实验报告四 中断系统实验.docx

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实验报告四中断系统实验

信息工程学院实验报告

成绩：

指导老师（签名）：

课程名称：

微机原理与接口技术

实验项目名称：

中断系统实验实验时间：

2016.11.24

班级：

姓名：

学号：

一、实验目的

1.掌握8259中断控制器的工作原理。

2.掌握系统总线上中断请求的应用编程方法。

二、实验设备

PC微机一台、TD-PITD+实验系统一套。

3、实验原理

1.中断控制器8259简介

中断控制器8259是Intel公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。

它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中，因此无需附加任何电路，只需对8259进行编程，就可以管理8级中断，并选择优先模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。

同时，在不需增加其他电路的情况下，通过多片8259的级连，能构成多达64级的矢量中断系统。

它的管理功能包括：

1）记录各级中断源请求，2）判别优先级，确定是否响应和响应哪一级中断，3）响应中断时，向CPU传送中断类型号。

8259的内部结构和引脚如图4-1所示。

8259的命令共有7个，一类是初始化命令字，另一类是操作命令。

8259的编程就是根据应用需要将初始化命令字ICW1-ICW4和操作命令字OCW1-OCW3分别写入初始化命令寄存器组和操作命令寄存器组。

ICW1-ICW4各命令字格式如图4-2所示，OCW1-OCW3各命令字格式如图4-3所示，其中OCW1用于设置中断屏蔽操作字，OCW2用于设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字，OCW3用于设置和撤销特殊屏蔽方式、设置中断查询方式以及设置对8259内部寄存器的读出命令。

2．8259寄存器及命令的控制访问

在硬件系统中，8259仅占用两个外设接口地址，在片选有效的情况下，利用A0来寻址不同的寄存器和命令字。

对寄存器和命令的访问控制如表4-1所示。

图4-18259内部结构和引脚图

图4-2（a）ICW1格式

图4-2（b）ICW2格式

图4-2（c）ICW3格式

图4-2（d）ICW4格式

图4-3OCW命令字格式

表4-18259寄存器及命令的访问控制

A0

D4

D3

读信号

写信号

片选

操作

0

0

1

0

读出ISR,IRR的内容

1

0

1

0

读出IMR的内容

0

0

0

1

0

0

写入OCW2

0

0

1

1

0

0

写入OCW3

0

1

×

1

0

0

写入ICW1

1

×

×

1

0

0

写入OCW1，ICW2，ICW3，ICW4

3．PC微机系统中的8259

在80x86系列PC微机系统中，系统中包含了两片8259中断控制器，通过级连可以管理15级硬件中断，但其中部分中断号已经被系统硬件占用，具体使用情况如表4-2示。

两片8259的端口地址为：

主片8259使用20H和21H两个端口；从片使用A0H和A1H两个端口。

系统初始化两片8259的中断请求信号均采用上升沿触发，采用全嵌套方式，优先级的排列次序为0级最高，依次为1级、8级～15级，然后是3级～7级。

在实验平台上系统总线单元的INTR1和INTR2两个信号对应的是两路中断请求线。

在Tdpit集成操作环境中，INTR1对应的是PC机内部主片8259中断的IRQ7，INTR2对应的是IRQ6。

PC机内部8259已经在PC启动时初始化好，在使用时主要是将其中断屏蔽位打开，修改中断向量，程序结束时还原中断向量。

表4-2PC微机系统中的硬件中断

中断号

功能

中断向量号

中断向量地址

主8259IRQ0

日时钟/计数器0

08H

0020H～0023H

主8259IRQ1

键盘

09H

0024H～0027H

主8259IRQ2

接从片8259

0AH

0028H～002BH

主8259IRQ3

串行口2

0BH

002CH～002FH

主8259IRQ4

串行口1

0CH

0030H～0033H

主8259IRQ5

并行口2

0DH

0034H～0037H

主8259IRQ6

软盘

0EH

0038H～003BH

主8259IRQ7

并行口1

0FH

003CH～003FH

从8259IRQ8

实时钟

70H

01C0H～01C3H

从8259IRQ9

保留

71H

01C4H～01C7H

从8259IRQ10

保留

72H

01C8H～01CBH

从8259IRQ11

保留

73H

01CCH～01CFH

从8259IRQ12

保留

74H

01D0H～01D3H

从8259IRQ13

协处理器中断

75H

01D4H～01D7H

从8259IRQ14

硬盘控制器

76H

01D8H～01DBH

从8259IRQ15

保留

77H

01DCH～01DFH

四、实验内容与步骤

1.单中断应用实验

在前面已经介绍了实验平台上系统总线单元的INTR1中断请求信号已经是对应到PC机内部主片8259的IRQ7。

INTR1产生一个上升沿的中断请求，PC机内部相应的IRQ7中断处理就会得到响应。

所以，使用INTR1中断请求信号，就相当在使用PC机内部IRQ7中断。

本实验要求使用总线上INTR1（IRQ7）中断请求线完成一次单中断应用实验。

用单次脉冲上升沿模拟中断源，中断处理程序完成在屏幕上的显示字符“7”。

参考程序流程如图4-4所示。

实验步骤如下。

（a）主程序（b）中断处理程序

图4-48259单中断应用实验参考程序流程图

（1）实验接线图如图4-5所示，按图接线。

图4-5（a）8259单中断实验参考接线图

图4-5（b）8259单中断实验实物接线图

（2）运行Tdpit集成操作软件，进入编辑调试集成环境。

（3）根据程序设计使用语言不同，在“语言设置”菜单项中设置所使用的语言。

如图4-6所示。

该项一经设置，会再下次启动后仍保持不变。

图4-6设置语言环境

（4）开始新建文件进行编程。

点击“文件”菜单项中的“新建”，可以新建一个空白文档。

默认名为Td-pit1。

如图4-7所示。

图4-7新建空白文档

（5）编写程序，如图4-8所示，并保存，此时软件会提示输入新的文件名，输入文件名后点击保存。

图4-88259单中断实验程序编辑界面

（6）点击

，编译文件，若程序编译无误，然后再点击

，连接程序。

编译连接成功会在输出信息栏显示输出信息，如图4-9所示。

图4-9编译连接输出信息

（7）编译连接成功后可以点击

，运行程序，查看运行结果。

五、实验结果及分析：

（1）编译连接成功后，使用运行命令运行程序，重复按单次脉冲开关KK1＋，查看结果。

图4-10结果显示窗口

分析：

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）编译连接成功后，在程序编辑界面点击

，调试程序，进入调试界面，进行程序的调试，如图4-11所示。

图4-11调试界面

分析：

通过设置断点并运行，查看对应寄存器情况。

六、实验总结：

通过本实验，我初步了解了存储器扩展的方法和存储器的读/写，以及学会了如何检查硬件连线是否出错。

初步掌握CPU对32位和8位存储器的访问方法。

同时对实验系统配套操作软件的使用也更加熟练。

通过本次实验加深了对理论编程的知识的理解，巩固了我的理论知识。

附录：

;T8259-1.asm

;8259单中断应用实验

;查看端口资源分配情况，记录实验系统I/O端口始地址

INTR_IVADDEQU003CH;INTR对应的中断矢量地址

STACK1SEGMENTSTACK

DW256DUP（?

）

STACK1ENDS

DATASEGMENT

MESDB'Pressanykeytoexit!

',0AH,0DH,0AH,0DH,'$'

CS_BAKDW?

;保存INTR原中断处理程序入口段地址的变量

IP_BAKDW?

;保存INTR原中断处理程序入口偏移地址的变量

IM_BAKDB?

;保存INTR原中断屏蔽字的变量

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMES;显示退出提示

MOVAH,09H

INT21H

CLI

MOVAX,0000H;替换INTR的中断矢量

MOVES,AX

MOVDI,INTR_IVADD

MOVAX,ES:

[DI]

MOVIP_BAK,AX;保存INTR原中断处理程序入口偏移地址

MOVAX,OFFSETMYISR

MOVES:

[DI],AX;设置当前中断处理程序入口偏移地址

ADDDI,2

MOVAX,ES:

[DI]

MOVCS_BAK,AX;保存INTR原中断处理程序入口段地址

MOVAX,SEGMYISR

MOVES:

[DI],AX;设置当前中断处理程序入口段地址

INAL,21H

MOVIM_BAK,AL;保存INTR原中断屏蔽字

ANDAL,7FH

OUT21H,AL

STI

WAIT1:

MOVAH,1;判断是否有按键按下

INT16H

JZWAIT1;无按键则跳回继续等待，有则退出

QUIT:

CLI

MOVAX,0000H;恢复INTR原中断矢量

MOVES,AX

MOVDI,INTR_IVADD

MOVAX,IP_BAK;恢复INTR原中断处理程序入口偏移地址

MOVES:

[DI],AX

ADDDI,2

MOVAX,CS_BAK;恢复INTR原中断处理程序入口段地址

MOVES:

[DI],AX

MOVAL,IM_BAK;恢复INTR原中断屏蔽寄存器的屏蔽字

OUT21H,AL

STI

MOVAX,4C00H;返回到DOS

INT21H

MYISRPROCNEAR;中断处理程序MYISR

PUSHAX

MOVAL,37H

MOVAH,0EH

INT10H

MOVAL,20H

INT10H

OVER:

MOVAL,20H

OUT20H,AL

POPAX

IRET

MYISRENDP

CODEENDS

ENDSTART