微机原理实验5.docx

1、微机原理实验5实验五 中断特性及8259应用编程实验实验目的：1、 认识TDN86/51系统的中断特性。2、 掌握8259中断控制器的工作原理。3、 ICW1ICW2级联方式？要ICW4？ICW4芯片就绪，接受中断请求ICW3YYNN掌握8259可编程中断控制器的应用编程。4、 学习掌握8259级联方式的使用方法。5、 学习在接口实验单元上连接实验电路的方法相关理论知识：1、 8259A可编程中断控制器中断控制器8259A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、判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8259A编程就可以管理8级

2、外部中断，并可以选择优先模式和中断请求方式。8259A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。命令字D7D6D5D4D3D2D1D0设定值入口地址ICW100011：电平触发0：边沿触发01：单片0：多片1：有ICW40：无ICW413H20HICW2中断向量地址T7T3位00008H21HICW3（主）1：IRQi线上有级联从片0：无级联从片21HICW3（从）不用与主片对应的从片识别码，从000111ICW4不用1：特殊嵌套0：一般嵌套1：缓冲0：非缓冲1：主片0：从片1：自动EOI0：正常EOI1

3、0DH21H操作命令字OCW1 OCW3可根据需要随时进行设置，其命令字格式如下：命令字D7D6D5D4D3D2D1D0入口地址OCW11：置中断屏蔽位，0：清除中断屏蔽位21HOCW2RSLEOI00L2L1L020HOCW3000和01：无意义10：撤销特殊屏蔽11：设定特殊屏蔽01P：查询命令00和01：无意义10：读IRR11：读ISR20H其中对于OCW2命令字具体意义如下：1 L2L0：对应IRi的编码，取值从0001112 R、SI、EOI组合编码001常规EOI命令中断结束011特殊EOI命令101在常规EOI时循环自动循环100在自动EOI时循环（置位）000在自动EOI时循

4、环（复位）111在特殊EOI时循环特殊循环110置优先权命令010无操作2、 系统中的8259A芯片系统中的8259A芯片工作于单片方式，但可由用户扩展接成级联方式，线路如下所示。图中的圈点表示此为排针形式引出脚。8088XD0XD1XD2XD3XD4XD5XD6XD7IOY1XIORXIOWXA0INTRINAQS1D0 IR0D1 IR1D2 IR2D3 IR2D4 IR2D5 IR2D6 IR2D7 8259 IR7INTINTA SP/ENCSRD CAS0WR CAS1A0 CAS2IRQ0IRQ1IRQ2IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7CAS0CAS1CAS2INTA+5V

5、系统启动时，8259A被初始化，其初始化是通过系统中的初始化程序设置初始化命令字ICW来实现的。系统初始化时，规定0#和4#中断源分别提供给实时时钟和与PC微机联机的串口通信使用，用户可以使用其余中断源。在进入监控后，只有4#中断源处于开启状态，其他中断源都被屏蔽了。中断矢量地址和中断号之间的关系如下表：中断序号01234567功能调用08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH矢量地址20H-23H24H-27H28H-2BH2CH-2FH30H-33H34H-37H38H-3BH3CH-3FH说明时钟可用可用串口2串口1可用可用可用3、 接口实验单元中的R-S触发器电路7400+5Vk

6、k1+kk1-kk11kKK2-KK2+KK1-KK1+8259AIRQ7 图 R-S触发器 图 实验（1）线路实验内容：一、 8259应用实验（1）按上右图所示实验线路编写程序，使每次响应外部中断IRQ7时，显示字符“7”，中断10次后，程序退出。主程序修改IRQ7中断矢量CX=00AHCX=0？开中断屏蔽IRQ7开中断停机YN显示“7”CX=CX-1关中断返回IRQ7中断服务处理修正IMR，使IRQ7中断允许STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART: PUSH DS

7、 MOV AX,0000H MOV DS,AX ;数据段段寄存器清零 MOV AX,OFFSET IRQ7 ；取中断服务程序入口地址（相对地址）ADD AX,2000H ；加装载时IP地址（绝对地址） MOV SI，003CH ；填8259中断7中断矢量MOV SI,AX ；填偏移地址MOV AX,0000HMOV SI，003EH MOV SI,AX ；填段地址CLI ；关中断POP DSIN AL,21H ；读8259中断屏蔽字 AND AL,7FH ；开8259中断7OUT 21H,ALMOV CX,000AH ；设置中断次数A1： CMP CX,0000HJNZ A2IN AL,21H

8、 ；读8259中断屏蔽字 OR AL，80H ；关8259中断7OUT 21H,ALSTIHLTA2： STIJMP A1IRQ7： MOV AH,01H ；中断服务程序入口MOV AL,37H INT 10HMOV AL,20H ;“空格”INT 10HDEC CXMOV AL,20H OUT 20H,AL ；结束中断命令CLIIRETCODE ENDSEND START实验步骤：（1） 按图连接试验线路，检查无误后打开实验箱电源。（2） 输入程序并检查无误，经汇编、连接后通过调试窗口装入系统0000:2000处。（3） G=0000:2000运行程序。（4） 重复按KK2微动开关，观察显示

9、屏上显示结果。二、 8259应用实验（2）KK2-KK2+KK1-KK1+8259AIRQ7IRQ6编写程序实现： 当无中断请求时，执行主程序，延时显示“main”，每显示一个空一格； 若有中断请求，则执行其中断服务程序，显示对应中断号“6”或“7”； 若正在执行较低级的中断服务程序，则允许比它优先级高的中断被相应（IRQ6IRQ7）。实验程序如下：STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 4DH,41H,49H,4EH,20H,00HDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,S

10、S:STACKSTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX PUSH DS MOV AX,0000H MOV DS,AX MOV AX,OFFSET IRQ6 ；取中断服务程序入口地址 ADD AX,2000H MOV SI,0038H ；填8259中断6中断矢量 MOV SI,AX MOV AX,0000HMOV SI,003AHMOV SI,AX MOV AX,OFFSET IRQ7 ；取中断服务程序入口地址 ADD AX,2000H MOV SI,003CH ；填8259中断7中断矢量 MOV SI,AX MOV AX,0000HMOV SI,003EHMOV SI,AX P

11、OP DSMOV AL,13H ；初始化ICW1OUT 20H,ALMOV AL,08H ； 初始化ICW2OUT 21H,ALMOV AL,09H ； 初始化 ICW4OUT 21H,ALMOV AL,3DH ； 配置OCW1 OUT 21H,ALSTIA1： MOV CX,0007H MOV AL,0DH MOV AH,01H INT 10H ；显示 回车 A2： MOV AH,06H MOV BX,OFFSET TABLE INT 10H ；显示main CALL DALLY LOOP A2 ；循环显示main JMP A1IRQ6： STI ；开中断 CALL DALLY MOV AL

12、,36H MOV AH,01HINT 10H ；显示 6 MOV AL,20HOUT 20H,ALIRETIRQ7： STI ；开中断 CALL DALLY MOV AL,37H MOV AH,01HINT 10H ；显示 7 MOV AL,20HOUT 20H,AL IRETDALLY: PUSH CX ；出栈 CX PUSH AX MOV CX,0040HA3： MOV AX,056CHA4： DEC AX JNE A4 LOOP A3 POP AX POP CX RETCODE ENDS END START实验步骤：（1） 画出以上程序流程图，并在程序后面填写相应注释。Begin把IRQ

13、6的服务程序的地址，填入中断向量表中把IRQ7的服务程序的地址，填入中断向量表中初始化8259相关的寄存器（ICW1，ICW2，ICW3，ICW4）开始程序，显示字符“main“中断请求无中断请求有请求等待执行中断服务程序，显示“6“ 或 ”7“执行完成延时完成（2） 按图连接实验电路，检查无误后打开实验箱电源。（3） 输入程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。（4） G=0000:2000运行实验程序，记录运行结果：1 没有按键时：延时显示MAIN，每显示一个空一格2 单独按下KK1或KK2时：按下KK1显示6，接着延时显示MAIN，每显示一个空一格按下KK2显示7，接着延时显示MAIN，

14、每显示一个空一格3 先按下KK1再按下KK2时：延时显示6，接着延时显示MAIN，4 先按下KK2再按下KK1时：延时显示67，接着延时显示MAIN分析结果：实验小结：实验5主要是中断实验，通过这次实验：1、掌握了8259A的工作原理； 2、掌握了编写中断服务程序的方法； 3、掌握了初始化中断向量的方法。教师评语：实验六 8253定时/计数器应用实验实验目的：1、 熟悉定时/计数器在系统中的典型接法。2、 掌握定时/计数器的工作方式及应用编程相关理论知识：一、 8253可编程定时/计数器介绍8253可编程定时/计数器是Intel公司生产的通用外围芯片之一。它有3个独立的十六位计数器，计数频率范

15、围为0-2MHz，所有计数方式和操作方式都通过编程进行控制。1、8253的功能在实际应用当中，8253可以在不同场合实现以下功能：延时终端、可编程频率发生器、事件计数器、分频器、实时时钟、数字单稳、复杂的电机控制器。2、8253的工作方式方式0计数结束产生中断方式1可重触发的单稳触发器方式2分频器方式3方波频率发生器方式4软件触发的选通信号方式5硬件触发的选通信号3、8253的内部结构及引脚 4、8253的控制字格式 5、8253的初始化编程送控制字到控制端口（43H）送计数初值到计数器端口（40H、41H、42H） 系统总线IOY2XIORXIOWXA0XA1+5V+5V8259-IRQ0O

16、PCLK8251-TXCLK1.8432MHz+5VXD0XD1XD2XD3XD4XD5XD6XD7二、 系统中的8253芯片系统中装有一片8253芯片，线路如上右图所示：实验内容：一、 计数中断实验8253的通道2工作于方式0，用于事件计数，当计数5次时，向8259A发出中断请求信号，显示“M”，实验线路如图所示：KK18253计数/定时器+5VGATE2CLK2OUT28259中断控制器IRQ7STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART: IN AL,21H AND

17、AL, 7FH ；OCW1，开IRQ7中断 OUT 21H,AL MOV AL, 90H OUT 43h ,AL ；设置8253控制字A1: MOV AL, 5H OUT 42h ,AL ；设置计数初值 HLT STI ；开外部中断(cpu) JMP A1MOV AX,014DH ；中断服务子程序 INT 10H MOV AX,0120H INT 10H MOV AL, 20H ；OCW2，常规EOI命令 OUT 20H,AL IRETCODE ENDS END START（1） 关闭电源，按图接线，接通电源。（2） 输入程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。（3） 用U2000命令查看“M

18、OV AX，014DH”指令的偏移地址为 2012 。（4） 在0000:003CH单元填入中断矢量，即0000:003C 12 20 00 00 。（5） 运行程序，并按动KK1键，在按动 5 次后，屏幕上显示一个“M”，这是因为 当计数超过5的时候，就会产生中断，然后运行中断程序：显示“M“。二、 定时中断实验利用8253的通道0工作于方式2来产生定时中断（IRQ0），循环显示“0”-“9”十个数，系统默认线路如下。1.19MHz8253计数/定时器+5VGATE0CLK0OUT08259中断控制器IRQ0STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)STACK ENDS

19、CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART: PUSH DS MOV AX,0000H MOV DS,AX MOV AX,OFFSET IRQ0 ADD AX,2000H MOV SI, 0020H ；填中断矢量表中的IP MOV SI,AX MOV AX,0000H MOV SI, 0021H ；填中断矢量表中的CS MOV SI,AX POP DS MOV AL, FEh ；OCW1，开IRQ0中断 OUT 21H,AL MOV AL, 1Dh ；设置8253控制字 OUT 43H,AL MOV AL,0FFH ；设置8253计数初值低8位 OUT

20、40H,AL MOV DL,30H ；设置起始字符0A1: STI JMP A1 ；等待中断IRQ0: MOV AH,01H ；中断服务子程序 MOV AL,DL CMP AL,3AH ；字符9，比较 JNZ A2 ；未完毕时转A2继续显示 MOV AL,0DH ；显示完毕后换行 INT 10H MOV AL,30H ；重新设置起始字符A2: INT 10H INC AX MOV DL,AL MOV AX,0120H INT 10H CALL DALLY MOV AL,20H ；OCW2，常规EOI命令 OUT 20H,AL IRETDALLY: MOV CX,0100H ；延时 A3: MO

21、V BX,0560HA4: DEC BX JNZ A4 LOOP A3 RETCODE ENDS END START（1） 输入程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。（2） 运行程序，显示屏上出现现象为 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 。（3） 修改8253的时常数为 0FH ，再运行程序，显示速度明显变 快 。三、 电子发声实验系统的OPCLK（1.1625MHz）作为音乐节拍，从表格TABLE中查出每个音符对应的时常数送给计数器2（工作在方式3：方波频率发生器），以确定音调，驱动扬声器产生音乐，实验线路图如下：OPCLK1.1625MHz8253计数/定时器+5VGATE2CLK

22、2OUT2SPK UNITSPK注意：SPK接线要在装入程序并运行后进行。STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 33H,33H,3DH,33H,26H,26H,26H,26H,2DH,2DH,26H,2DH,33H DB 33H,33H,33H,33H,33H,4DH,45H,3DH,3DH,3DH,45H,4DH,45H DB 45H,45H,45H,45H,45H,45H,45H,33H,33H,3DH,33H,26H,26H DB 26H,28H,2DH,2DH,26H,26H,33H,33H,33H

23、,33H,45H,3DH,39H DB 39H,39H,52H,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,2DH,2DH DB 26H,26H,26H,26H,26H,26H,28H,28H,2DH,28H,26H,26H,26H DB 26H,2DH,28H,26H,2DH,2DH,33H,3DH,4DH,45H,45H,45H,45H DB 45H,45H,45H,45H,33H,33H,3DH,33H,26H,26H,26H,28H,2DH DB 2DH,26H,2DH,33H,33H,33H,33H,33H,33H,45H,3DH,39H,39H DB 39H,5

24、2H,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,00HDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV BX,OFFSET TABLEMOV AL,BXMOV AH,00HA1: MOV DL,25H ；时常数*25H作为计数值保存于AX中MUL DL ；发音频率= 1.1625MHz/37=314Hz PUSH AXMOV AL, B7 ；计数器2，方式3，写16位BCD初值OUT 43H,ALPOP AXOUT 42H,AL ；设置低八位计数初值MOV

25、 AL,AHOUT 42H,AL ；设置高八位计数初值INC BXMOV AH,00HMOV AL,BX ；取下一个时常数TEST AL,0FFH ；测试是否为最后一个00HJZ A3MOV CX,77FFH ；延时播放当前音符A2: PUSH AXPOP AXLOOP A2JMP A1 ；转A1播放下一个音符A3: MOV BX,OFFSET TABLE ；取第一个时常数，重新播放MOV AL,BXMOV AH,00HJMP A1CODE ENDSEND START（1） 关闭电源，按图接线，检查无误后打开电源。（2） 输入程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。（3） 运行程序，注意听扬声器发出的音乐声。思考题：1、 在将计数初值赋给8253后，马上就可以启动并进行定时或计数吗？答：不会马上就可以启动并进行定时2、 假设8253的通道1输入时钟频率为2MHz，现在需要使用其作为分频器，输出62.5KHz频率的时钟，则应设置计数初值（分频系数）为多少？应采用哪种工作方式？请写出初始化程序。MOV AL,57HOUT 27H,ALMOV AL,32HOUT 25H，AL实验小结：通过本次实验，熟悉了8253定时器/计数