8259中断实验.docx
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8259中断实验
XX学院
实验报告
实验名称
姓名
学号
班级
教师
日期
一、实验内容与要求
1.1实验内容
本次实验分为如下3个子实验：
（1）单中断请求实验：
利用系统总线上中断请求信号MIR7，设计一个单一中断请求实验；
（2）双中断优先级实验：
利用系统总线上中断请求信号MIR6和MIR7，设计一个双中断优先级应用实验，观察8253对中断优先级的控制；
（3）级联中断实验：
利用系统总线上中断请求信号MIR7和SIR1，设计一个级联中断应用实验。
1.2实验要求
本次实验中三个子实验的实验要求如下：
（1）单中断请求实验：
单脉冲KK1+与主片8259的IR7相连。
每按KK1+，进入一次中断，输出7；
（2）双中断优先级实验：
单脉冲KK1+连主片8259的IR7，KK2+连其IR6。
每当KK1+按下时显示“7”，每当KK2+按下显示“6”；
（3）级联中断实验：
单脉冲KK1+连主片8259的IR7，KK2+连从片的IR1。
每当KK1+按下时显示“M7”，每当KK2+按下显示“S1”。
二、实验原理与硬件连线
2.1实验原理
（1）中断控制器8259简介
在Intel386EX芯片中集成有中断控制单元（ICU），该单元包含有两个级联中断控制器，一个为主控制器，一个为从控制器。
该中断控制单元就功能而言与工业上标准的82C59A是一致的，操作方法也相同。
从片的INT连接到主片的IR2信号上构成两片8259的级联。
在TD-PITE实验系统中，将主控制器的IR6、IR7以及从控制器的IR1开放出来供实验使用，主片8259的IR4供系统串口使用。
8259的内部连接及外部管脚引出如图1-1：
图1-18259内部连续及外部管脚引出图
表1-1列出了中断控制单元的寄存器相关信息。
表1-1ICU寄存器列表
寄存器
口地址
功能描述
ICW1（主）
ICW1（从）
（只写）
0020H
00A0H
初始化命令字1：
决定中断请求信号为电平触发还是边沿触发。
ICW2（主）
ICW2（从）
（只写）
0021H
00A1H
初始化命令字2：
包含了8259的基址中断向量号，基址中断向量是IR0的向量号，基址加1就是IR1的向量号，依此类推。
ICW3（主）
（只写）
0021H
初始化命令字3：
用于识别从8259设备连接到主控制器的IR信号，内部的从8259连接到主8259的IR2信号上。
ICW3（从）
（只写）
00A1H
初始化命令字3：
表明内部从控制器级联到主片的IR2信号上。
ICW4（主）
ICW4（从）
（只写）
0021H
00A1H
初始化命令字4：
选择特殊全嵌套或全嵌套模式，使能中断自动结束方式。
OCW1（主）
OCW1（从）
（读/写）
0021H
00A1H
操作命令字1：
中断屏蔽操作寄存器，可屏蔽相应的中断信号。
OCW2（主）
OCW2（从）
（只写）
0020H
00A0H
操作命令字2：
改变中断优先级和发送中断结束命令。
OCW3（主）
OCW3（从）
（只写）
0020H
00A0H
操作命令字3：
使能特殊屏蔽方式，设置中断查询方式，允许读出中断请求寄存器和当前中断服务寄存器。
IRR（主）
IRR（从）
（只读）
0020H
00A0H
中断请求：
指出挂起的中断请求。
ISR（主）
ISR（从）
（只读）
0020H
00A0H
当前中断服务：
指出当前正在被服务的中断请求。
POLL（主）
POLL（从）
（只读）
0020H
0021H
00A0H
00A1H
查询状态字：
表明连接到8259上的设备是否需要服务，如果有中断请求，该字表明当前优先级最高的中断请求。
初始化命令字1寄存器（ICW1）说明见图1-2所示。
图1-2初始化命令字1寄存器
初始化命令字2寄存器（ICW2）说明见图1-3所示。
图1-3初始化命令字2寄存器
初始化命令字3寄存器（ICW3）说明，主片见图1-4，从片见图1-5。
图1-4主片初始化命令字3寄存器
图1-5从片初始化命令字3寄存器
初始化命令字4寄存器（ICW4）说明见图1-6。
图1-6初始化命令字4寄存器
操作命令字1寄存器（OCW1）说明见图1-7。
图1-7操作命令字1寄存器
操作命令字2寄存器（OCW2）说明如图1-8所示。
图1-8操作命令字2寄存器
操作命令字3寄存器（OCW3）说明如图1-9所示。
图1-9操作命令字3寄存器
查询状态字（POLL）说明如图1-10所示。
图1-10程序状态字寄存器
在对8259进行编程时，首先必须进行初始化。
一般先使用CLI指令将所有的可屏蔽中断禁止，然后写入初始化命令字。
8259有一个状态机控制对寄存器的访问，不正确的初始化顺序会造成异常初始化。
在初始化主片8259时，写入初始化命令字的顺序是：
ICW1、ICW2、ICW3、ICW4，初始化从片8259的顺序与初始化主片8259的顺序是相同的。
系统启动时，主片8259已被初始化，且4号中断源（IR4）提供给与PC联机的串口通信使用，其它中断源被屏蔽。
中断矢量地址与中断号之间的关系如表1-2所示：
表1-2中断矢量地址与中断号关系表
主片中断序号
0
1
2
3
4
5
6
7
功能调用
08H
09H
0AH
0BH
0CH
0DH
0EH
0FH
矢量地址
20H～23H
24H～27H
28H～2BH
2CH～2FH
30H～33H
34H～37H
38H～3BH
3CH～3FH
说明
未开放
未开放
未开放
未开放
串口
未开放
可用
可用
从片中断序号
0
1
2
3
4
5
6
7
功能调用
30H
31H
32H
33H
34H
35H
36H
37H
矢量地址
C0H～C3H
C4H～C7H
C8H～CBH
CCH～CFH
D0H～D3H
D4H～D7H
D8H～DBH
DCH～DFH
说明
未开放
可用
未开放
未开放
未开放
未开放
未开放
未开放
2.2硬件连线
（1）单中断实验：
实验接线图如图1-11所示，单次脉冲输出KK1+与主片8259的IR7相连（与实验平台中的MIR7相连），每按动一次单次脉冲，产生一次外部中断，在显示屏上输出一个字符“7”；
图1-11单中断实验硬件连线图
（2）双中断优先级实验：
实验接线图如图1-12所示，KK1+和KK2+分别连接到主片8259的IR7（与实验平台MIR7相连）和IR6（与实验平台MIR6相连）上，当按一次KK1+时，显示屏上显示字符“7”，按一次KK2+时，显示字符“6”；
图1-12双中断优先级实验硬件连线图
（3）级联双中断优先级实验：
实验接线图如图1-13所示，KK1＋连接到主片8259的IR7（与实验平台MIR7相连）上，KK2＋连接到从片8259的IR1（与实验平台SIR1相连）上，当按一次KK1＋时，显示屏上显示字符“M7”，按一次KK2＋时，显示字符“S1”。
图1-13级联双中断优先级实验硬件连线图
三、设计思路、步骤和程序流程图
3.1设计思路
（1）单中断实验：
采用一片8259芯片和KK1+单次脉冲开关，首先让程序进入死循环，等待中断，每按动一次单次脉冲，产生一次外部中断，调用中断程序，在显示屏上输出一个字符“7”。
（2）双中断优先级实验：
采用一片8259芯片和KK1+与KK2+单次脉冲开关，首先让程序进入死循环，等待中断，当按一次KK1＋或KK2＋时，产生一次外部中断，调用对应的中断程序，在显示屏上输出对应的字符“7”和“6”。
（3）级联双中断优先级实验：
采用两片8259芯片，一片为主片，一片作为从片，以及KK1+与KK2+单次脉冲开关。
首先让程序进入死循环，等待中断，当按一次KK1＋或KK2＋时，产生一次外部中断，调用对应的中断程序，在显示屏上输出对应的字符串“M7”和“S1”。
3.2实验步骤
（1）单中断实验
1.按图1-11连接实验线路；
2.编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统；
3.运行程序，重复按单次脉冲开关KK1＋，显示屏会显示字符“7”，说明响应了中断。
（2）双中断优先级实验
1.按图1-12连接实验线路；
2.编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统；
3.运行程序，重复按单次脉冲开关KK1＋，显示屏会显示字符“7”，重复按单次脉冲开关KK2＋，显示屏会显示字符“6”，说明响应了中断；
4.尝试先按KK1+，再快速按KK2+，观察MIR7和MIR6两个中断请求的优先级，分析实验结果。
（3）级联双中断优先级实验
1.按图1-12连接实验线路；
2.编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统；
3.运行程序，重复按单次脉冲开关KK1＋，显示屏会显示字符串“M7”，重复按单次脉冲开关KK2＋，显示屏会显示字符串“S1”，说明响应了中断；
4.尝试先按KK1+，再快速按KK2+，观察MIR7和SIR1两个中断请求的优先级，分析实验结果。
3.3程序流程图
主程序流程图如图1-14：
图1-14主程序流程图
中断程序流程图如图1-15
图1-15中断程序流程图
四、程序清单与执行结果
4.1程序清单
（1）单中断实验代码
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
;DOS调用写入法
CLI;关中断，防止硬件中断对程序的干扰
PUSHDS;设置中断向量
MOVAX,8
MOVDX,AX
MOVAX,OFFSETMIR7;取MIR7的偏移地址
MOVBX,003CH;中断类型号为n，BX设置为4*n
MOV[BX],AX;偏移地址放入4n,4n+1单元
MOVAX,SEGMIR7;取MIR7的段地址
MOV[BX+2],AX;偏移地址放入4n+2,4n+3单元
POPDS
MOVAL,11H;初始化ICM1
OUT20H,AL
MOVAL,08H;初始化ICM2
OUT21H,AL
MOVAL,04H;初始化ICM3
OUT21H,AL
MOVAL,01H;初始化ICM4
OUT21H,AL
MOVAL,6FH;设置OCW1，开放MIR7和IR4
OUT21H,AL
STI;开中断
WIN:
JMPWIN;等待中断
MIR7:
STI
MOVAX,0137H;显示字符7
INT10H
MOVAX,0120H;显示空格
INT10H
MOVAL,20H;中断结束命令
OUT20H,AL
IRET;中断返回
CODEENDS
ENDSTART
RET
CODEENDS
ENDSTART
（2）双中断优先级实验代码
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
CLI
PUSHDS;设置中断向量
MOVAX,8
MOVDX,AX
MOVAX,OFFSETMIR7
MOVBX,003CH
MOV[BX],AX
MOVAX,SEGMIR7
MOV[BX+2],AX
MOVAX,8
MOVDX,AX
MOVAX,OFFSETMIR6
MOVBX,0038H
MOV[BX],AX
MOVAX,SEGMIR6
MOV[BX+2],AX
POPDS
MOVAL,11H;初始化ICW1
OUT20H,AL
MOVAL,08H;初始化ICW2
OUT21H,AL
MOVAL,04H;初始化ICW3
OUT21H,AL
MOVAL,01H;初始化ICW4
OUT21H,AL
MOVAL,2FH;设置OCW1，开放MIR7和SIR4
OUT21H,AL
STI
WIN:
JMPWIN;主程序循环
MIR7:
STI
MOVAX,0137H;显示字符7
INT10H
MOVAX,0120H;显示空格
INT10H
MOVAL,20H
OUT20H,AL
IRET
MIR6:
STI
MOVAX,0136H;显示字符6
INT10H
MOVAX,0120H;显示空格
INT10H
MOVAL,20H
OUT20H,AL
IRET
CODEENDS
ENDSTART
（3）级联双中断优先级实验代码
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
CLI
PUSHDS;设置中断向量
MOVAX,8
MOVDX,AX
MOVAX,OFFSETMIR7
MOVBX,003CH
MOV[BX],AX
MOVAX,SEGMIR7
MOV[BX+2],AX
MOVAX,8;设置中断向量
MOVDX,AX
MOVAX,OFFSETSIR1
MOVBX,00C4H
MOV[BX],AX
MOVAX,SEGSIR1
MOV[BX+2],AX
POPDS
MOVAL,11H;初始化ICW1－ICW4
OUT20H,AL
MOVAL,08H
OUT21H,AL
MOVAL,04H
OUT21H,AL
MOVAL,01H
OUT21H,AL
MOVAL,11H;初始化ICW1－ICW4
OUT0A0H,AL
MOVAL,30H
OUT0A1H,AL
MOVAL,02H
OUT0A1H,AL
MOVAL,01H
OUT0A1H,AL
MOVAL,6BH;01101011
OUT21H,AL
MOVAL,0FDH;设置OCM1，开放MIR7和SIR1
OUT0A1H,AL
STI
WIN:
JMPWIN;主程序循环
MIR7:
STI
MOVAX,014DH;显示M
INT10H
MOVAX,0137H;显示7
INT10H
MOVAX,0120H;显示空格
INT10H
MOVAL,20H
OUT20H,AL
IRET
SIR1:
STI
MOVAX,0153H;显示S
INT10H
MOVAX,0131H;显示1
INT10H
MOVAX,0120H
INT10H;显示空格
MOVAL,20H
OUT0A0H,AL
OUT20H,AL
IRET
CODEENDS
ENDSTART
4.2执行结果
（1）单中断实验的实验结果如图1-16，每按一次KK1+，就会打印一个字符，并且输出一个空格,自定义后结果变成输出字符串‘THISISAINTER’。
图1-16单中断实验实验结果
（2）双中断优先级实验的实验结果如图1-17，两个开关按下分别对应字符‘6’与字符‘7’。
其中优先级为MIR7高于MIR6。
图1-17双中断优先级实验实验结果
（3）级联双中断优先级实验的实验结果如图1-18，两个开关按下分别显示“S1”与“M7”，优先级为MIR7高于SIR1。
图1-18级联双中断优先级实验实验结果
五、程序调试说明和实验感想
5.1调试说明
在对主从片进行初始化时，未仔细查阅8259初始化命令字。
不正确的初始化导致了异常初始化，正确方法应该是按照ICW1~ICW4顺序进行初始化。
初始化前应先使用CLI指令将所有的可屏蔽中断禁止，否则有可能出错。
中断矢量的地址应注意十六进制的换算和十进制换算不同。
5.2实验感想与收获
通过本次与实验，对8255A有了深入的了解；对8255A的内部接口和引脚有了充分的认识；对8255A的工作方式、应用编程及其典型电路的接法有了全新的掌握。
8255A有三个并行数据端口A、B、C，可工作于三种工作方式：
方式0——基本输入输出方式；方式1——选通输入输出方式；方式2——双向输入输出方式。
在这次实验中，实践了方式0和方式1在端口上的输入输出，结合书上所说，又将端口C上的高低4位独立设置为输入或输出。
纸上得来终觉浅，在对实验的实践中，实验前事先预习，实验中不断尝试，实验后总结复习，收获良多。
5.3实验特色
我在第一个实验中尝试了各种字符以及字符串的输出。
5.4展望
如果有充裕的时间，还可以改变8255方式1输出LED流水效果为每按一次KK1+依次亮起1个LED灯，直至16个LED灯变亮。
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