻辑是控制8259A内部各个部件的主要逻辑电路。主要功能包括：(1)根据CPU对8259A编程设定的工作方式来产生内部控制信号。(2)如果中断请求寄存器IRR有未被屏蔽的位，则控制逻辑对应于当时最高优先的中断源，向CPU发中断请求信号INT。(3)接收CPU送来的中断响应信号，并允许中断服务寄存器ISR的相应位(ISRi)置位。(4)控制发出相应的中断类型号，以供CPU读取。7中断请求寄存器IRR功能：记录外部中断源的中断申请的状态。状态：1＝对应引脚有中断请求且还未被响应0＝对应引脚无中断请求或有但已经被响应D7D6D5D4D3D2D1D0IRR7IRR6IRR5IRR4IRR3IRR2IRR1IRR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0寄存器位引脚8中断服务寄存器ISR功能：记录外部中断源的中断申请被服务的状态。状态：1＝对应引脚的中断请求已被响应（服务）且服务还没有结束。0＝对应引脚的中断请求未被响应。D7D6D5D4D3D2D1D0ISR7ISR6ISR5ISR4ISR3ISR2ISR1ISR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0寄存器位引脚9中断屏蔽寄存器IMR功能:设置外部中断源的中断屏蔽状态。状态:1＝对应引脚的中断被屏蔽。0＝对应引脚的中断未被屏蔽。注意:只有IMRi相应位为0且IF=1，CPU才有可能响应可屏蔽中断。D7D6D5D4D3D2D1D0IMR7IMR6IMR5IMR4IMR3IMR2IMR1IMR0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0寄存器位引脚10中断判优电路中断判优电路用来确定存放在IRR中各个中断请求信号对应中断源的优先级。并总是选出当前最高优先中断源的中断申请通知控制逻辑，以便控制逻辑发送中断请求信号INT给CPU。118259A工作过程1）当外部IRi有中断申请时，IRRi=1。2)判别优先级，并将当前最高优先中断源的请求通知控制逻辑。控制逻辑向CPU发INT信号。3）当响应中断时，CPU发/INTA，控制逻辑收到响应后，准备中断类型号，同时使ISRi=1,并使IRRi=0。4）当CPU处理完中断服务程序后发中断结束命令，控制逻辑使ISRi=0，结束中断过程。如果IMRi=1，则对应中断源的中断请求被屏蔽。12引脚信号D7～D0为8位双向的数据线A0：端口选择信号（两个端口地址）IRi：8个中断源中断请求端INT：中断请求输出信号RD和WR：读/写控制信号INTA：中断响应输入信号CS：片选信号SP/EN：级联/缓冲控制(1)级联时输入：SP：1=主片，0=从片(2)缓冲时输出：EN：1＝CPU写，0＝CPU读136.5.3工作方式（5种）1.优先级的方式2.屏蔽中断源的方式3.结束中断处理的方式4.连接系统总线的方式5.中断请求信号方式14优先级的方式（4种）全嵌套方式特殊全嵌套方式优先级自动循环方式优先级特殊循环方式15全嵌套方式仅允许高一级中断进入嵌套。从高到低优先级依次为IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7。16特殊全嵌套方式允许高一级，也允许同级中断进入嵌套。从高到低优先级依次为IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7。17优先级自动循环方式在这种方式下，中断源的优先级是变化的，当一个设备得到中断服务以后，它的优先级自动降为最低优先。在初始状态下的优先级为IR0IR1...IR7，下一次优先级为IR1IR2....IR6IR7IR0，依次类推。18优先级特殊循环方式与优先级自动循环方式只有一点区别：初始最优者可由程序设定，可任意指定一个初始最高优先级，以后再循环优先。19屏蔽中断源的方式普通屏蔽方式：设置8259A内部中断屏蔽寄存器IMR的相应位为1（通过OCW1），即可屏蔽对应中断源的中断申请。特殊屏蔽方式：先写入特殊屏蔽命令字OCW3，然后再写屏蔽命令字OCW1。使当前中断服务寄存器ISR的相应位自动复位。这就只屏蔽了当前正在处理的这级中断。=屏蔽该中断并清中断服务位。20结束中断处理的方式自动结束方式：系统一旦进入中断服务程序，8259A就自动将当前中断服务寄存器相应位清0。（在第二个中断响应脉冲）非自动结束方式：在中断服务程序结束，返回主程序之前发一条中断结束命令，使8259A的当前最高优先级的中断对应的ISR复位。21连接系统总线的方式缓冲方式：一般在多片8259A级联系统中，8259A通过总线驱动器与系统总线相连，而不是8259A直接与系统总线相连，这就是缓冲方式。非缓冲方式：当系统只有一片8259A或少量几片8259A时，一般将它直接与数据总线相连。这就是所谓的非缓冲方式。22中断请求信号方式边沿触发方式：在边沿触发方式下，8259A将中断请求输入端出现的上升沿作为中断请求信号，且该信号可以一直保持为高电平。为了防止干扰，其高电平也应有一定的宽度。电平触发方式：8259A把中断请求输入端出现的高电平作为中断请求信号。但应注意的是，当中断请求被响应后，输入端必须立即撤消高电平，以免引起再一次中断。236.5.48259A的初始化编程1.一般原则：先进行初始化编程，再进行命令字编程2.8259A的初始化编程3.8259A操作命令字的编程248259A的初始化编程对8259A进行初始化编程就是向8259A写入两到四个初始化命令字。流程如图。初始化编程任务：1.设定中断请求信号的有效形式。2.设定8259A是单片还是多片级联方式。3.设置中断类型号。4.设置优先排队规则。5.设定中断结束时的操作原则。写入ICW1写入ICW2是单片?写入ICW3写入ICW4初始化开始初始化结束要ICW4?YYNNA0=0端口A0=1端口25芯片初始化命令字ICW1A7A6A51LTIMADISNGLIC4X86不用特征位0=不用ICW41=要ICW4X86不用0=边沿触发1=电平触发0=多片1=单片写入A0=0的端口26中断类型初始化命令字ICW2•T7~T3决定中断类型号（D2~D0任意）•8个中断源具有连续的中断类型号•写入A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D0T7T6T5T4T3×××27主/从片初始化命令字ICW3——主片ICW3•IRi=1,指示8259的引脚IRi处接一从片•写入A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR028主/从片初始化命令字ICW3——从片ICW3•ID2,ID1,ID0编码决定从片的INT接主片•写入A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D000000ID2ID1ID029编码决定IRiID2ID1ID0IRi000IR0001IR1010IR2011IR3100IR4101IR5110IR6111IR730控制初始化命令字ICW4•各位含义：μPM：CPU类型，0=8080/8085，1=80X86。AEOI：自动结束中断方式，AEOI=1有效。M/S：主／从片选择，1=主片，0=从片。BUF：缓冲方式。BUF=1工作在缓冲方式。SFNM：特殊全嵌套方式。SFNM=1，特殊全嵌套方式。•写入A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D0000SFNMBUFM/SAEOIμPM318259A初始化编程实例一、系统对主片8259A初始化的要求是：（如图所示）●主片的IR2接从片的INT端。●主片中断信号为边沿触发方式。●级联但无缓冲。●起始中断类型号为08H(IR0)。●正常的中断结束，选择特殊的全嵌套方式。●级联方式要ICW3和ICW4。二、对从片的要求是：●从片的INT接主片的IR2。●从片起始中断类型号为70H。●级联方式要ICW3和ICW4。32实例系统连接图D011IR018D110IR119D29IR220D38IR321D47IR422D56IR523D65IR624D74IR725INT17INTA26SP/EN16CS1RD3CAS012WR2CAS113A027CAS215U18259AD011IR018D110IR119D29IR220D38IR321D47IR422D56IR523D65IR624D74IR725INT17INTA26SP/EN16CS1RD3CAS012WR2CAS113A027CAS215U28259AVCCR110KA0A1A2A3A4A5A6A8M/IOINTRINTAD7~D0数据总线主片从片地址20H,21H地址A0H,A1H实时钟IRQ8重定向IRQ9PCI/ISAIRQ10PCI/ISAIRQ11PS2鼠标IRQ12主硬盘IRQ14协处理器IRQ13次硬盘IRQ15定时器IRQ0键盘IRQ1级联IRQ2串口2IRQ3串口1IRQ4并口2IRQ5软盘IRQ6并口1IRQ7/IORC/IOWC12345611128U4456U3B123U3A123U5A456U5BA9A733编程实例解（主片）MOVAL,00010001B;ICW1:边沿,ICW4,ICW3OUT20H,AL;写入ICW1(A0=0地址端口）MOVAL,00001000B;ICW2:IR0中断类型号为08HOUT21H,AL;写入ICW2(A0=1地址端口）MOVAL,00000100B;ICW3:主片IR2接从片INTOUT21H,AL;写入ICW3(A0=1地址端口）MOVAL,00010101B;ICW4:非缓冲,正常中断结束;特殊全嵌套方式OUT21H,AL;写入ICW4(A0=1地址端口）34编程实例解（从片）MOVAL,00010001B;ICW1:边沿,ICW4,ICW3OUT0A0H,AL;写入ICW1MOVAL,01110000B;ICW2:IR0中断类型号为70HOUT0A1H,AL;写入ICW2MOVAL,00000010B;ICW3:从片接主片的IR2OUT0A1H,AL;写入ICW3MOVAL,00000001B;ICW4:非缓冲,正常结束,;非特殊全嵌套方式OUT0A1H,AL;写入ICW4358259A操作命令字的编程中断屏蔽命令字OCW1控制中断和优先级循环的操作命令字OCW2屏蔽查询状态命令字OCW336中断屏蔽命令字OCW1Mi=1表示对应的IRi中断源被屏蔽，Mi=0则取消屏蔽（i=0,1,2,3,4,5,6,7）。要求写入8259A的A0=1的端口D7D6D5D4D3D2D1D0M7M6M5M4M3M2M1M037控制中断和优先级循环的操作命令字OCW2R：优先级循环位，R=1为循环优先。SL：指定IRi级别位。SL=1时L2~L0有效。EOI：中断结束命令位，1=中断结束L2～L0：编码指定IRi注意