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第7章中断控制器、DMA控制器和计数器/定时器本章重点中断控制器8259A的编程结构和工作原理8259A的工作方式8259A的初始化命令字、操作命令字及其使用8259A的初始化流程和初始化编程主从式8259A中断系统的连接和工作原理DMA控制器8237A的编程结构和工作原理8237A的工作模式8237A的模式寄存器、控制寄存器和状态寄存器的格式本章重点8237A的编程计数器/定时器8253的编程结构和工作原理8253控制寄存器的格式和编程8253的6种工作模式及其使用多功能接口芯片82380的功能结构以及和CPU的连接82380的DMA控制器、中断控制器和计数器/定时器教学建议以8259、8237A和8253的使用方法为目标本章用8学时，其中：8259A4学时8237A2学时82533学时823801学时7.1中断控制器8259A8259A的工作特点：①能管理8级中断②可编程③只需一组5V电源7.1.18259A的引脚信号、编程结构和工作原理1.8259A的外部引脚信号：①D7～D0⑥CS#②INT⑦A0③INTA#⑧IR7～IR0④RD#⑨CAS2～CAS0⑤WR#⑩SP#/EN#2.8259A的编程结构和工作原理编程结构（1）上半部分：处理部件中断请求寄存器IRR中断优先级裁决器PR当前中断服务寄存器ISR（2）下半部分：7个寄存器ICW1～ICW4OCW1～OCW37.1.28259A的工作方式1.设置优先级的方式(1)全嵌套方式(2)特殊全嵌套方式(3)优先级自动循环方式(4)优先级特殊循环方式2.屏蔽中断源的方式(1)普通屏蔽方式(2)特殊屏蔽方式3.结束中断处理的方式(1)中断自动结束方式(2)一般的中断结束方式(3)特殊的中断结束方式4.连接系统总线的方式(1)缓冲方式(2)非缓冲方式5.引入中断请求的方式(1)边沿触发方式(2)电平触发方式(3)中断查询方式中断查询方式的特点：不向CPU发中断请求信号CPU内部的中断允许触发器复位CPU要使用软件查询来确认中断源7.1.38259A的初始化命令字和操作命令字1.8259A的初始化命令字(1)ICW1的格式和含义(2)ICW2的格式和含义ICW2和中断类型码之间的关系①ICW2是任选的；②ICW2高5位影响中断类型码，而中断类型码的低3位由IR0～IR7决定(3)ICW3的格式和含义如是主片,格式如下：如是从片，则ICW3的格式如下：(4)ICW4的格式和含义2.初始化流程对初始化流程的几点说明①ICW1写入偶端口，ICW2～ICW4写入奇端口②ICW1～ICW4的设置次序固定③ICW1和ICW2须设置，ICW3和ICW4非必须④在级联时，主片和从片各设置ICW3对8259A设置初始化命令字的例子MOVAL,13HOUT80H,AL;设置ICW1MOVAL，18HOUT81H，AL;设置ICW2MOVAL,0DHOUT81H，AL;设置ICW43.8259A的操作命令字(1)OCW1的格式和含义：中断屏蔽操作命令字(2)OCW2的格式和含义OCW2的功能（1）设置优先级循环方式（2）组成两类中断结束命令：一般的中断结束命令特殊的中断结束命令(3)OCW3的格式和功能功能：（1）设置和撤销特殊屏蔽方式（2）设置中断查询方式（3）设置对内部寄存器的读出命令7.1.48259A使用举例1.关于中断全嵌套方式的例子2.关于如何使用中断结束命令的例子两个重要结论：①中断处理程序执行STI指令才允许嵌套②中断处理程序如执行STI指令，并清除对应的ISn位，则未必符合优先级规则3.关于特殊屏蔽方式的例子CLI；关中断MOVAL,68HOUT80H，AL；用OCW3设置特殊屏蔽方式INAL，81H；读取系统原来的屏蔽字ORAL,10H；IR4对应的屏蔽位置1OUT81H，AL；将新的屏蔽字送8259ASTI；CLI；关中断，以便设置命令INAL，81H；读取屏蔽字ANDAL，0EFH；清除IR4对应的屏蔽位OUT81H，AL；恢复系统原来的屏蔽字MOVAL，48HOUT80H，AL；用OCW3撤销特殊屏蔽方式STI；MOVAL，20HOUT80H，AL；中断结束命令IRET；返回主程序7.1.5多片8259A组成的主从式中断系统7.2DMA控制器8237A7.2.1DMA控制器的一般结构和概要DMA控制器的初始化①传送缓冲区的起始地址或结束地址②设置传输的字节数或字数7.2.2DMA控制器8237A的原理1.8237A的编程结构和外部连接(1)编程结构4个通道分别包含：16位的地址寄存器16位的字节计数器8位的模式寄存器4个通道公用控制寄存器和状态寄存器(2)对外连接信号CLK时钟CS#片选RESET复位READY准备就绪ADSTB地址选通AEN地址允许MEMR#存储器读MEMW#存储器写IOR#输入输出设备读IOW#输入输出设备写EOP#DMA传输过程结束DREQ通道DMA请求输入DACKDMA控制器送给I/O接口的回答HRQ总线请求HLDA总线响应A3～A0地址A7～A4地址DB7～DB0双向数据(3)8237A工作时各信号的配合①作为从模块工作时②作为主模块工作时2.8237A的工作模式和模式寄存器的格式工作模式：①单字节传输模式②块传输模式③请求传输模式④级联传输模式模式寄存器的格式3.控制寄存器的格式和有关问题(1)内存到内存的传输(2)8237A的启动和停止(3)状态及时序类型(4)关于扩展写信号功能(5)优先级问题的解决(6)DREQ信号和DACK信号的极性8237A的典型时序4.状态寄存器的格式5.请求标志和屏蔽标志的设置DMA请求寄存器的格式:屏蔽寄存器的格式8237A综合屏蔽命令的格式6.复位命令和编程命令7.8237A各寄存器对应的端口地址7.3计数器/定时器82537.3.1概述定时信号的获得：（1）软件方法使用延迟子程序（2）硬件方法使用计数器/定时器7.3.2可编程计数器/定时器的工作原理计数器/定时器的用处：①作为中断信号②输出精确的定时信号③作为波特率发生器④实现延迟计数器/定时器的基本原理图计数器/定时器可以有下面几种工作模式：①计数结束产生中断②可重复触发的单稳态触发器③分频器④方波发生器⑤选通信号发生器7.3.3可编程计数器/定时器82531.8253的结构和工作原理(1)编程结构3个计数器，每个计数器内部有：8位的控制寄存器16位的计数初值寄存器计数执行部件输出锁存器8253的编程结构(2)8253的工作原理①计数器0，计数器1，计数器2②数据总线缓冲器功能：往计数器设置初值从计数器读取计数值往控制寄存器设置控制字③读写逻辑电路A1、A0对计数器和控制寄存器寻址RD#读信号WR#写信号CS#片选信号④控制寄存器2.8253控制寄存器的格式3.8253的编程命令编程原则：①设置初值前必须先写控制字②初值设置要符合控制字中的格式规定编程命令有两类：①读出命令②写入命令设置控制字命令设置初始值命令锁存命令4.8253的工作模式8253的基本规则：①控制字写入时，进入初始状态②初值写入后，要经过上升沿和一个下降沿，才开始计数③在CLK的上升沿被采样④在CLK下降沿，计数器作减1计数模式0——计数结束产生中断模式0的特点：当计数到达0时，输出端OUT为高电平模式0的时序图：(2)模式1——可重复触发的单稳态触发器模式1的特点：门控上升沿作为触发信号是单稳态方式宽度主要决定于计数值模式1的时序图：(3)模式2——分频器模式2特点：是N分频的计数器正脉冲为N-1个时钟脉冲宽度负脉冲为1个时钟脉冲宽度模式2的时序图：(4)模式3——方波发生器模式3特点：和模式2类似，但输出为方波或基本对称的矩形波模式3的时序图：(5)模式4——软件触发的选通信号发生器模式4特点：当计数到0时，输出变为低电平，并持续一个时钟周期变为高电平。模式4的时序图：(6)模式5——硬件触发的选通信号发生器模式5特点：用门控上升沿触发即硬件触发计数到0时，输出端一个宽度为1个时钟周期的负脉冲，然后又自动变为高电平。模式5的时序图：两个注意点：①时钟周期和输出周期的区别②输出波形在时钟下降沿产生电平变化7.3.48253应用举例图8253作为定时器的例子系统的初始化程序段：MOVAL，14HOUT76H，AL；将计数器0设置为模式2MOVAL，LCNTOUT70H，AL；对计数器0设置计数初始值L(二进制)MOVAL，73HOUT76H，AL；将计数器1设置为模式1MOVAX，MCNTOUT72H，ALMOVAL，AHOUT72H，AL；对计数器1设置初始值MMOVAL，96HOUT76H，AL；将计数器2设置为模式3MOVAL，NCNTOUT74H，AL；对计数器2设置初始值N7.432位微机系统中的多功能接口芯片82380多功能接口芯片的共同特点：①高集成度和多功能②兼容性好7.4.1多功能接口芯片82380的组成和信号82380内部含有：1个8通道的32位DMA控制器20级的可编程中断控制器4个16位计数器/定时器动态RAM刷新电路系统复位逻辑电路插入等待状态的控制电路内部总线仲裁电路82380的功能结构图1.DMA控制器2.中断控制器5个内部中断：①IRQ1和IRQ4②IRQ1.5③IRQ0和IRQ882380的中断控制器3.计数器/定时器4.等待状态电路5.CPU复位电路7.4.282380和CPU的连接