CH6-输入输出和中断技术-陈裕国

第6

章输入输出和中断技术6.1输入输出接口

6.2简单接口电路

6.3输入输出的控制方式

6.4中断技术

6.5

可编程中断控制器8259A思考题、作业题

输入输出(I/O)设备是计算机系统的重要组成部分，程序、原始数据都要通过输入设备输入到计算机，计算结果和控制信号需要输出到各种输出设备。由于I/O设备的多样性，CPU并不与I/O设备直接进行信息交换，而是通过I/O接口进行。I/O接口是CPU和I/O设备之间信息交换的桥梁。1.接口的基本概念接口的功能与结构接口传递的信息接口的种类2.输入输出的寻址方式I/O端口的编址输入输出指令6.1输入输出接口

返回

设置I/O接口的必要性——I/O设备的多样性使CPU与I/O设备交换信息比CPU与存储器交换信息更为复杂，表现在：1）I/O设备工作速度不同；如：打印机比显示器慢；2）I/O设备的数据字长多样；如：8位、16位等；3）I/O设备处理的信号不同(模拟或数字信号、并行或串行)；如：按钮输入开关信号、麦克风输入模拟信号；4）I/O设备所需的控制信号不同。

I/O设备的多样性返回微机系统各种接口返回◆接口内应有供CPU直接存取数据的单元---端口；◆接口内应有地址译码和读写控制电路；◆接口可传送除基本信息（数据信息）外的各种信息。◆接口在它连接的CPU与I/O设备之间起信号转换作用。接口的功能与结构返回CPU外设信息信号DBABCB端口译码读写信号转换电路

接口传递的基本信息是数据信息，除此之外，还传递状态信息和控制信息。不同的信息用不同的端口区分。

数据信息：CPU与I/O设备间传递的基本信息。

状态信息：反映I/O设备当前工作状态的信息，如输出设备是否空闲，输入设备是否数据准备好等。

控制信息：CPU通过接口传递给I/O设备的信息，用以控制I/O设备的工作，如启动、停止等。接口传递的信息返回CPU外设数据信息状态信息控制信息DBABCB数据口状态口控制口按通用性分：专用接口——为某种用途或为某类外设而专门设计的接口电路。通用接口——可供几类外设使用的标准接口，大多为可编程的大规模集成电路。

按数据传送方式分：并行接口——多位数据同时在多条数据线上传送。如打印机接口；串行接口——一条传送线按顺序传送所有的二进制信息。如USB接口。接口的种类返回

因CPU要访问I/O接口，必须对I/O端口进行编址，即给每个I/O端口不同的地址以区分它们。I/O端口编址的方式有两种：1、I/O端口和存储器统一编址

外设端口地址和存储器单元地址，共占存储器的访问空间，即一个外设端口占用一个存储单元地址。存储器数据传送指令可直接访问I/O端口。

2、I/O端口独立编址I/O端口和存储器分别建立两个相互独立的地址空间。需有专门的I/O访问指令。I/O端口的编址返回

1、I/O端口和存储器统一编址

把一个外设端口当作存储器的一个单元来看待,每个外设端口占有存储器的一个地址。从外设输入一个数据,看作存储器一次读操作；向外设输出一个数据,看作存储器一次写操作；

优点：内存和外设的地址由一个译码器解决,不需专门的I/O指令,全部存储器指令都可用,指令多,使用方便(输入/输出不只局限于累加器)；

缺点：占用内存空间,寻址的地址字节增加,增加了指令的执行时间。

I/O端口的编址返回

2、I/O端口独立编址

目前的IBM-PC系列计算机,存储器和端口寻址是分开的。

直接寻址,可寻址0～255个端口

间接寻址,可寻址64K个端口

注意:是以端口作为地址单元,因一个外设可能有一个或一个以上的端口。I/O端口的编址返回

I/O端口按字节组织。

1、输入指令

直接寻址

INAL,PORT ；(AL)←(PORT) IN AX,PORT ；(AL)←(PORT) ；(AH)←(PORT+1)

注：直接寻址中I/O端口地址只能用8位表示，16位I/O端口地址用间接寻址方式。间接寻址

IN AL,DX ；(AL)←(DX) IN AX,DX ；(AL)←(DX) ；(AH)←(DX+1)输入输出指令下页2、输出指令

直接寻址

OUT PORT,AL ；(PORT)←(AL) OUT PORT,AX ；(PORT)←(AL) ；(PORT+1)←(AH)

注：直接寻址中I/O端口地址只能用8位表示，16位I/O端口地址用间接寻址方式。间接寻址

OUT DX, AL；(DX)←(AL) OUT DX, AX ；(DX)←(AL) ；(DX+1)←(AH)输入输出指令返回

1.简单输入接口

例：用三态缓冲器74LS244作输入接口。编程实现当所有开关闭合时转向NEXT1，否则转向NEXT25.2简单接口电路

下页（输入端口）地址分析：(A14∨A13∨A12∨A11∨A10)=0,A14~A10=0(A15∧A9∧A8∧A7∧A6∧A5∧A4∧A3∧A2)=0A9~

A2=1,A15=1A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

10000011111111XX地址：83FCH~83FFHMOVDX，83FCHINAL，DX；8bit,地址>255ANDAL，0FFH;全部闭合ZF=1JZNEXT1JMPNEXT2三态缓冲器74LS244返回20VCC191817161514131211

123456789GND10

2.简单输出接口

例：用锁存器74LS273作为输出接口。希望Q2和Q6端子上的发光二极管发光，其余的不发光。程序段如下：5.2简单接口电路

返回（输出端口）地址分析：(A7∧A146∧A5∧A4∧A3∧A2∧A1∧A0)=0A7~A0=1(A15∧A14∧A13∧A12∧A11∧A10∧A9∧A8)=0A15~

A8=1A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01111111111111111地址：FFFFHMOVDX,0FFFFHMOVAL,01000001BOUTDX,AL锁存器74LS273返回SQ0D0D1Q1Q2D2D3Q3GNDVCCQ7D7D6Q6Q5D5D4Q4CP20

1011SCPDiQi011X↑↑X10010

I/O接口是CPU和I/O设备之间信息交换的桥梁。端口是接口内供CPU直接存取数据的单元，端口是I/O接口内必不可少的组成部分。不同的I/O设备、不同的工作环境，CPU与I/O接口交换数据可采取不同的方式，CPU对外设的控制方式也不同，电路结构、软件编程也不同。（1）无条件传送方式（2）查询方式（3）中断方式（4）DMA方式

重点：四种方式的实现技术细节。难点：为什么有这四种输入输出方式?5.3输入输出的数据传送方式

返回CPU直接对外设进行数据转送。没有状态信息和控制信息的交换；认为外设总是处于数据准备好的状态。是最简单的输入输出数据传送方式。

操作：CPU直接执行IN/OUT指令从输入设备读取数据或送出数据到输出设备。要求：输入操作时，指定的输入端口已准备好数据；输出时，指定的输出端口已空。适用：开关、发光二极管、数码管、继电器等设备。

例无条件传送方式返回如图示，外设为8个发光二极管，与其相连的输出端口地址80H，欲使发光二极管全亮，执行指令：

MOVAL,0 OUT 80H,AL无条件传送方式－例（输出）返回CPU输出接口（80H）DBABCBOO+5V…………输出设备

CPU在传送数据前先查询外设的状态，确知外设准备好时才传送数据；若未准备好，则CPU等待(即继续查询外设的状态，直至外设准备好)。

接口至少需要两个端口：数据端口和状态端口。查询方式返回

例CPUI/O设备译码数据端口状态端口DBABCB查询方式－例子(查询式输入)返回标志Ready=1?读状态读数据YN

mov

dx,d_port;准备好，输入数据

inal,dx;输入数据,同时清状态信息s_port

equ180h;状态口地址d_port

equ182h;输入数据口地址Wait:mov

dx,s_port;dx状态口地址

inal,dx;输入状态信息

testal,80h;Ready=1?

jzWait;未准备好，循环等待查询方式－例子(查询式输入)返回

中断数据传送方式---不是由CPU（象查询方式那样被动地）通过执行程序(主程序)来检查外设是否处在准备好的状态，而是当外设准备就绪，由外设向CPU提出数据传送的请求(中断请求)，CPU在接到请求后暂时中断运行原来的程序(主程序)

，转去执行一个和外设进行数据传送（如：输入、或输出一个数据）的程序(中断服务程序)，待数据传送结束后CPU又返回原来中断的程序(主程序)，继续运行。中断方式接下页中断请求中断服务程序主程序中断方式返回

1、中断数据传送方式的I/O接口电路：

◆外设准备好时，能够向CPU发出请求信号(中断信号)；

◆I/O接口电路常规功能部件（端口、地址译码、读写控制等）。

2、中断数据传送方式的软件：

◆主程序、中断服务程序；◆主程序转入中断服务程序、中断服务程序返回主程序的机制；

3、中断方式数据传送由一套中断系统来完成。

在大量数据传送的条件下，无条件传送、查询、中断三种数据传送方式的共同点：外设输入/输出大量数据，由于大量数据一定是在内存中（不可能在CPU内部，CPU内部寄存器有限），大量数据传送的每一个数据必经过CPU内部寄存器，这样效率不够高；如果在内存与外设（接口）之间建立直接数据传输通道，可显著提高效率，这就是DMA。DMA方式

DMA数据传送方式由来下页

——由辅助硬件电路（DMA控制器）完成数据传送。

工作过程：DMA控制器向CPU发出总线请求，CPU发回响应信号，并同时让出总线管理权给DMA控制器。在DMA控制器控制下，数据在I/O接口与存储器之间直接传送。传送完毕，DMA控制器向CPU发送结束信号，则CPU收回总线管理权。DMA方式既应用在内存与外设间，亦应用在外设与外设之间的直接快速数据传送。DMA方式下页DMA方式返回DMA过程：CPU存储器DMA控制器外设HOLDDRQHLDADACKSYSTEMBUSMEMRMEMRMEMRMEMRMEMRMEMRMEMRMEMR外设DMA控制器CPU0初始化设置DMA目标地址、计数1发出请求DRQ2请求系统总线HOLD3释放系统总线发HLDA4向MEM发地址和控制，监视HOLD

送数据到总线向外设发DACK和AENIORIOWAENIORIOWAENMEMR5释放系统总线HOLD失效重新获得系统总线控制MEMRMEMR控者

最简单的传送方式是不管外设是否准备好，CPU直接对外设进行数据转送。无条件传送的问题是：若外设未准备好，数据传送失效。于是产生了查询传送方式。

查询方式中CPU要不断地查询外设，当外设没有准备好时，CPU要等待（循环读状态），浪费了CPU的时间；而且许多外设速度比较低，在输入输出时，CPU可以执行大量的时间，为了提高CPU的效率，于是产生了中断传送方式。5.3输入输出的控制方式

－－－为什么有这四种输入/输出方式?接下页采用中断方式就大大提高了CPU的效率，且CPU可与多个外设同时工作，从而实现了多任务。事实上PC机上的键盘输入、打印任务的管理等都是采用中断方式进行输入输出的。利用中断进行传送，可大大节约CPU时间，但中断传送仍然由CPU通过程序来传送，每次要保护断点，现场信息，都需要花多条指令的时间。对于高速的I/O设备，比如磁盘与内存之间交换数据，就显得速度太慢了。因此希望用硬件在外设与内存之间直接进行数据交换，而不通过CPU，这就是DMA方式，这个硬件就是DMAC（DMA控制器）。5.3输入输出的控制方式

返回

中断系统是计算机系统不可缺少的重要组成部分。5.4.1中断的基本概念（1）中断基本概念（2）中断处理过程（3）中断优先权管理5.4.28086的中断系统（1）中断指令（2）8086/8088的中断源

（3）8086中断向量表（4）8086中断处理过程5.4中断技术

返回

1）中断——由于外设的请求或某事件的发生使CPU暂停执行现行程序，转去执行处理相应请求或事件的中断服务程序，处理完毕再返回运行原程序，这样的过程为中断。

中断的出现是为了解决高速CPU与慢速外设之间的矛盾而引出的一个概念。

2）中断源——能够引起中断的事件。中断源：◆一般的I/O设备。如键盘、打印机等；◆数据通道中断源。如磁盘、磁带机等；◆实时时钟

；◆故障引起的中断

。如电源掉电；◆中断指令或软件故障。如系统功能调用、除数为0等。中断基本概念下页

3）中断系统

——为实现中断功能而设置的

各种软件和硬件。应具备：◆中断源的识别、响应及返回——完成一次中断过程；◆中断优先权排队——给中断源按轻重缓急排队；◆中断嵌套——

优先权高的中断源能中断优先权低的中断处理。中断基本概念返回中断请求→中断排队

→中断响应→中断服务→中断返回

（1）中断请求——中断源向CPU发出的请求中断服务的信号。必须满足条件：

●中断源已准备好；

●系统允许该中断源发出中断信号。

系统中可设置硬件电路加以控制，如8259A的中断屏蔽寄存器中断请求信号是随机发生的，因此，CPU一般隔一定时间检测一次中断请求信号确定是否有中断请求。中断处理过程下页（2）中断排队——系统中有多个中断源，当两个以上中断源同时向CPU发出中断请求信号，则CPU必须先响应重要的、紧急的中断，即优先权高的中断源。这就是中断排队(中断判优)。（3）中断响应是指CPU在接到中断请求信号后，确定可以响应时自动完成的操作，包括：关中断；保护断点；形成中断入口地址，转入中断服务程序。中断处理过程下页（4）中断服务——CPU执行中断服务程序。

①保护现场；②开中断——为实现中断嵌套，必须设置开中断。③中断处理——这是中断服务程序的核心；④关中断——为保证下一步恢复现场的操作不被打断；⑤恢复现场；⑥开中断⑦中断返回。

中断处理过程下页

（5）中断返回——中断服务结束时，应将在中断响应时保护的断点恢复，回到被中断的主程序，即中断返回。中断处理过程返回

将中断源按轻重缓急排队，确定各中断优先权次序。优先权管理是指判别和确定各中断源的中断优先权次序。

中断优先权判别方法有两种：

软件判优

硬件判优中断优先权管理返回

用软件查询哪个中断源有中断请求，先查询到的先响应。即：查询次序确定各中断优先权次序，先查询的优先权最高。用软件查询确定中断优先权，必须先将各中断源的中断请求状态储存，如一个8位中断请求触发器存放了8个中断源的中断请求信号。软件排队确定中断优先权，方法简单，硬件电路省，但中断源多时，查询速度慢，影响中断响应速度软件判优返回软件判优返回外设A外设B外设C外设D外设E外设F外设G外设H保护现场A申请服务？外设A中断服务程序B申请服务？外设B中断服务程序C申请服务？外设B中断服务程序恢复现场返回YNYNYN…IN AL,80HTESTAL,01HJNZASEVTESTAL,02HJNZBSEVTESTAL,04HJNZCSEV…TESTAL,80HJNZHSEV

用硬件电路实现中断源排队。作用：（1）能够送出当前有中断请求的中断源中优先权最高的中断请求。（2）当一个中断源的中断请求被CPU响应后，比它低优先权的中断源被屏蔽。常用的硬件排队电路：

并行判优网络

链式判优电路硬件判优返回并行判优网络返回外设1请求中断IR0中断优先级控制2IRiU1控制逻辑 U2,比较逻辑，把最高优先级的IR的序号输出到中断矢量寄存器3CPU响应INTR进入中断过程，在特定时序中，输出中断矢量寄存器的值，CPU根据该值获得中断服务程序入口地址，并进入相应的服务程序。记录CPU正在响应的中断允许或禁止某个中断外设IR中断矢量入口地址链式判优电路返回链式判优电路：EI=H，允许输出中断请求INT

当INT输出有效时，EO=L

否则EO=HEI=L，不允许输出中断请求INT

且EO=LEIEOINT0#申请中断时，1#，2#均不能申请中断。3#申请中断时，除非1#，2#均没有申请中断。特点：优先级由中断源的物理位置确定

1.INT指令

格式：INTn

；n＝0～255，为中断类型码，用8位二进制表示。指令的操作：(SP)←(SP)－2，((SP＋1)，(SP))←(FR)；保护标志寄存器

(IF)←0，(TF)←0；关中断，关单步中断标志(SP)←(SP)－2，((SP＋1)，(SP))←(CS)；保护断点

(SP)←(SP)－2，((SP＋1)，(SP))←(IP)(IP)←(n×4)；由中断类型码n形成中断入口地址(CS)←(n×4＋2)中断指令下页

2.INTO溢出中断指令

格式：INTO

；n＝4用于带符号数加、减运算后，;若由溢出，则进入n=4的中断。

3.IRET中断返回指令

格式：IRET

指令的操作：(IP)←((SP＋1)，(SP))，(SP)←(SP)＋2；恢复断点(CS)←((SP＋1)，(SP))，(SP)←(SP)＋2(FR)←((SP＋1)，(SP))，(SP)←(SP)；恢复标志寄存器中断指令返回一、内部中断——满足某种特殊条件引起的中断或软件中断。

1.除法错误中断

2.单步中断

3.断点中断

4.溢出中断

5.软件中断二、外部中断——外部的硬件产生，送至CPU的NMI和INTR引脚上引起中断，具有随机性。

1.非屏蔽中断

2.可屏蔽中断

8086规定这些中断优先权为：内部中断、NMI、INTR、单步执行（T）。8086/8088的中断源返回

中断类型码

n＝0执行除法指令时，若发现除数为0或商超过了寄存器所能表示的范围，就立即产生了一个类型为0的内部中断，CPU转入除法错误中断处理程序。

除法错误中断是由内部电路自动生成的。除法错误中断返回

中断类型码n＝1

由CPU对状态标志寄存器中的陷阱标志TF的测试而产生的中断。当TF＝1，每执行一条指令，转入单步中断服务程序。这是8086提供给用户使用的一种调试程序手段。

单步中断用于调试较小程序。单步中断返回

INT3——3型中断为了加快程序的调试速度，在调试程序时，通常把程序按功能分成几段，然后每段设置一个断点。当CPU执行到断点时便会产生中断，在断点中断服务程序中，可显示有关的寄存器、存储单元等内容，以便程序员分析到断点为止程序运行是否正确。8086／8088指令系统中有一条专用于设置断点的指令INT3，用户只需把INT3指令插入程序段的最后即可。

断点中断返回

中断类型码n＝4

由程序员在程序恰当的位置设置INTO指令而实现。由于CPU本身不能判别当前处理的数据是否带符号，因此，它提供了INTO指令给用户。在带符号运算后安排一条INTO指令，当运算后OF＝1，则进入溢出中断服务程序进行处理。溢出中断返回

中断类型码n由用户定义。

用户可自行设计一些中断服务程序，用INTn运行，这与段件调用子程序相似。如系统功能调用INT21H软件中断返回中断类型码n＝2

非屏蔽中断请求由NMI引脚送入。所谓非屏蔽，指该中断请求不受中断允许标志IF状态的影响，在当前指令执行完后，CPU就响应。

非屏蔽中断用于较重要、紧急的中断请求。非屏蔽中断返回

中断类型码n由申请中断的中断源提供。

可屏蔽中断请求由INTR引脚送入。所谓可屏蔽，指该中断请求须由中断允许标志IF的状态决定其是否被CPU响应。IF的设置可由指令实现。

STI ；IF＝1，允许中断

CLI ；IF＝0，禁止中断当IF＝1，INTR有效时，CPU将送出中断响应信号INTA。中断源接到该信号，将其中断类型码送给CPU。可屏蔽中断返回

在第一个中断响应周期，CPU输出中断响应信号INTA，CPU使AD15-AD0浮空，在第二个中断响应周期，被响应的外设（或接口芯片）应向数据总线输送一个字节的中断向量号，CPU读入中断向量号后，就可以在中断向量表上找到该设备服务程序的入口地址，转入中断服务。可屏蔽中断返回

1、中断向量表中断向量即中断服务程序的入口地址，用32位逻辑地址表示。中断向量表是一个存储区，该存储区存放所有中断向量。表内容：所有中断服务程序的入口地址，即256个中断向量。表长度：一个中断向量4个字节，256个中断向量共256×4＝1024字节，即占用1K存储空间。表位置：在0段内偏移地址为0000～03FFH的范围内，即实际地址为00000～003FFH。

存放次序：按中断类型码从小到大依次存放。每个中断向量占用的4个单元中，小地址的存放偏移地址，大地址的存放段地址。8086中断向量表下页

2、中断向量表示意图

全部中断服务程序首地址，排列成表，存放在内存00000H~003FH处，这块内存区域叫中断向（矢）量表。

Adr=n×4

n－类型号

Adr－中断向量入口地址

Adr处存放的内容是中断服务程序起始点CS：IP的值。8086中断向量表下页

3、例

某一中断源的中断类型码为45H，则该中断源的中断向量在中断向量表的位置是：45H×4＝00114H

若中断向量表部分单元内容如图示，则该中断源的中断向量为：3400H:1020H。

即该中断服务程序的入口地址为35020H。8086中断向量表下页地址存储单元内容00118H00H00117H34H00116H00H00115H10H00114H20H

4、中断向量表的设置将中断源的中断向量存入中断向量表对应的位置。方法一：用系统功能调用设置。

实现：（1）功能号：25H （2）调用参数：DS←中断向量的段基址 DX←中断向量的偏移地址 AL←中断类型码N

例

方法二、用传送指令设置

例8086中断向量表返回

方法一：用系统功能调用设置。例：某中断源的中断类型码为70H，其中断服务程序入口地址为IRQ0。该中断源的中断向量表设置程序：

PUSH DS MOV AX, SEGIRQ0 MOV DS, AX ；段基址送入DS MOV DX, OFFSETIRQ0 ；偏移地址送入DX MOV AX, 2570H ；类型码送AL，功能号送AHINT 21H ；系统功能调用 POP DS8086中断向量表返回方法二、用传送指令设置例：某中断源的中断类型码为72H（72H×4＝018CH），其中断服务程序入口地址为IRQ2。该中断源的中断向量表设置程序：

CLI PUSH DS MOV AX, 0 MOV DS, AX ；中断向量表段基址为0 MOV[01C8H], OFFSETIRQ0 ；存入偏移地址MOV[01CAH], SEGIRQ0 ；存入段基址POP DS8086中断向量表返回

1、中断响应条件

当前指令执行结束，CPU检测各中断，决定是否中断响应。当下列之一发生，CPU将响应中断。内部中断发生；NMI中断发生；INTR中断发生，且IF＝1。特殊地：

①当CPU执行封锁指令（LOCK）时，要待后面的指令执行完后才响应中断。②设置段寄存器内容的指令和下条指令之间不允许中断。③等待指令和重复串操作指令执行过程中，可响应中断，但必须在一个基本操作完成后。8086中断处理过程下页

2、中断处理顺序（1）中断源的识别：内部中断

→

非屏蔽中断

→

可屏蔽中断

→

单步中断（2）可屏蔽中断INTR必须在IF＝1在条件下才响应。（3）中断类型码的获取：

内部中断——指令中断由指令本身提供，其余固定。非屏蔽中断——固定为2。

可屏蔽中断——从数据总线读取中断源提供的类型码。

（4）中断响应：标志寄存器入栈

TF→

暂存器TEMP，TF=0，IF=0 CS、IP入栈

由中断类型码N获取中断向量8086中断响应过程下页2、中断处理顺序返回YYYN计算向量表地址保护FLAGSCS，IP入栈IF=TF=0TEMP←TF高字→CS低字→IP转入中断服务程序NMI?YIRET指令的操作NYIF=1？?中断响应读回类型码TF=1?返回被中断的程序类型码=1TEMP=1?执行中断服务程序恢复CS和IP恢复FLAGSYN取指令执行指令执行完否？类型码=0～255类型码=2内部中断？NMI?INTR?Y图5-20中断响应和中断处理流程

3、中断响应过程1）执行两个中断响应总线周期，

CPU接收8位中断类型码；

2）执行一个总线写周期，FR→推入堆栈；

3）把IF和TF置0；

4）执行一个总线写周期，把CS的内容推入堆栈。

5）执行一个总线写周期，把IP的内容推入堆栈。

6）执行一个总线读周期，从中断向量表读入IP

7）执行一个总线读周期，从中断向量表读入CS。

对非屏蔽中断或内部中断，则由第2步开始执行。8086中断响应过程返回8086从中断向量表读入IP、CS返回对程序员透明，在硬件完成后主要是正确地写出程序n=721272H×4=0111001000B=1C8HJ1J28086中也叫类型码(n)8088中向（矢）量表

8259A是微机系统中管理多中断源的专用芯片。

（1）8259A的功能（2）8259A的内部结构（3）8259A的引脚（4）8259A的工作过程（5）8259A的工作方式（6）8259A的命令字（7）8259A的编程（8）8259的级联5.5可编程中断控制器8259A

返回主要功能：

1）每片8259A能管理8级中断，也可多片芯片级联构成 主从式中断管理系统，最多可扩展至64级中断。 2）每级中断都可以被屏蔽或允许。 3）可提供中断源的中断类型码给CPU。4）允许中断嵌套，提供多种优先权排队方式。5）提供多种不同的工作方式供用户编程选择。6）提供中断查询方式。8259A的功能返回8259A的内部结构返回RD(IOR)当前服务寄存器ISR优先级比较器PR中断屛蔽寄存器IMR操作命令OCW初始化寄存器组ICW1~ICW4读/写控制电路级连控制中断请求寄存器IRRINTINTACSA0RDWRCAS0CAS1CAS2SP/ENIR0IR7…..外设CPU数据缓冲器INTRINTA译码电路WR(IOW)8088的A08086的A1D0~D78位锁存器，存放8个中断源的中断请求信号。有中断请求时，对应的位置1。 此寄存器可读。8位寄存器，用于记录正在处理的中断请求。有中断请求且CPU响应时，对应的位置1，表示CPU正在执行该中断服务。该寄存器可读。优先权级别可以由编程定义或修改。1）多个中断同时申请中断时，判定优先权最高的先响应。2）中断服务中有中断请求，判别是否比正在处理的中断优先权高。是，中断嵌套；否，不响应新的中断请求。8位锁存器，存放对8个中断请求的屏蔽信息。当某位为1时，表示相应位的中断请求被屏蔽（该中断请求不能送出）。该寄存器可读可写。操作命令寄存器，在初始化后运行期间使用初始化命令寄存器，在初始化期间使用寄存并比较在系统中使用的全部8259的级连地址INT接CPU的中断输入，INTA接中断响应输出控制逻辑双列28引脚8259A引脚信号：

1）中断请求引脚——IR0~IR7

2）与CPU相连的数据线——D0~D73）CPU控制线——A0、CS、RD、WR4）中断信号——

INT、INTA

5）级联——CAS0、CAS1、CAS2、SP/EN6）电源、地8259A的引脚返回

中断请求信号IR0~IR7

——输入信号，接受来自中断源的中断请求信号或在主－从系统中，接受来自8259A从片的中断请求INT信号。可设置为上升沿触发或高电平触发。8259A的引脚返回

CPU控制线

RD、WR——输入信号，读/写控制信号。

CS——8259A的片选信号。由系统地址总线高位译码确定，与A0组成8259A的端口地址。

A0——输入信号，用以选择8259A内部不同寄存器，A0=0，偶地址端口；A0＝1，奇地址端口8086系统中，若8259A的D7～D0与系统数据线低8位相连，因CPU通过低8位数据线与偶地址传递数据信息，所以A0应与系统地址总线的A1相连，系统地址总线A0应为0。8088系统中，A0与系统地址总线的A0相连。8259A的引脚返回

中断信号线

INT——输出信号，送出中断请求信号。连至CPU的可屏蔽中断输入端INTR。INTA——输入信号，接受来自CPU的中断响应信号。8259A通过INT引脚将中断请求信号送给CPU，当接到CPU发回的中断响应信号INTA，送出中断类型码。8259A的引脚返回8259A的工作过程返回外设

8259

CPU1申请中断IR0IRR，并和IMR运行程序PROC

IRn有效相“与”，有效结果PR。

PR检出最高的IRRx，IRRx

同ISRx比较，IRRx>ISRx

输出INT信号。

3第二个中断响应周期： 输出INTA。

把INTA信号作为读信号中断矢量n送数据线。读数据n，FLAGS、CS、IP进堆栈， IF=0[4n][4n+1]IP

[4n+2][4n+3]CS

2锁定IRR，IRRxISR和第一个中断响应周期：中断矢量寄存器。输出INTA。开放数据线

4INT撤消。中断程序PROC，运行中 断服务程序，撤消ISR， 结束后返回PROC

支持中断嵌套——解决中断有效、中断屏蔽、中断排队、中断嵌套、中断结束等问题。1.中断请求触发方式

2.屏蔽中断方式

3.中断优先权设置方式

4.中断结束方式

5.连接系统总线方式8259A的工作方式返回中断请求触发方式

◆电平触发方式——IRi端出现高电平

◆边沿触发方式——IRi端出现由低到高的上升沿8259A的工作方式返回

中断屏蔽方式

◆普通屏蔽方式 ——对IMR寄存器中的位置位或复位可设置对应的中断请求被屏蔽或允许。

◆特殊屏蔽方式 ——在中断服务中设置命令使ISR对应的位清0，并屏蔽该中断源，从而开放了比当前低优先权的中断请求。一般用于较长中断服务程序中。8259A的工作方式返回

中断优先权设置方式

◆普通全嵌套方式——8个中断请求的优先权次序为：(最高)IR0→IR7(最低)

◆特殊全嵌套方式——优先权次序与普通全嵌套方式相同。但可实现同级中断。一般用于8259A级联方式中的主片。

——这两种方式的优先权次序是固定的，系统初始化后设置的是普通全嵌套方式。

8259A的工作方式下页中断优先权设置方式◆优先权自动循环方式——初始时，8个中断请求的优先权次序为：(最高)IR0→IR7(最低)当某一中断请求被响应后，该中断源的中断优先权降为最低。如IR3被响应后，中断优先权的次序改为：

IR4→IR5→IR6→IR7→IR0→IR1→IR2→IR3

◆优先权特殊循环方式——用命令指定8个中断请求的初始优先权次序，当一个中断被响应，该中断的优先权降为最低，同优先权自动循环一样。命令指定IR5为最低中断优先权，如图示，则初始优先权次序为：

IR6→IR7→IR0→IR1→IR2→IR3→IR4→IR58259A的工作方式返回

中断结束方式(EOI)

◆自动中断结束方式－自动EOI

——进入中断服务时自动清除ISR。

◆普通中断结束方式－普通EOI

——中断服务结束时，通过对8259A发一个普通EOI命令，使8259A清除ISR寄存器中的已置位的位◆特殊中断结束方式－特殊EOI

——在中断服务结束时，通过对8259A发一个特殊EOI命令，使8259A清除命令中指定的位。中优先权最高的位。8259A的工作方式返回连接系统总线的方式◆非缓冲方式

——8259A直接与系统总线相连◆缓冲方式

——8259A通过总线驱动器与系统数据总线连接。8259A的工作方式返回

——对8259A工作方式的选择。

1.初始化命令字

ICW1～ICW4，通常在系统初始化时写入8259A中，写入次序固定，依次为ICW1、ICW2、ICW3(需要时)、ICW4。其中，ICW1写入偶地址，其余写入奇地址。8259的命令字下页设置初始化命令字流程

8259的命令字下页NICW1设置：级联

中断请求触发

是否设置ICW4ICW2设置：中断类型码是否级联？ICW3设置：各中断请求引脚连接从片状态设置ICW4？ICW4设置：缓冲方式

优先权特殊嵌套

自动EOI主片？ICW3设置：低3位为从片标识符(000~111)NYYY8259的命令字ICW1下页8259的命令字ICW2下页8259的命令字ICW3下页8259的命令字ICW4下页

2.操作命令字

优先权循环方式、普通/特殊EOI命令、普通/特殊屏蔽等由操作命令字设置。OCW1～OCW3，可在系统运行时随时修改。由写入不同端口和标志位方式区分。其中，OCW1写入奇地址，其余写入偶地址。OCW1设置各中断源普通屏蔽；OCW2设置优先权循环、EOI命令；OCW3设置特殊屏蔽、查询方式、读IRR和ISR寄存器。8259的命令字下页8259的命令字OCW1下页8259的命令字OCW2下页8259的命令字OCW3返回初始化程序——ICW1～ICW4(主程序中)、OCW1(任意位置)2.

中断向量表设置——非查询方式下(主程序中)3.

中断服务程序中设置——特殊屏蔽、EOI命令(中断服务中)4.设置优先权循环方式、读IRR/ISR(任意位置)设8259A的端口地址为20H、21H8259A的编程返回初始化程序MOV AL, 00010011;设置单片工作，中断请求OUT 20H, AL

边沿触发，须设置ICW4MOV AL, 00001000;设置中断类型码08，即8个中断源IR0～IR7对应的中断类型码为：OUT 21H, AL