Transcript A 0 =0

§7.3 可编程中断控制器8259A
一、引言
二、8259A的引脚、编程结构和工作过程
三、8259A的编程
 1. 设置中断屏蔽字
 2. 发中断结束命令EOI
四、8259A在IBM PC/XT系统中的应用
1
一、引言
中断申请
8086
CPU
中断申请
管理接口
IF
INTR
接口1
网络
接口2
硬盘
接口3
软盘
接口4
打印机
INT
2
中断申请管理接口的主要功能:
1. 向CPU的引脚INTR发中断申请信号
 当有多个外设同时发出中断请求时，
 能按照一定的优先级顺序，向CPU发出中断申请，
 使CPU能优先响应优先级最高的外部设备的中断申请。
2. 送中断类型号
 在CPU中断响应周期，针对不同外设的中断请求，
 向CPU传送不同的中断类型号，
 使CPU执行相应的中断子程。
在IBM PC机由8259A可编程中断控制器(PIC)来完成。
3
二、 8259A的引脚、编程结构和工作过程
1. 8259A的引脚
2. 8259A的编程结构
3. 8259A的工作过程
4
双列直插式芯片，28个引脚
1. 8259A的引脚
8259A
Vcc
总线
D0
~
D7
IOR
IOW
数据线
RD
WR
A0
A0
A5
~
A9
INTA
INTR
D0
~
D7
片
选 20~3FH
译
码
CS
INTA
INT
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
SP/EN
CA0
CA1
CA2
+ 5V
17.2Hz 定时器
方波
键盘
保留
串 口2
串 口1
硬盘
软盘
打印机
用于多片
8259A
级连情况
GND
5
级联工作方式
1、单片8259A可支持8个中断源；
2、采用多片8259A级连，可最多支持64个中断
源。n片8259A可支持7n+1个中断源；
3、级连时只能有一片8259A为主片，其余的均
为从属片；
4、涉及到的8259A引脚包括：
 CAS0-CAS2
 SP/EN
 IRi
 INT
6
6
 SP/EN：双功能的双向信号线，分别表示主从定
义/缓冲器方向这两种工种方式。
 在主从方式中，它作为输入信号线SP，由该信号
的高低电平来区分“主”或“从” 8259A：若SP
＝1，则本片为“主”8259A；若SP＝0，则为“从”
8259A。只有一个8259A时，它应接高电平。
 在缓冲方式时，则它作为输出信号线EN，用于控
制缓冲器的传送方向：若EN＝1，则CPU将把数据
写入8259A；若EN＝0，将把数据由8259A读出至
CPU。
7
7
8
8
2．8259A的编程结构
处理部分
总线
D0
~
D7
A0
A5
~
A9
IOR
IOW
INTA
INTR
数据线
A0
片
选 CS
译
码
RD
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
0
IRR 0
中断 0
申请 0
PR
寄存器 0
0
优先级
0
0
裁决器
0
0
0
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
A0
1 × I3 I4 0
1
WR
INT
0 0
0
OCW2 优先级设置、发EOI
ICW3 主从片连接关系
INTA
A0
1 0 0 1 0 1 0 0 1
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
ICW2 中断类型号
1
ICW4 方式控制
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
0 1
0
SP/EN
CA0
CA1
CA2
VCC
OCW3特殊屏蔽,查询方式设置
1
控制部分
GND
9
8259A的编程结构
8259A内部有9个
可读写的寄存器
 4个初始化命令寄存器

ICW1、ICW2

ICW3、ICW4
8259A中断控制器
处理部分
0
ISR 0
当前 0
中断 0
服务 0
寄存器 00
0
 3个操作命令寄存器
ICW1 芯片控制
1 × I3 I4

OCW1（IMR）
ICW2 中断类型号

OCW2、OCW3
 当前中断服务寄存器
ISR
 中断申请寄存器 IRR
IRR
0
中断申请 0
寄存器 0
0
0
0
0
0
PR
优先级
裁决器
OCW1
1 0 0 1 0 1 0 0
中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
ICW3 主从片关系
OCW2
0 1
ICW4 方式控制
OCW3
控制部分
10
(1) 初始化命令字(ICW1- ICW4)
决定8259A的工作方式
 通常是在计算机系统启动时在初始程序设置，
 一旦设定，一般在系统工作过程不再改变。
例
开机后，BIOS将8259A初始化为：
① IR0~IR7中断申请信号为上升沿触发方式；
② IR0~IR7对应的中断类型号分别为08H~0FH；
③ 优先级IR0最高, IR7最低；
(2) 操作命令字(OCW1,OCW2,OCW3)

在应用程序中设定，动态地控制CPU处理中断的过程
(3) ISR和IRR存放当前8259A的状态
通过读取 ISR 和 IRR 的内容，可了解当前8259A工作情况
11
初始化命令字在8259正常工作前设置。它决
定8259的工作方式和环境。返回
A0
ICW1 0
D7
D6
D5 D4
A7
A6
A5 1 LTIM ADI SNGL IC4
8086不用
0：边沿检测
1：电平检测
D3
D2
D1
D0
0：不需要ICW4
1：需要ICW4
0：级联使用
1：单独使用
8086／
8088不用
12
12
 初始化8259A必须从ICW1开始
 写ICW1意味着重新初始化8259A
 写入ICW1后，8259A的状态如下：
 清除ISR和IMR(全0)；
 将中断优先级设成初始状态：IR0最高，IR7
最低；
 设定为一般屏蔽方式；
 采用非自动中断结束方式；
 状态读出逻辑预置为读IRR。
13
13
A0
1
D7
T7
D6
T6
D5 D4 D3 D2 D1 D0
T5 T4 T3 X X X
中断类型码高5位
中断源
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
D2
0
0
0
0
1
1
1
1
D1
0
0
1
1
0
0
1
1
自动填入
D0
0
1
0
1
0
1
0
1
在中断响应的第二个总线周期，通过数据线发送
中断类型码给CPU
返回
14
14
A0
1
D7
T7
D6
T6
D5
T5
D4
T4
D3
T3
D2
x
D1
x
D0
x
 T7～T3: 中断向量码的高5位
 T2～T0: 最低3位为中断源的序号IRn
 000～111分别对应IR0～IR7
 由8259A根据中断源的序号自动填入
例如：
若ICW2命令字为48H，则IR0的中断向量码为48H，
IR7的中断向量码为4FH，等等。
15
15
D7
S7
A0
1
主片
D6 D5 D4 D3
S6 S5 S4 S3
D2
S2
D1
S1
D0
S0
主8259的级联标志
1：相应的IR上有从8259
0：相应的IR上无从8259
从片
A0
1
D7
0
D6
0
D5
0
D4
0
D3
0
D2
ID2
D1
ID1
D0
ID0
ID2~ID0：从8259
的IR识别码
级连初始化必须与硬件连接一致
16
16
 ICW3必须与主从片的连接关系一致：
例如，主片的IR4与从片的INT线连接，则
主片的ICW3=10H，从片的ICW3=04H。
 中断响应时，主片通过级连线CAS2-CAS0
送出被允许中断的从片标识码，各从片用
自己的ICW3与CAS2-CAS0比较，二者一
致的从片才可发送中断向量码。
17
17
A0
1
D7 D6 D5 D4
D3
D2
D1 D0
0 0 0 SFNM BUF M/S AEOI µPM
0：一般的全嵌套方式
1：特殊的全嵌套方式
0×:非缓冲方式
10:缓冲方式／从片
11:缓冲方式／主片
0：8085方式
1：86/88方式
0：非自动EOI
1：自动EOI
返回
初始化命令字ICW1~ICW4
是以写入的顺序来区分的
18
18
 单片8259应用于8086系统，IR0的中断类型码为
18H，电平触发方式，全嵌套非缓冲方式，自动
结束中断，要求初始化ICW4。端口地址为0A0H
开始，初始化程序为：
MOV
AL，13H ICW1初始化
OUT
0A0H，AL ；写入ICW1
MOVAL，18H ICW2 初始化
OUT
0A2H，AL ；写入ICW2
MOV
AL，03H ICW4初始化
OUT
0A2H，AL ；写入ICW4
19
19




OCW用于设置8259的工作状态
在初始化后写入
OCW的写入顺序可任意
写入地址要求：
 OCW1必须写入奇地址端口(A0=1)
 OCW2，OCW3必须写入偶地址端口(A0=0)
20
20
OCW1
A0
1
D7
M7
D6
M6
D5
M5
D4
M4
D3
M3
D2
M2
D1
M1
D0
M0
0：清中断屏蔽位
1：置中断屏蔽位
 Mi=1 中断请求线IRi被屏蔽(不允许中断)

=0 允许该IRi中断
 OCW1将写入IMR寄存器。
 A0=1时读OCW1可读出设置的IMR内容。
21
21
OCW2
A0
0
D7
D6
D5
R
SL
EOI
D4
D3
0
0
D2
L2
D1 D0
L1
L0
0
0
……
1
1
0
R=1：循环优先权
0
R=0：固定优先权
1
SL=1：L2L1L0指定IR位1
0
SL=0：L2L1L0无效
1
EOI=1：中断结束
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
对应IRi
1 的编码
常规EOI
特殊EOI，由L2~L0指定结束IRi
自动优先权循环，常规EOI
自动优先权循环
取消自动优先权循环(固定优先权)
特殊EOI，由L2~L0指定特殊优先权循环
特殊优先权循环，由L2~L0设定最低优先级
无操作
22
22
OCW3
0
0
0
1
1
0
A0
0
D7
D6
－ ESMM
D5
D4
D3
D2
SMM
0
1
P
1
1
无意义 清除特殊 设定特殊
屏蔽方式 屏蔽方式
0 0
0 1
0：非查询方式
1：查询方式
D1 D0
RR RIS
1
0
1
1
无意 读
读
义 IRR ISR
8259的工作方式编程并没有固定顺序，各命
令字之间用地址信号A0及特征位加以区分。
23
23
 查询方式允许8259A不工作于中断方式，
而是以查询方式工作。
 CPU先写一个D2=1（查询方式）的OCW3，
再对同一地址读入，即可得到如下状态字节：
I x x x x R2 R1 R0
I=1表示有中断请求，中断请求号为R2-R0
此查询步骤可反复执行，以响应多个同时发
生 的中断。
 读IRR/ISR：写入此命令后，随后再对同
一地址读，即可得到IRR或ISR的内容。
24
24
CLI
MOV
OUT
MOV
OUT
MOV
OUT
MOV
OUT
MOV
OUT
MOV
OUT
STI
=0001 0111B
；关中断
AL，17H；ICW1：单片，边缘触发，需要ICW4
20H，AL
=0000 1000B
AL，08H
；ICW2：中断类型码的D7～D3位为00001
21H，AL
=0000 0001B
AL，01H；ICW4：非自动的EOI，非缓冲，80X86方式
21H，AL
=0000 0100B
AL，04H
；OCW1：只屏蔽IRQ2（保留中断）
21H，AL
=0010 0000B
AL，20H
；OCW2：固定优先权，一般的EOI
20H，AL
=0100 1011B
AL，4BH；OCW3：正常屏蔽，非查询方式，可读ISR
20H，AL
；开中断
25
25
3. 8259A 的工作过程
 分两步:

(1)处理外设中断申请，决定是否向CPU发中断
申请信号。
 (2)若发中断申请信号，且CPU响应， 则在CPU
中断响应周期送出中断类型号。
26
(1) 处理外设中断申请，决定是否向CPU发中断申请信号
① 中断申请寄存器IRR 锁存外部的中断申请。
 若 IR0~IR7 引脚上有中断申请，则将 IRR 相应位置1
② 中断屏蔽寄存器 IMR 决定 IRR 中的中断申请
是否进入优先级裁决器 PR。
 IMR对应位为 0，允许中断申请进入优先级裁决器，
为 1，不允许进入，中断申请被IMR屏蔽。

③ 当前中断服务寄存器 ISR 记录CPU正在响应的中断。
 ISR中的某位为1，表示CPU正在响应此级中断，
 ISR中的某位为 0，表示CPU没有或已响应完此级中断，

④ 优先级裁决器PR 据新进入的中断申请和 ISR的内容,
决定是否发中断申请信号。
 如果进入的中断申请比 ISR 中记录的中断优先级高，
 则通过 8259A 的 INT 引脚向 CPU发出中断请求信号；
 如果进入的中断申请不比 ISR 中记录的中断优先级高，
 同级或低级，则不向 CPU 发中断请求信号。
27
① 中断申请寄存器IRR 锁存外部的中断申请。
 若 IR0~IR7 引脚上有中断申请，则将 IRR 相应位置1
总线
D0
~
D7
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
0
0
0
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
01
0
0
0
0
0
0
01
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
28
② 中断屏蔽寄存器 IMR 决定 IRR 中的中断申请
是否进入优先级裁决器 PR。
 IMR对应位为 0，允许中断申请进入优先级裁决器，

为 1，不允许进入，中断申请被IMR屏蔽。
总线
D0
~
D7
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
0
0
0
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
1
0
0
0
0
0
0
1
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
29
③ 当前中断服务寄存器 ISR 记录CPU正在响应的中断。
 ISR中的某位为1，表示CPU正在响应此级中断，

即正在执行此中断源的中断子程；
 ISR中的某位为 0，表示CPU没有或已响应完此级中断，

即不在执行此中断源的中断子程
总线
D0
~
D7
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
0
0
1
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
1
0
0
0
0
0
0
1
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
30
④ 优先级裁决器PR据新进入的中断申请和 ISR的内容,
决定是否发中断申请信号。
 如果进入的中断申请比 ISR 中记录的中断优先级高，
 则通过 8259A 的 INT 引脚向 CPU发出中断请求信号；
 如果进入的中断申请不比 ISR 中记录的中断优先级高，同级或低级，
总线
D0
~
D7
则不向 CPU 发中断请求信号。
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
0
0
1
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
1
0
0
0
0
0
0
1
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
31
(2) 若发中断申请信号，且CPU响应，
则在CPU中断响应周期送出中断类型号
 CPU接收到 INTR上的中断申请信号后：
 如果 IF 标志为0，则CPU不响应此中断申请信号,
即中断申请被IF屏蔽。
 如果 IF 标志为1, 则处理完当前的指令后, 进入中
断响应周期

通过 INTA 引脚发出两个负脉冲信号，

从数据总线上获取中断类型号，

进入中断响应的过程。
32
8086CPU中断响应周期时序
第 一 个
中断响应周期
T1
T2
T3
T4
第 二 个
中断响应周期
T1
T2
T3
T4
CLK
INTA
AD7~AD0
向量类型
33
8259A在接收到第一个INTA中断响应信号后：
① 将 ISR 中相应位置1，
表示 CPU 响应此级中断，执行此中断源的中断子程。
② 把 IRR中对应的位清0，清除IRR中锁存的中断申请信号。
总线
D0
~
D7
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
01
0
1
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
01
0
0
0
0
0
0
1
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
34
8259A在接收到第二个INTA中断响应信号后：
① 通过数据线，将被响应申请的中断类型号送给CPU。
类型号由ICW2提供，在初始化8259A时已设定好。
② CPU获得中断类型号后，进入CPU响应中断的过程,
执行中断子程，处理中断源申请的功能。
总线
D0
~
D7
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
01
0
1
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
01
0
0
0
0
0
0
1
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
35
CPU响应中断过程：
① 取中断类型号N
② 当前PSW的内容入栈
③ 清IF、TF标志为0
保存现场
④当前CS的内容入栈
⑤ 当前IP的内容入栈
⑥ 取内存单元( 0 : N ×4 )字内容送IP
取中断子程
⑦ 取内存单元( 0 : N ×4 + 2 )字内容送CS
入口地址
此时CS:IP指向中断程序的入口，开始执行中断程序。
执行完中断子程中最后一条指令IRET后，
返回被中断处，继续执行被中断的程序。
36
三、8259A的编程
1. 8259A的编程
2. 8259A的编程方法
(1) 设置中断屏蔽字
(2) 发中断结束命令EOI
37
1. 8259A的编程
8259A内部有9个
可读写的寄存器
 4个初始化命令寄存器

ICW1、ICW2

ICW3、ICW4
8259A中断控制器
处理部分
0
ISR 0
当前 0
中断 0
服务 0
寄存器 00
0
 3个操作命令寄存器
ICW1 芯片控制
1 × I3 I4

OCW1（IMR）
ICW2 中断类型号

OCW2、OCW3
 当前中断服务寄存器
ISR
 中断申请寄存器 IRR
IRR
0
中断申请 0
寄存器 0
0
0
0
0
0
PR
优先级
裁决器
OCW1
1 0 0 1 0 1 0 0
中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
ICW3 主从片关系
OCW2
0 1
ICW4 方式控制
OCW3
控制部分
38
8259A中断控制器
处理部分
8259A有两个I/O端口地址
 A0=0 偶地址端口
 A0=1 奇地址端口
 对 9个寄存器的读写
 均通过这两个端口实现

写入数据的特征位
根据

写入的先后顺序


区分是对哪个寄存器
进行操作
0
8 D0 ISR 0
0
当前
~
0
D7 中断 0
服务
0
A0
寄存器 0
0
CS
IRR
0
中断申请 0
寄存器 0
0
0
0
0
0
PR
优先级
裁决器
A0
ICW1 芯片控制 A0 OCW1
1 × I3 I4 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1
RD
中断屏蔽寄存器
ICW2 中断类型号
1
WR
0
0 0
OCW2
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
0
0 1
1
OCW3
1
控制部分
39
是否级联
8259初始化流程
用ICW1设置
请求格式信号
是否需要设置ICW4
用ICW2设置中断类型码
N
是否为级联方式
Y
Y
本片设为主片吗？
N
设置ICW3，各位 设置ICW3，高5位
对应IR0~IR7
为0，低3位为标识码
需要用到ICW4吗？
Y
用ICW4设置
是否为特殊全嵌套方式
是否为缓冲方式
是否为自动结束中断方式
是否为16位系统
N
结束，进行中断服务
40
 2. 8259A的编程方法
 8259A有多种工作方式，这些工作方式均可编
程选择，使用相当灵活。
要求掌握：
 (1)通过中断屏蔽寄存器IMR的读写，设置中断屏蔽字
 (2) 通过OCW2操作命令寄存器，发中断结束EOI命令
41
对8259的端口寻址及其基本操作（读/写基本操作）
PIC1 PIC2
CS A0
WR RD
输入操作（RD）
20H
21H
0
0
1
1
IRR ISR 查询字（OCW3）
IMR（OCW1）
CPU
DB7-0
0A0H
0A1H
0
1
0
0
输出操作（WR）
20H
0A0H
21H
0A1H
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
X
0
1
X
X
0
0
0
0
1
1
1
1
OCW2
CPU写 DB7-0 OCW3
ICW1
写（IMR）.OCW1.ICW2.3.4
注意：8259只有两个端口，由A0一位确定： 1：奇数口 0：偶数口
由奇/偶数端口及控制字中的某些特定 位来确定命令字往那个R中送。
42
(1)设置中断屏蔽字
 通过往奇地址端口写入IMR内容实现
对应位为0，允许该级中断申请进入
对应位为1，禁止该级中断申请进入
总线
D0
~
D7
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
0
0
0
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
1
0
0
0
0
0
0
1
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
43
例 已知 IBM PC/XT系统中
8259A的奇地址端口地址为21H
 新增允许 IR2 的中断申请
IN
AL, 21H
AND AL, 1111 1011B
OUT 21H, AL
;读入原IMR的内容
;D2=0,允许IR2的中断申请
;写入IMR
 禁止 IR4 的中断申请
IN
AL, 21H
;读入原IMR的内容
OR
AL, 0001 0000B
;D4=1,禁止IR4的中断申请
OUT 21H, AL
;写入IMR
44
设置完成后的结果:
总线
D0
~
D7
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
0
0
0
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
1
0
0
0
0
0
0
1
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 0 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
45
(2) 发中断结束命令 EOI
 由 8259A 的工作过程可知:
 ISR中的内容是优先级裁决器进行裁决的重要依据
CPU响应某级中断后，8259A自动将ISR的对应位置1，
如果CPU已执行完中断子程，而ISR中的对应位仍为1,
8259A的优先级裁决器仍会据ISR的内容做裁决，
从而会屏蔽同级或低级的中断申请。
 在中断响应后，对 ISR中相应位的清0很重要，
它是8259A认为中断结束的标志。
46
总线
D0
~
D7
数据线
A0
A0
A5
~
A9
IOR
片
选
CS
译
码
RD
IOW
WR
INTA
INTA
INTR
INT
D0
~
D7
ISR
当前
中断
服务
寄存器
1
0
1
0
0
0
0
0
ICW1 芯片控制
ICW2 中断类型号
ICW3 主从片关系
ICW4 方式控制
IRR
中断
申请
寄存器
PR
优先级
裁决器
1
0
0
0
0
0
0
1
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
1 0 0 1 0 1 0 0
OCW1 中断屏蔽寄存器 IMR
0 0
OCW2 优先级、发EOI
OCW3 特殊屏蔽设置
47
清 ISR 内容的方法有两种：
 一、 初始化8259A时，设置8259A工作方式为自动清0方式，
则在CPU响应中断后，硬件自动将ISR的对应位清0。
 二、 初始化8259A时，设置8259A工作方式为非自动清0方
式， 需在中断子程中，通过软件方式清0。
 方法是：通过往OCW2写入20H实现，即由偶地址端口
写入：
0
0
1
EOI
0
0
0
0
0
20H
特征位，表示对OCW2操作
48
例
已知 IBM PC系统中, 8259A的偶地址端口地址为 20H;
BIOS 初始化 8259A 时，设置 8259A 工作方式为非自动清 0 方式。
编程在中断子程 IRET 返回前，发中断结束命令EOI
intsub PROC
、、、
、、、
、、、
MOV AL, 20H
OUT 20H, AL
IRET
intsub ENDP
;将中断结束命令字20H 送AL
;写入OCW2中
;中断返回
49
 设计中断子程序的步骤：
（1） 选择一个中断向量；
（2） 将中断子程序的入口地址置入中断向量表
的相应表项中；
（3） 使中断服务子程序驻留内存；
 举例
50
50
 如果是采用硬件中断，则要使用由硬件确定
的中断向量。如果是采用软件中断，即用执
行INT n指令的方式来执行中断服务程序，
则可以在系统预留给用户的中断向量号中选
某一个中断向量。例如，选50H号向量。
51
51
 （2）将中断子程序的入口地址置入中断向量表的相
应表项中
设选择的向量号为n，其置入方法有两种：一是用数
据传送指令将中断服务子程序入口的相对地址存放在
物理地址为4×n的字单元中，将中断服务子程序入口
的段地址存放在物理地址为4×n＋2的字单元中。二
是采用DOS中设置新中断向量的中断功能（25功能），
向量号 21H
功能号 25H
入口参数：DS
DX
AL＝新增的向量号。
52
52
 使程序驻留内存，要求该程序以.COM形式运
行，因为.COM程序将定位于低地址区，DOS常
在低地址区增加驻留程序，而.EXE将定位于
高地址区。使程序驻留内存的方法是采用DOS
的中断调用，即：向量号21H
功能号31H
入口参数：DX
 该功能使当前程序的DX个字节驻留内存并返
回DOS。
53
53

例：在微机中增加一中断服务子程序，其向量号为50H，其功能是BX内容增1。
C
SEGMENT
ASSUME CS：C
ORG 100H
B： MOV AX，SEG SUBP
MOV DS，AX
MOV DX，OFFSET SUBP
MOV AH，25H
MOV AL，50H
INT 21H
；建立50H
MOV DX，N
MOV AH，31H
INT 21H
；中断服务程序驻留内存并返回DOS
SUBP PROC FAR
INC BX
IRET
SUBP ENDP
N
EQU
C
ENDS
END B
54
54
 在IBM PC/XT机中，只用1片8259A中断控制器，
用来提供8级中断请求，其中IR0优先级最高，
IR7优先级最低。它们分别用于日历时钟中断、
键盘中断、保留、网络通信、异步通信中断、
硬盘中断、软盘中断及打印机中断。8259A片
选地址为20H、21H。
8259A 的使用步骤如下：
1. 初始化
2. 送中断向量入口地址
3. 中断子程序结束
4. 中断嵌套
55
55
MOV AL， 13H
OUT
MOV
OUT
MOV
OUT
MOV
；写ICW1，单片，边沿触发，要ICW4
20H，AL
AL，8
；写ICW2，中断类型号从8开始
21H，AL
AL，0DH ；写ICW4，缓冲工作方式，8088/8086配置
21H，AL
AL，0
；写OCW1，允许IR0～IR7全部8级中断
OUT 21H，AL
56
56
 例如，异步通信中断IR4，其中断向量类型码
为8+4=12（0CH），则中断入口地址的偏移量
（IP值）与段基址（CS）在入口地址表中的
存放地址为12×4=48（30H），49（31H），
50（32H），51（33H）。其中30H、31H存放
指令指针IP；32H，33H存放指令段码CS。
57
57
 由于8259A采用中断工作方式，且ICW4中的D1
位（即AEOI）为0，这意味着采用正常结束中
断，因此，在中断子程序结束前必须发EOI命
令和IRET
MOV AL，20H
（即发EOI命令）
OUT 20H，AL
IRET
；写OCW2命令，使ISR相应位复位
；开放中断允许，并从中断返回
58
58
 为了使中断嵌套，即在中断响应过程中，允许
比本中断优先级高的中断进入，只要在进入中
断处理程序后，执行开中断指令STI即可达到
此目的。
59
59
四、8259A在IBM PC/XT系统中的应用
 1．8259A与系统的连线。
 2．BIOS初始化程序对8259A的设置。
60
1．与系统的连线
注意：8259A在连线中的位置
A15~A8
S6~S3/A19~A16
AD7~AD0
CLK
RESET
READY
MN/MX
VCC
+5V RD
QS0
QS1
LOCK
TEST
HIGH
NMI
GND
地址锁存器
8282(两片)
地址总线
内
存
STB
数据收发器
8086
CPU
OE
T
数据总线
8286
总
DT/R
DEN
S0
S1
S2
INTR
RQ/GT0
GND RQ/GT1
MRDC
8288 MWTC
ALE
总线
IORC
控制器 IOWC
INTA
PC
线
控制总线
I/O
接口
8259A
及有关电路
61
① 8259A的片选地址范围为 20 ~ 3F H
偶、奇端口地址通常取用20H、21H
8259A
Vcc
总线
D0
~
D7
IOR
IOW
数据线
RD
WR
A0
A0
A5
~
A9
INTA
INTR
D0
~
D7
片
选 20~3FH
译
码
CS
INTA
INT
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
+ 5V
17.2Hz
方波
键盘
保留
串 口2
串 口1
硬盘
软盘
打印机
SP/EN
CA0
CA1
CA2
用于多片
8259A
级连情况
GND
62
②
8259A的8个中断申请与外设的连接
 IR0
接一个频率为17.2Hz的方波；

若CPU对该申请给予响应,

17.2Hz时钟信号
则每秒执行17.2次该申请对应的中断子程。

IR1接键盘接口发出的中断申请；

每按下一键，若CPU对该申请给予响应,

则执行一次该申请对应的中断子程。


IR2~IR7通过系统总线引出，
对应引脚信号为IRQ2~IRQ7。
63
主 板
08h IR0
8086
17.2Hz 方波
键盘
IF
INTR
当前
中断
服务
寄存器
INT
键盘
09h IR1
中断申请 接口
0Ah IR2
~
~
0Fh IR7
中断屏蔽寄存器
8259A
IRQ2
~
IRQ7
键
盘
外
设
接
口
外
设
PC
总
线
IBM PC/XT微机可屏蔽中断响应过程示意图
64
GND
RESET
+5V
IRQ2
-5V
DRQ2
-12V
+12V
GND
MEMW
MEMR
IOW
IOR
DACK3
DRQ3
DACK1
DRQ1
DACK0
CLOCK
IRQ7
IRQ6
IRQ5
IRQ4
IRQ3
DACK2
T/C
ALE
+5V
OSC
GND
I/O CH CK
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
I/O CH RDY
AEN
A19
A18
A17
A16
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
IBM PC/XT总线插槽引脚信号
65
2．BIOS初始化程序对8259A的设置
①
IR0~IR7 中断申请信号为上升沿触发方式；
②
IR0~IR7 对应的中断类型号分别为08H~0FH；
 ③ 优先级IR0最高, IR7最低；
 ④ 采用非自动结束方式，
 需向OCW2发EOI中断结束命令, 清除ISR中的记录。
66
8259A
Vcc
总线
D0
~
D7
IOR
IOW
数据线
RD
WR
A0
A0
A5
~
A9
INTA
INTR
D0
~
D7
片
选 20~3FH
译
码
CS
INTA
INT
08H IR0
09H IR1
0AH IR2
0BH IR3
0CH IR4
0DH IR5
0EH IR6
0FH IR7
SP/EN
CA0
CA1
CA2
GND
+ 5V
17.2Hz
方波
键盘
保留
串口2
串口1
硬盘
软盘
打印机
用于多片
8259A
级连情况
67
PCI
总
线
PCI
总
中
断
路
由
器
IRQ8
IRQ9
IRQ10
IRQ11
IRQ12
IRQ13
IRQ14
IRQ15
芯片组
从 INT
8259
系统时钟
键盘
IRQ0
IRQ1
IRQ3
IRQ4
IRQ5
IRQ6
IRQ7
线
主
8259
INT
至CPU
IRQ7
IRQ6
IRQ5
IRQ4
IRQ3
IRQ2
ISA总线68
68
 中断系统由两片8259，一个中断路由器构成
 从8259的中断申请与主8259的IRQ2相连
 ISA总线上有6个中断申请，其中IRQ2连至从8259的IRQ9
 系统软件上，将IRQ9的中断向量指向IRQ2的中断向量
 主8259的端口地址为： 20H，21H
 8个对应的中断申请IRQ7~IRQ0类型号为0Fh~08h
 从8259的端口地址为： A0H，A1H
 8个对应的中断申请IRQ15~IRQ8类型号为77h~70h
 中断路由器(Interrupt Router) :
 动态分配PCI上的中断申请到8259中未被占用的中断上
69
69
中断程序举例
 PC机中主8259A的I/O地址为20H和21H，中断向
量码为08H；
 中断请求从IR6引入，故中断类型号为0EH；
 主程序如下：
;保存原来的中断向量
mov
ah，35h
mov
al，0eh
int
21h
mov
save_ip，bx
mov
save_cs，es
；中断类型码
；取原中断向量（在es:bx中）
；保存原来的中断向量
70
70
;设置自己的中断向量
push
ds
mov
dx，offset my_int
mov
ax，seg my_int
mov
ds，ax
；DS:DX的内容为my_int的首地址
mov
ah，25h
mov
al，0eh
int
21h
；设置自己的中断向量
pop
ds
;初始化堆栈指针
mov
sp，my_stack_top
;设置8259A的中断屏蔽字
in
al，21h
and
al，10111111b ；开放IR6中断
out
21h，al
sti
……
<其他代码放在这里>
……
71
71
子程序如下：
my_int
my_int
proc far
pusha
…
<中断服务程序主体>
…
popa
mov
al，20h
；EOI命令，00100000B
out
20h，al
；写OCW2
sti
iret
endp
pusha是将我们所有的16位通用寄存器压
入堆栈,popa同理是将我们所有的16通用
寄存器取出堆栈。
72
1、中断优先方式
两类优先级控制方式：固定优先级和循环优
先级
 固定优先级方式
 所有中断请求IRi的中断优先级固定不变
 优先级排列顺序可编程改变
 加电后8259A的默认方式，默认优先级顺序从
高到低为IR0～IR7
默认优先级
优先级可编程改变
IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0
IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0
7
最低级
6
5
4
3
2
1
0
优先级
最高级
3
2
1
0
最高级
7
6
5
最低级
73
4
73
2、循环优先级方式
 中断源轮流处于最高优先级，即自动中断优先级
循环
 初始优先级顺序可用编程改变
 某中断请求IRi被处理后，其优先级别自动降为
最低，原来比它低一级的中断上升为最高级
IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0
ISRi
0
1
0
1
0
0
0
0
7
6
5
4
3
2
1
0
IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0
ISR内容
最高级
最低级
IR4的服务结束以前
0
1
0
0
0
0
0
0
2
1
0
7
6
5
4
3
最高级
最低级
IR4的服务结束以后
74
74
3、中断嵌套方式
在中断处理过程中允许被更高优先级的事件
所中断称为中断嵌套。8259A有两种中断嵌套
方式：
 普通全嵌套方式（默认方式）
一中断正被处理时，只有更高优先级的事件可
以打断当前的中断处理过程而被服务。
 特殊全嵌套方式
一中断正被处理时，允许同级或更高优先级的
事件可以打断当前的中断处理过程而被服务。
注: 特殊全嵌套仅用于多个8259A级连时的主8259A，
而不能用于从属8259A或单8259A系统。
75
75
一般全嵌套方式与特殊全嵌套方式的区别
B. 一 般 嵌 套 方 式 ：
C. 一般嵌套方式：
IR4的中断被服务
时，这些中断将
被封锁。
去CPU
主8259A
从8259A
IR0
IR0
IR1
IR1
IR2
IR2
IR3
IR3
INT IR4
INT IR4
IR5
IR5
IR6
IR6
IR7
IR7
D. 特殊嵌套方式：
IR4 的 中 断 被 服
务时，只封锁
IR5-IR7。
从片的INT被主片封
锁，故更高级别的
IR0-IR2中断也无法
得到响应
A.
E.
假定IR3发生中断,
并获得服务
特殊嵌套方式：
因主片不封锁从片的
INT，故级别高的IR0IR2中断可以得到响应。
( 但 IR3-IR7 仍 被 本 从
片封锁)
76
76
1、当某一IRi中断被服务时，ISR中的相
应位ISRi=1。当服务结束后，则必须
清零该ISRi位。使ISRi=0是通过向
8259A发出中断结束命令（EOI命令）
实现的。
2、三种EOI命令
 自动EOI（AEOI）——（自动EOI方式）
 非指定EOI（NSEOI）——（正常EOI方式）
 指定EOI（SEOI）——（特殊EOI方式）
77
77
 AEOI：在第2个INTA#结束时，由8259A使
ISRi自动复位；
 因不保留当前正在服务的中断的状态，故AEOI不
能用于中断嵌套方式
 指定EOI：由CPU发出一条SEOI命令，该EOI
命令中指出了所要复位的ISR的位号。
 用于特殊屏蔽方式
 非指定EOI：由CPU发出正常EOI命令，该
EOI命令使ISRi=1的位中优先级最高的那一
位复位。
 用于普通全嵌套方式
78
78
特殊全嵌套方式
下的EOI处理
只有当从PIC
的中断全部处理
完后，才能向主
PIC发EOI命令
中断服务程序
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向从PIC发EOI命令
读从PIC的ISR
全0？
N
Y
向主PIC发EOI命令
恢复现场
IRET
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1、IMR屏蔽字决定了允许或禁止某位IRi所
对应的中断：IMi=1 禁止， IMi=0 允许。
2、特殊屏蔽方式：
 提供了允许较低优先级的中断能够得到响
应的特殊手段。
 原理：假定当前正在处理IR6，先进入特殊
屏蔽方式，然后设置IM6=1。这时，除IR6外
的所有中断请求均能得到响应。
 特殊屏蔽方式中只能用SEOI命令结束中断。
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 特殊屏蔽例：
CLI
MOV
OUT
IN
OR
OUT
STI
AL，68H
0C0H，AL
AL，0C1H
AL，10H
0C1H，AL
CLI
IN
AND
OUT
MOV
OUT
STI
AL，0C1H
AL，0EFH
0C1H，AL
AL，48H
0C0H，AL
MOV
OUT
IRET
AL，20H
0C0，AL
；IR4中断处理程序
；OCW3：0 1 1 0 1 0 0 0
；设置特殊屏蔽方式
；屏蔽IR4
；IR7请求，响应，返回
；为设命令字
；读出屏蔽字
；清除IMR4
；OCW3：0 1 0 0 1 0 0 0
；取消特殊屏蔽
；继续IR4中断服务
；OCW2：0 0 1 0 0 0 0 0 (EOI)
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第一小节结束，
谢谢您的合作！
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