8.8中斷優先級管理器8259APIC

一、引言二、8259A的引腳、編程結構和工作過程三、8259A的編程1.設置中斷屏蔽字2.發中斷結束命令EOI四、8259A在微機系統中的應用一、引言中斷申請管理接口INT中斷申請接口1網絡接口2硬盤接口3軟盤接口4打印機8088CPUINTRIF1.向CPU的引腳INTR發中斷申請信號當有多個外設同時發出中斷請求時，能按照一定的優先級順序，向CPU發出中斷申請，使CPU能優先響應優先級最高的外部設備的中斷申請。2.送中斷類型號在CPU中斷響應周期，針對不同外設的中斷請求，向CPU傳送不同的中斷類型號，使CPU執行相應的中斷子程。中斷申請管理接口的主要功能:在IBMPC機由8259A可編程中斷控制器(PIC)來完成。二、8259A的引腳、編程結構和工作過程1.

8259A的引腳

2.

8259A的編程結構

3.

8259A的工作過程1.

8259A的引腳

雙列直插式芯片，28個引腳

方波鍵盤保留串口2

硬盤軟盤打印機IOW18.2HzA0CS8259A總線A0數據線

IORRDWR片選譯碼IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A5~A9D0~D7D0~D7VccSP/ENCAS0CAS1CAS2GND+5V20~3FH用于多片8259A級連情況INTAINT

INTA

INTR串口1

定時器2．8259A的編程結構SP/ENCAS0CAS1CAS2IORIOW總線D0~D7數據線D0~D7INTAINTRA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINT×

××

1×I3I4ICW1芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3主從片連接關系

ICW4方式控制0111A010010100OCW1中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級設置、發EOI

01

OCW3特殊屏蔽,查詢方式設置處理部分控制部分00000000

ISR當前中斷服務寄存器PR優先級裁決器VCCGND100A0IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7IRR中斷申請寄存器00000000

2.8259A的編程4個初始化命令寄存器ICW1、ICW2ICW3、ICW43個操作命令寄存器OCW1（IMR）OCW2、OCW3當前中斷服務寄存器ISR中斷申請寄存器IRR

8259A內部有9個可讀寫的寄存器8259A的編程結構×

×

×1L×

I3I4ICW1

芯片控制

000ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片關系000

ICW4

方式控制處理部分控制部分00000000ISR當前中斷服務寄存器PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

中斷屏蔽寄存器IMROCW2

10010100

00

01

OCW3OCW18259A中斷控制器初始化命令字(ICW1-ICW4)決定8259A的工作方式通常是在計算機系統啟動時在初始程序設置，一旦設定，一般在系統工作過程不再改變。操作命令字(OCW1,OCW2,OCW3)在應用程序中設定，動態地控制CPU處理中斷的過程ISR和IRR存放當前8259A的狀態

通過讀取ISR和IRR的內容，可了解當前8259A工作情況分兩步:

(1)處理外設中斷申請，決定是否向CPU發中斷申請信號。(2)若發中斷申請信號，且CPU響應，則在CPU中斷響應周期送出中斷類型號。3.8259A的工作過程中斷屏蔽寄存器IMR決定IRR中的中斷申請是否進入優先級裁決器PR。IMR對應位為0，允許中斷申請進入優先級裁決器， 為1，不允許進入，中斷申請被IMR屏蔽。中斷申請寄存器IRR鎖存外部的中斷申請。若IR0~IR7引腳上有中斷申請，則將IRR相應位置1當前中斷服務寄存器ISR記錄CPU正在響應的中斷。

ISR中的某位為1，表示CPU正在響應此級中斷，

ISR中的某位為0，表示CPU沒有或已響應完此級中斷，優先級裁決器PR據新進入的中斷申請和ISR的內容,

決定是否發中斷申請信號。

如果進入的中斷申請比ISR中記錄的中斷優先級高，則通過8259A的INT引腳向CPU發出中斷請求信號；如果進入的中斷申請不比ISR中記錄的中斷優先級高，同級或低級，則不向CPU發中斷請求信號。(1)處理外設中斷申請，決定是否向CPU發中斷申請信號①

中斷申請寄存器IRR鎖存外部的中斷申請。若IR0~IR7引腳上有中斷申請，則將IRR相應位置1IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制00000000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

10010100INTR11②中斷屏蔽寄存器IMR決定IRR中的中斷申請是否進入優先級裁決器PR。IMR對應位為

0，允許中斷申請進入優先級裁決器，為1，不允許進入，中斷申請被IMR屏蔽。IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制00000000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

10010100INTR11③

當前中斷服務寄存器ISR記錄CPU正在響應的中斷。ISR中的某位為1，表示CPU正在響應此級中斷，即正在執行此中斷源的中斷子程；ISR中的某位為0，表示CPU沒有或已響應完此級中斷，即不在執行此中斷源的中斷子程IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制001

00000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

10010100INTR11④優先級裁決器PR據新進入的中斷申請和ISR的內容,決定是否發中斷申請信號。

如果進入的中斷申請比ISR中記錄的中斷優先級高，則通過8259A的INT引腳向CPU發出中斷請求信號；如果進入的中斷申請不比ISR中記錄的中斷優先級高，同級或低級，則不向CPU發中斷請求信號。IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制001

00000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

10010100INTR11(2)若發中斷申請信號，且CPU響應，則在CPU中斷響應周期送出中斷類型號

CPU接收到INTR上的中斷申請信號后：如果IF標志為0，則CPU不響應此中斷申請信號,

即中斷申請被IF屏蔽。如果IF標志為1,則處理完當前的指令后,進入中斷響應周期通過INTA引腳發出兩個負脈沖信號，從數據總線上獲取中斷類型號，進入中斷響應的過程。向量類型

INTACLKAD7~AD0T1T2T3T4第一個中斷響應周期T1T2T3T4第二個中斷響應周期

8088CPU中斷響應周期時序①將ISR中相應位置1，表示CPU響應此級中斷，執行此中斷源的中斷子程。8259A在接收到第一個INTA中斷響應信號后：001

00000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器10000001

ICW1芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置10010100IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RDWR

INTAINTD0~D7INTR01②把IRR中對應的位清0，清除IRR中鎖存的中斷申請信號。①通過數據線，將被響應申請的中斷類型號送給CPU。類型號由ICW2提供，在初始化8259A時已設定好。8259A在接收到第二個INTA中斷響應信號后：001

00000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器10000001

ICW1

芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置10010100IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RDWR

INTAINTD0~D7INTR01②CPU獲得中斷類型號后，進入CPU響應中斷的過程,執行中斷子程，處理中斷源申請的功能。①取中斷類型號N②當前PSW的內容入棧③清IF、TF標志為0④當前CS的內容入棧⑤當前IP的內容入棧⑥取內存單元(0:N×4)字內容送IP取中斷子程⑦取內存單元(0:N×4+2)字內容送CS入口地址此時CS:IP指向中斷程序的入口，開始執行中斷程序。保存現場CPU響應中斷過程：執行完中斷子程中最后一條指令IRET后，返回被中斷處，繼續執行被中斷的程序。三、8259A的編程1.8259A的編程2.8259A的編程方法

(1)設置中斷屏蔽字(2)發中斷結束命令EOI4個初始化命令寄存器ICW1、ICW2ICW3、ICW43個操作命令寄存器OCW1（IMR）OCW2、OCW3當前中斷服務寄存器ISR中斷申請寄存器IRR

8259A內部有9個可讀寫的寄存器1.8259A的編程

1

I3I4ICW1

芯片控制

ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4

方式控制處理部分控制部分00000000

ISR當前中斷服務寄存器PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

中斷屏蔽寄存器IMROCW2

10010100

00

01

OCW3OCW18259A中斷控制器8259A有兩個I/O端口地址A0=0偶地址端口A0=1奇地址端口

對9個寄存器的讀寫均通過這兩個端口實現寫入數據的特征位寫入的先后順序區分是對哪個寄存器進行操作根據

1

I3I4ICW1

芯片控制

ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4

方式控制處理部分控制部分00000000

ISR當前中斷服務寄存器PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

中斷屏蔽寄存器OCW2

10010100

00

01

OCW3OCW18259A中斷控制器D0~D7A0CSRDWR80111A0100A0(1)通過中斷屏蔽寄存器IMR的讀寫，設置中斷屏蔽字(2)通過OCW2操作命令寄存器，發中斷結束EOI命令2.8259A的編程方法8259A有多種工作方式，這些工作方式均可編程選擇，使用相當靈活。通過往寄地址端口寫入IMR內容實現對應位為0，允許該級中斷申請進入對應位為1，禁止該級中斷申請進入(1)設置中斷屏蔽字IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制00000000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器10000001

10010100INTR新增允許IR2的中斷申請INAL,21H;讀入原IMR的內容ANDAL,11111011B;D2=0,允許IR2的中斷申請OUT21H,AL;寫入IMR禁止IR4的中斷申請INAL,21H;讀入原IMR的內容ORAL,00010000B;D4=1,禁止IR4的中斷申請OUT21H,AL;寫入IMR例已知IBMPC/XT系統中8259A的奇地址端口地址為21H設置完成后的結果:IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1

芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制00000000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器10000001

10010000INTR(2)發中斷結束命令EOI由8259A的工作過程可知:ISR中的內容是優先級裁決器進行裁決的重要依據CPU響應某級中斷后，8259A自動將ISR的對應位置1，如果CPU已執行完中斷子程，而ISR中的對應位仍為1,8259A的優先級裁決器仍會據ISR的內容做裁決，從而會屏蔽同級或低級的中斷申請。在中斷響應后，對ISR中相應位的清0很重要，它是8259A認為中斷結束的標志。IORIOW總線數據線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1

芯片控制

ICW2中斷類型號

ICW3

主從片關系

ICW4方式控制101

00000

ISR當前中斷服務寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2

優先級、發EOI

OCW3特殊屏蔽設置PR優先級裁決器IRR中斷申請寄存器10000001

10010100INTR一、初始化8259A時，設置8259A工作方式為自動清0方式，則在CPU響應中斷后，硬件自動將ISR的對應位清0。清ISR內容的方法有兩種：二、初始化8259A時，設置8259A工作方式為非自動清0方式，需在中斷子程中，通過軟件方式清0。方法是：通過往OCW2寫入20H實現，即由偶地址端口寫入：

EOI00100000特征位，表示對OCW2操作20H編程在中斷子程IRET返回前，發中斷結束命令EOI例

已知IBMPC系統中,8259A的偶地址端口地址為20H;

BIOS初始化8259A時，設置8259A工作方式為非自動清0方式。intsubPROC、、、、、、、、、

MOVAL,20H;將中斷結束命令字20H送AL

OUT20H,AL;寫入OCW2中

IRET;中斷返回intsubENDP四、8259A在IBMPC/XT系統中的應用1．8259A與系統的連線。2．BIOS初始化程序對8259A的設置。1．與系統的連線+5V

CLKRESETREADYMN/MXVCCRDQS0QS1LOCKTESTHIGHNMIGNDGND地址鎖存器8282(兩片)STB

數據收發器OE8286T

MRDC8288MWTC總線IORC控制器IOWCINTA8259A及有關電路DT/RDENALE地址總線數據總線控制總線PC總線A15~A8S6~S3/A19~A16AD7~AD08088CPUS