8259中断控制实验.docx

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8259中断控制实验

本科实验报告

课程名称：

接口实验

姓名：

学院：

系：

专业：

学号：

指导教师：

2015年12月26日

浙江大学实验报告

课程名称：

接口实验实验类型：

普通实验

实验项目名称：

8259中断控制实验

学生姓名：

专业：

学号：

同组学生姓名：

指导老师：

实验地点：

实验日期：

2015年12月22日

一、实验目的和要求：

1．掌握中断的工作原理及编程方式，掌握8259中断控制器工作原理，了解中断控制芯片的初始化及工作方式的设定，熟悉实验中涉及到的各寄存器的使用方法，学会中断程序的编写。

2．学会中断控制器8259接口电路的应用和中断服务程序的编写。

3．了解PCI总线目标接口适配器PCI9052的使用，学会其中断及状态的控制。

二、实验内容和原理

8259中断控制电路：

在PC机中，主板上的两片8259可编程中断控制芯片以主从结构为系统提供了15级中断（每片8级，其中一级作为级联）。

从片的中断请求信号INT与主片的IRQ2相连。

其中给用户保留的中断号有IRQ10、IRQ11、IRQ12、和IRQ15，这些中断级都设置在从片上。

主片：

IRQ0——T/C0

IRQ1——键盘中断

IRQ2——8259从片

IRQ3——串口2

IRQ4——串口1

IRQ5——并行口2

IRQ6——软盘控制器

IRQ7——并行口1

从片：

IRQ8——实时时钟中断

IRQ9——RE—DTNECT

IRQA——保留

IRQB——保留

IRQC——保留

IRQD——协处理器

IRQE——硬盘控制器

IRQF——保留

PC机中8259中断管理设有相应的矢量地址，主片的IRQ0—IRQ7对应为08H—0FH，从片的IRQ8—IRQ15对应为70H—77H。

主片的中断控制寄存器ISR和中断屏蔽寄存器IMR的端口地址分别为20H和21H，从片的中断控制寄存器ISR和中断屏蔽寄存器IMR的端口地址分别为0A0H和0A1H。

中断初始化编程时，若使用主片中的中断级，只需打开主片屏蔽寄存器的相应屏蔽级，并在中断处理完毕后发中断结束命令EOI；而使用从片中的中断级，除对从片相应的级作出处理，还需打开主片IRQ2相应的屏蔽寄存器位，并在中断处理完毕后对主片和从片都要发中断结束命令EOI。

9052的中断控制寄存器：

偏移地址为4CH的32位寄存器。

其中高19位为保留位，低13位可根据需要进行8位、16位操作。

实验仪上的中断源信号必须通过9052控制器才能到达8259中断控制器，因此需先打开9052控制器的中断使能端，即第6位PCIInterruptEnable。

而在实验程序退出前必须关闭使能端。

同时，每次中断结束时还需将9052邮箱的中断标志位（第10、11位）清除，确保下一次中断能进入。

实验内容：

中断请求信号由J区的正单脉冲J102产生，要求每按一次按钮产生一次中断时，在屏幕上显示字符串“THISISSXL_100INTERRUPT”，控制其若干次后退出中断方式并返回DOS。

桥芯片9052：

将I/O地址0+4C的内容置为5BH，使能外设的中断信号。

程序退出前要关闭（或恢复）中断使能，即将该地址内容置为17H。

中断程序返回前，要清9052邮箱的中断标志：

将（I/O地址0+4D）OR0CH，再返送回I/O地址0+4D地址单元。

中断控制芯片：

8259设置好相应级的中断矢量，将相应的中断屏蔽位打开，8259即可响应中断。

程序退出前要恢复原屏蔽状态

为维护系统，在设置中断屏蔽位时一般采用保护方式，例如要将第5级中断打开，可使用下列语句：

INAL，21H

ANDAL，11011111B

OUT21H，AL

中断程序返回前，要清8259的中断标志：

即使OCW2的EOI为1。

如：

MOVAL，00100000B

OUT20H，AL

OUTA0H，AL

中断实验程序须在纯DOS环境下运行。

此处指的纯DOS环境是指微机启动时按F8键进入的DOS环境。

Windows重启进入MSDOS的方式，由于系统资源被重新规划过，因此不能正常实验。

1．初始化阶段：

PC机的初始化是通过系统初始化程序设置的，初始化命令字已在系统初始化程序中设置完成，因此实验时不必再进行初始化，以免设置不当造成死机等现象。

初始化时设置为一般结束方式。

2．中断矢量的设置由DOS的25H号功能完成，原中断矢量的保存由35H号功能实现。

实验中使用的中断源属于外部中断，它是随机产生的，程序设计时应考虑以下几个方面：

①必须保护现场，即保护中断发生时各寄存器的值。

CPU在响应中断时已把各标志和返回地址放入堆栈，保护现场是指通用寄存器的内容、以及除代码段寄存器以外的其它三个寄存器的内容。

一般方法是将它们压入堆栈。

②中断处理尽快完成。

因为外部中断级别高，在进行外部中断响应时，往往不再响应其它外部中断，因此中断程序中只需完成必要的工作，如设置或清除标志、计数、启动等重要且短暂的操作，对于耗时的操作，可通过设置标志等方式，在主程序中通过查询方式来完成。

③恢复现场。

与第①项相应，程序退出时要恢复系统原来的状态，确保系统的正常。

④由于DOS是不能重入的，因此外部中断服务程序中不应使用系统调用。

例如，主程序中正在执行DOS系统调用，就出现了“重入”。

不能“重入”一是因为进入DOS系统要进行堆栈初始化，二是可能造成两个程序同时进入临界资源

三、主要仪器设备

微机一台，SXL_100接口实验仪一套

四、操作方法与实验步骤

1.根据实验内容编写源程序lab8.asm，设置包括两个方面：

桥芯片9052和中断控制芯片8259。

2.在dos系统下输入命令行mllab8.asm进行编译

3.在dos系统下输入命令行lab8运行程序

实验硬件接线操作：

选择一个触发器的正脉冲输出端J区J102+接入9052控制中断的输入端A区的J19—IRQ。

五、源程序、程序框图、程序函数及过程介绍

⏹程序框图

⏹源程序

datasegment

int_vectequ71h

ioport_0equ0dc80h

int_timedb00h;计数器

csregdw?

ipregdw?

irq_markdb?

;9052屏蔽状态

int_markdb?

;8259屏蔽寄存器状态

disp1db'ThisisSXL_100interrupt',0dh,0ah,'$'

disp2db'programrun!

Exitafterinterrupt40times.',0dh,0ah,'$'

dataends

stacksegment

db100dup（?

）

stackends

codesegment

assumecs:

code,ds:

data,ss:

stack,es:

data

start:

cli

movax,data

movds,ax

moves,ax

movax,stack

movss,ax

;9052中断通道的设置

movdx,ioport_0+4ch;9052中断控制寄存器低八位。

inal,dx;读入9052中断状态

movirq_mark,al;保存9052中断状态

oral,5bh

outdx,al;开放9052中断

;中断向量的保存和设置

movah,35h;取72h号（中断类型号）中断向量保存在ES:

BX

moval,int_vect

int21h

movax,es

movcsreg,ax;保存原向量，以便恢复

movipreg,bx

pushds

movax,cs;构建新的中断向量DS:

DX

movds,ax

movdx,offsetinterrupt

movah,25h

moval,int_vect;中断类型号

int21h;；设置中断矢量

;8259屏蔽字的设置

inal,0a1h;；读取中断屏蔽字

movint_mark,al;；保存中断屏蔽字

andal,0fbh

out0a1h,al;；设置中断屏蔽字

popds

movdx,0de03h

moval,10111000b

outdx,al

movdx,0de03h

moval,00000110b

outdx,al

nop

nop

movdx,0de03h

moval,00001001b;

outdx,al

movdx,offsetdisp2

movah,09h

int21h;；显示提示字符

movint_time,0

sti

loop1:

cmp[int_time],40;；中断40次计数

jzexit

jmploop1

exit:

cli

moval,irq_mark

movdx,ioport_0+4ch

outdx,al;；恢复9052中断状态

movdx,ipreg

movax,csreg

movds,ax

movah,25h

moval,int_vect

int21h;；恢复中断矢量

sti

movax,4c00h

int21h;；返回DOS

;中断服务程序

interrupt:

cli

pushax

pushdx

pushds

inc[int_time];；计数器加1

movax,data

movds,ax

movdx,offsetdisp1

movah,09h

int21h;；显示进入中断

movdx,0de00h

inal,dx

movdx,0de01h

outdx,al

;8259中断标志位的清除

moval,20h;20h=0010000b（OCW2的值），EOI位为1

out20h,al;向8259主片发EOI

out0a0h,al;向8259从片发EOI

;9052中断邮箱标志的清除

movdx,ioport_0+4dh;9052的中断控制寄存器的高8位端口的地址

inal,dx

oral,0ch

outdx,al;9052清中断标志

popds

popdx

popax

sti

iret;中断返回

codeends

endstart

六、实验结果与分析

⏹第一次测试：

程序按照实验要求，产生40次中断后就结束

在dos中输入命令lab8运行程序

显示“programrun!

Exitafterinterrupt40times”

按键

产生第一次中断，在屏幕上输出“ThisisSXL_100interrupt”

按键五次，在屏幕上进行了5次输出

再一次按键，在屏幕上进行了第七次输出

再一次按键，在屏幕上进行了第八次输出

按键若干次后，输出占满整个屏幕

再按若干次，达到40次按键，则程序结束

⏹第二次测试

由于第一次测试中需要产生40次中断才能使实验结束，屏幕大小限制导致没法对中断在屏幕上的输出进行计数，因此第二次测试将改成产生10次中断后程序结束，这样就可直接在屏幕上输出有几次中断输出

Dos中输入lab8运行程序

按键两次，产生两次中断，在屏幕上两次输出

再按键一次，产生第三次中断，在屏幕上输出

再按键七次，产生7次中断，共10次，程序结束，下图中可得出恰好程序输出10次

七、讨论、心得

通过此实验，对8259中断芯片有了更加深入的了解