可编程中断控制器8259.ppt

微机系统原理及接口技术应用电子科技大学9.4 可编程中断控制器8259微机系统原理及接口技术应用电子科技大学Intel8259芯片的功能u Intel8259可编程中断控制器的功能如下:Ø 能管理8级中断，在不增加其它任何电路的 情况下，可用9片8259级联构成64级的主从 式中断系统Ø 具有中断判优逻辑功能，且对任一级中断 都可以单独屏蔽或允许Ø 中断被响应后，能将预置的中断类型号自 动提供给CPUØ 可通过编程选择其工作方式(可控性)微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的引脚和内部结构Ø 引脚信号Ø 内部功能Ø 工作过程微机系统原理及接口技术应用电子科技大学9.4.1 8259的引脚和内部结构 (一)Ø 1.8259的引脚信号与微处理器相连的信号与外部设备相连的信号用于多片级连的信号 微机系统原理及接口技术应用电子科技大学9.4.1 8259的引脚和内部结构 (二) ü 与微处理器相连的信号 p D0～D7：双向三态数据线，一般与微处理器低8 位数据总线相连 p WR：写信号，该信号为低电平时允许CPU对 8259写入初始化控制命令字ICW和操作命令字 OCW p RD：读信号，该信号为低电平时允许8259将状态 信息（IRR、ISR、IMR）或中断向量送上数据 线供CPU读取。

p CS：片选信号线，该引脚为低电平时才允许CPU 对8259进行各种读写操作一般连接到系统地址 总线的高位译码输出端 微机系统原理及接口技术应用电子科技大学9.4.1 8259的引脚和内部结构 (三) p A0：地址输入线，作为8259内部端口选择 的地址线，与CS、WR、RD信号一起确定 CPU对8259的哪个内部寄存器进行何种操 作,A0可直接连至某一条系统地址总线上p INT：输出的中断请求信号，一般与CPU的 中断请求信号线INTR或主中断控制器8259 的IRn脚相连p INTA：低电平有效, 来自CPU的中断应答 信号，一般与CPU的中断响应信号相连 微机系统原理及接口技术应用电子科技大学9.4.1 8259的引脚和内部结构 (四)ü 与外部设备相连的信号 p IR0～IR7：来自外设的中断请求信号可 通过程序设置其有效触发方式：边缘触发 （即IRn的输入由低变高），或电平触发 系统初始化时的默认优先级由高到低的顺 序为IR0最高，而IR7最低微机系统原理及接口技术应用电子科技大学9.4.1 8259的引脚和内部结构 (五)ü 用于多片级连的信号 p SP/EN：主从设备选择控制信号/使能缓冲 信号。

设置为非缓冲模式时，是作输入信 号线，用以规定是主片还是从片；设置为 缓冲模式时，做输出线，用作数据缓冲器 的收/发传送方向的控制信号p CAS0～CAS2：级联控制线用于连接主、 从片以完成多个8259间的信息传送微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的内部结构 (一)8259的内部逻辑微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的内部结构 (二)ü （ 1）8位数据总线缓冲器三态双向，通过引脚D0～D7与CPU的数 据总线连接用于传送CPU发至8259的各 种命令控制字、8259发至CPU的各种状态 信息，以及中断响应期间8259向CPU提供 的中断类型号 ü （2）读/写逻辑用于接收来自CPU的读/写控制信号、片 选控制信号及内部端口选择信息微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的内部结构 (三)8259的读写操作 A0 RDWRCS对应的读/写操作0010读IRR、ISR或中断状态查询码 1010读IMR 0100写OCW2、OCW3或ICW1 1100写OCW1、ICW2、ICW3或ICW4 x110无操作，数据线呈高阻态 xxx1无操作，数据线呈高阻态 微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的内部结构 (四)ü （3）8位中断请求寄存器IRR用于接收并保存来自IR0～IR7上的外 设中断请求.ü （4）8位中断屏蔽寄存器IMR用于屏蔽IRn的中断请求输入。

这里的 屏蔽功能只针对相应引脚,与优先级无关微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的内部结构 (五)ü （5）优先权处理器PR用于确定IRR中所有未被屏蔽的中断 请求位的优先级，在CPU发出第一个负脉 冲时，将具有最高优先级的申请位存入服 务状态寄存器ISR中相应的位置若出现多 级中断，PR还负责将IRR中的最高优先级 和ISR中正在服务的中断的优先级作比较， 以确定是否向CPU发出中断请求微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的内部结构 (六)ü （6）8位服务状态寄存器ISR用于记录当前CPU正在处理的中断请 求位如有中断嵌套，则该寄存器可能有 多个位被同时置位 ü （7）控制逻辑控制逻辑根据CPU对8259编程设定的 工作方式产生内部控制信号，并在适当的 时候向CPU发出中断请求信号INT，以及将 来自CPU的中断响应信号转换为内部所需 的各种控制信号微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的内部结构 (六)ü （8）级联缓冲/比较器用于控制8259的级联.8259要求中断应答信号由两个负脉冲组 成在8086系统中，如果CPU在前一个总 线周期收到中断请求信号，并且中断允许 标志为“1”，且一条指令执行完，那么在当 前总线周期和下一总线周期中，CPU将在 引脚上分别发一个负脉冲，作为中断应答 信号；在第二个负脉冲结束时，CPU读取 8259放在数据总线上的中断类型码。

微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的工作过程 (一)Ø (1)初始化工作方式8259的初始化是由CPU发送2～4个初始化命令 字ICW来实现的 Ø (2)接收外设中断请求初始化后8259进入正常工作状态当外部中断 源通过IRn引脚向8259发出有效的中断请求时， 8259会自动将其内部中断请求寄存器IRR的相应 位置1以记录并保持外设的中断请求 Ø (3)中断屏蔽判断中断请求寄存器IRR中的被置位与中断屏蔽寄 存器IMR的相应位比较，如果没有被屏蔽，信号 被送入优先级分析器微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的工作过程 (二)Ø (4)中断判优中断请求进入优先权分析器PR后，PR 将其中的最高优先权与服务状态寄存器ISR 中正在处理的中断优先权比较以确定是否 通过INT脚向CPU送出中断请求信号Ø (5)中断响应CPU在接收到8259的中断请求信号后， 如果CPU内的中断允许标志IF=1，则在当 前指令执行完后进入中断响应周期微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的工作过程 (三)CPU在中断响应周期中向8259回送两个 负脉冲8259的控制逻辑在接收到第一个 负脉冲后完成下列任务：①禁止IRR不再受 IR7~IR0信号的再次变化的影响（直到第二 个结束）；②将优先权处理器PR确定的最 高优先级的中断请求信号存入服务状态寄 存器ISR;③将中断请求寄存器IRR的相应位 复位。

8259的控制逻辑在接收到第二个负 脉冲后，将寄存器ICW2的当前内容通过数 据总线D0～D7送至CPU微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的工作过程 (四)Ø (6)中断结束如果8259初始化为中断自动结束方式， 即ICW4的AEOI=1，在第二个负脉冲结束 时，ISR中的被第一个负脉冲置位的位即被 复位如果8259初始化为非自动结束中断方式 ，即ICW4的AEOI=0，则等到中断结束命 令送到OCW2后，才清除ISR中的相应位， 表明中断服务程序结束微机系统原理及接口技术应用电子科技大学8259的控制命令字u 初始化命令字ICW包括ICW1～ICW4ICW应在8259启动之 前进行设置，而在系统工作过程中不再改 变ICW需要按照固定的顺序依次发送u 操作命令字OCW 包括OCW1～OCW3，用于工作过程中对 8259的工作方式进行调整与ICW不同， OCW可多次、单独使用微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字ü 初始化命令字ICW1ü 中断类型号设置类型字ICW2ü 主/从片标志化命令字ICW3ü 方式控制初始化命令字ICW4ü 初始化命令流程微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(一)Ø 1．初始化命令字 ü (1)初始化命令字ICW1 微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(二)ICW1须写入8259的偶地址端口，且D4必须为1。

D0指出是否需要ICW4初始化8259,必须为1D1标明是否需要ICW3D2和D7~D5在非8086/8088系统中才可能使用ICW1写入后将启动8259的初始化过程，完成以 下操作：①边缘敏感电路复位，使IRn输入必须 由低变高才能产生中断；②清除IMR，不屏蔽任 何IRn请求；③规定IR7具有最低优先权；④清除 特殊屏蔽模式触发器及状态触发器，禁止特殊屏 蔽和状态字读操作 微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(三 )ü （2）中断类型号设置命令字ICW2ICW2须写入8259的奇地址端口（A0＝1） 对80X86系统，ICW2使用D7～D3位来确定中断类 型码N的N7~N3位，低三位D2～D0无定义对非80X86系统，ICW2的8位可全部用来做中断向 量地址的高8位A15～A8 微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(四)8259在中断响应周期的第二个总线周期内 ，通过数据总线向CPU送出8位中断类型码 N的值其中高5位由ICW2在初始化编程中 给定，即D7～D3；而低3位由8259根据中 断源自动插入，代表当前被响应中断引脚 的编号.微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(五 )ü （3）主/从片标志初始化命令字ICW3主片微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(六 )p 对于主片，ICW3中的每一位Dn均对应于 一个IRn中断请求输入。

如果该IRn引脚外 接从片的INT引脚，则相应的Dn置1，否则 为0（表示该IRn引脚没有连接从片）p 对所有从片，ICW3的高5位全为0，只用低 3位的组合作为从片的识别码n，标明该从 片连接在主片的哪个引脚上：若某个从片 的识别码n=1，说明该从片的输出连接在主 片的IR1上微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(七 )ü （4）方式控制初始化命令字ICW4ICW4须写入8259的奇地址端口（A0＝1），且特 征字D7～D5全为0ICW4的D3、D2可在级联缓 冲方式下用于确定芯片为主片还是从片微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(七 )ü （4）方式控制初始化命令字ICW4ICW4须写入8259的奇地址端口（A0＝1），且特 征字D7～D5全为0ICW4的D3、D2可在级联缓 冲方式下用于确定芯片为主片还是从片微机系统原理及接口技术应用电子科技大学初始化命令字(八)ü （5）初始化命令字流 程8259对各命令字 ICWn的识别一方面 依赖于地址信号A0和 命令字的特征位，另 一方面也与命令字写 入的先后次序有关 8259的初始化顺序如 图所示微机系统原理及接口技术应用电子科技大学操作命令字 (一)ü （1）中断屏蔽命令字OCW1OCW1须写入8259的奇地址端口（A0＝1）。

OCW1中Mn的值代表相应中断请求输入线IRn的 屏蔽状态：Mn为1则该中断请求被屏蔽，为0则允 许中断OCW1可用于动态改变中断优先级 微机系统原理及接口技术应用电子科技大学操作命令字 (二)ü （2）优先权循环方式和中断结束方式命令字OCW2微机系统原理及接口技术应用电子科技大学操作命令字 (三)p OCW2须写入8259的偶地址端口（A0＝0），且 特征位D4D3＝00D7为优先权循环控制位0表 示优先权不循环；1表示进行优先权循环，刚得到 CPU响应的中断优先权降为最低，而紧随其后的 优先权最高 p D6用于指示。