微機(jī)原理實驗5講解

1、實驗五 中斷特性及8259應(yīng)用編程實驗實驗?zāi)康模?、 認(rèn)識TDN86/51系統(tǒng)的中斷特性。2、 掌握8259中斷控制器的工作原理。ICW1ICW2級聯(lián)方式？要ICW4？ICW4芯片就緒，接受中斷請求ICW3YYNN3、 掌握8259可編程中斷控制器的應(yīng)用編程。4、 學(xué)習(xí)掌握8259級聯(lián)方式的使用方法。5、 學(xué)習(xí)在接口實驗單元上連接實驗電路的方法相關(guān)理論知識：1、 8259A可編程中斷控制器中斷控制器8259A是Intel公司專為控制優(yōu)先級中斷而設(shè)計開發(fā)的芯片，它將中斷源優(yōu)先級排隊、判別中斷源以及提供中斷矢量的電路集于一片中，因此無需附加任何電路，只需對8259A編程就可以管理8級外部中斷，并可

2、以選擇優(yōu)先模式和中斷請求方式。8259A的編程，就是根據(jù)應(yīng)用需要將初始化命令字ICW1-ICW4和操作命令字OCW1-OCW3分別寫入初始化命令寄存器組和操作命令寄存器組。命令字D7D6D5D4D3D2D1D0設(shè)定值入口地址ICW100011：電平觸發(fā)0：邊沿觸發(fā)01：單片0：多片1：有ICW40：無ICW413H20HICW2中斷向量地址T7T3位00008H21HICW3（主）1：IRQi線上有級聯(lián)從片0：無級聯(lián)從片21HICW3（從）不用與主片對應(yīng)的從片識別碼，從000111ICW4不用1：特殊嵌套0：一般嵌套1：緩沖0：非緩沖1：主片0：從片1：自動EOI0：正常EOI10DH21H操

3、作命令字OCW1 OCW3可根據(jù)需要隨時進(jìn)行設(shè)置，其命令字格式如下：命令字D7D6D5D4D3D2D1D0入口地址OCW11：置中斷屏蔽位，0：清除中斷屏蔽位21HOCW2RSLEOI00L2L1L020HOCW3000和01：無意義10：撤銷特殊屏蔽11：設(shè)定特殊屏蔽01P：查詢命令00和01：無意義10：讀IRR11：讀ISR20H其中對于OCW2命令字具體意義如下： L2L0：對應(yīng)IRi的編碼，取值從000111 R、SI、EOI組合編碼001常規(guī)EOI命令中斷結(jié)束011特殊EOI命令101在常規(guī)EOI時循環(huán)自動循環(huán)100在自動EOI時循環(huán)（置位）000在自動EOI時循環(huán)（復(fù)位）111在

4、特殊EOI時循環(huán)特殊循環(huán)110置優(yōu)先權(quán)命令010無操作2、 系統(tǒng)中的8259A芯片系統(tǒng)中的8259A芯片工作于單片方式，但可由用戶擴(kuò)展接成級聯(lián)方式，線路如下所示。圖中的圈點表示此為排針形式引出腳。8088XD0XD1XD2XD3XD4XD5XD6XD7IOY1XIORXIOWXA0INTRINAQS1D0IR0D1IR1D2IR2D3IR2D4IR2D5IR2D6IR2D7 8259 IR7INTINTA SP/ENCSRD CAS0WR CAS1A0 CAS2IRQ0IRQ1IRQ2IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7CAS0CAS1CAS2INTA+5V系統(tǒng)啟動時，8259A被初始化，

5、其初始化是通過系統(tǒng)中的初始化程序設(shè)置初始化命令字ICW來實現(xiàn)的。系統(tǒng)初始化時，規(guī)定0#和4#中斷源分別提供給實時時鐘和與PC微機(jī)聯(lián)機(jī)的串口通信使用，用戶可以使用其余中斷源。在進(jìn)入監(jiān)控后，只有4#中斷源處于開啟狀態(tài)，其他中斷源都被屏蔽了。中斷矢量地址和中斷號之間的關(guān)系如下表：中斷序號01234567功能調(diào)用08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH矢量地址20H-23H24H-27H28H-2BH2CH-2FH30H-33H34H-37H38H-3BH3CH-3FH說明時鐘可用可用串口2串口1可用可用可用3、 接口實驗單元中的R-S觸發(fā)器電路7400+5Vkk1+kk1-kk11kKK2-

6、KK2+KK1-KK1+8259AIRQ7 圖 R-S觸發(fā)器 圖 實驗（1）線路實驗內(nèi)容：一、 8259應(yīng)用實驗（1）按上右圖所示實驗線路編寫程序，使每次響應(yīng)外部中斷IRQ7時，顯示字符“7”，中斷10次后，程序退出。主程序修改IRQ7中斷矢量CX=00AHCX=0？開中斷屏蔽IRQ7開中斷停機(jī)YN顯示“7”CX=CX-1關(guān)中斷返回IRQ7中斷服務(wù)處理修正IMR，使IRQ7中斷允許STACKSEGMENTSTACKDW64 DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART:PUSHDSMOV AX,0000HMOV DS,AX;數(shù)據(jù)段

7、段寄存器清零MOV AX,OFFSET IRQ7；取中斷服務(wù)程序入口地址（相對地址）ADD AX,2000H；加裝載時IP地址（絕對地址）MOVSI，003CH ；填8259中斷7中斷矢量MOV SI,AX；填偏移地址MOV AX,0000HMOVSI，003EH MOV SI,AX；填段地址CLI；關(guān)中斷POP DSIN AL,21H；讀8259中斷屏蔽字AND AL,7FH ；開8259中斷7OUT 21H,ALMOV CX,000AH；設(shè)置中斷次數(shù)A1：CMP CX,0000HJNZ A2IN AL,21H；讀8259中斷屏蔽字OR AL，80H ；關(guān)8259中斷7OUT 21H,ALS

8、TIHLTA2：STIJMP A1IRQ7：MOV AH,01H ；中斷服務(wù)程序入口MOV AL,37H INT 10HMOVAL,20H ;“空格”INT 10HDEC CXMOV AL,20H OUT 20H,AL；結(jié)束中斷命令CLIIRETCODE ENDSEND START實驗步驟：（1） 按圖連接試驗線路，檢查無誤后打開實驗箱電源。（2） 輸入程序并檢查無誤，經(jīng)匯編、連接后通過調(diào)試窗口裝入系統(tǒng)0000:2000處。（3） G=0000:2000運行程序。（4） 重復(fù)按KK2微動開關(guān)，觀察顯示屏上顯示結(jié)果。二、 8259應(yīng)用實驗（2）KK2-KK2+KK1-KK1+8259AIRQ7I

9、RQ6編寫程序?qū)崿F(xiàn)：n 當(dāng)無中斷請求時，執(zhí)行主程序，延時顯示“main”，每顯示一個空一格；n 若有中斷請求，則執(zhí)行其中斷服務(wù)程序，顯示對應(yīng)中斷號“6”或“7”；n 若正在執(zhí)行較低級的中斷服務(wù)程序，則允許比它優(yōu)先級高的中斷被相應(yīng)（IRQ6IRQ7）。實驗程序如下：STACKSEGMENTSTACKDW64 DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTTABLEDB 4DH,41H,49H,4EH,20H,00HDATAENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXPUSHDSMOV AX,0000HMOV D

10、S,AXMOV AX,OFFSET IRQ6；取中斷服務(wù)程序入口地址 ADD AX,2000HMOV SI,0038H；填8259中斷6中斷矢量 MOV SI,AXMOV AX,0000HMOV SI,003AHMOV SI,AXMOV AX,OFFSET IRQ7；取中斷服務(wù)程序入口地址 ADD AX,2000HMOV SI,003CH；填8259中斷7中斷矢量 MOV SI,AXMOV AX,0000HMOV SI,003EHMOV SI,AXPOP DSMOVAL,13H；初始化ICW1OUT20H,ALMOVAL,08H； 初始化ICW2OUT21H,ALMOVAL,09H； 初始化

11、ICW4OUT21H,ALMOVAL,3DH； 配置OCW1 OUT21H,ALSTIA1：MOVCX,0007HMOVAL,0DHMOVAH,01HINT10H；顯示 回車 A2：MOVAH,06HMOVBX,OFFSET TABLEINT10H；顯示main CALLDALLYLOOPA2；循環(huán)顯示main JMPA1IRQ6：STI；開中斷 CALLDALLYMOV AL,36HMOV AH,01HINT 10H；顯示 6 MOV AL,20HOUT 20H,ALIRETIRQ7：STI；開中斷 CALLDALLYMOV AL,37HMOV AH,01HINT 10H；顯示 7 MOV

12、AL,20HOUT 20H,AL IRETDALLY:PUSHCX；出棧 CX PUSHAXMOV CX,0040HA3：MOVAX,056CHA4：DECAXJNEA4LOOPA3POPAXPOPCXRETCODEENDSEND START實驗步驟：（1） 畫出以上程序流程圖，并在程序后面填寫相應(yīng)注釋。Begin把IRQ6的服務(wù)程序的地址，填入中斷向量表中把IRQ7的服務(wù)程序的地址，填入中斷向量表中初始化8259相關(guān)的寄存器（ICW1，ICW2，ICW3，ICW4）開始程序，顯示字符“main“中斷請求無中斷請求有請求等待執(zhí)行中斷服務(wù)程序，顯示“6“ 或 ”7“執(zhí)行完成延時完成（2） 按圖連

13、接實驗電路，檢查無誤后打開實驗箱電源。（3） 輸入程序并檢查無誤，經(jīng)匯編、連接后裝入系統(tǒng)。（4） G=0000:2000運行實驗程序，記錄運行結(jié)果： 沒有按鍵時：延時顯示MAIN，每顯示一個空一格 單獨按下KK1或KK2時：按下KK1顯示6，接著延時顯示MAIN，每顯示一個空一格按下KK2顯示7，接著延時顯示MAIN，每顯示一個空一格 先按下KK1再按下KK2時：延時顯示6，接著延時顯示MAIN， 先按下KK2再按下KK1時：延時顯示67，接著延時顯示MAIN分析結(jié)果：實驗小結(jié)：實驗5主要是中斷實驗，通過這次實驗：1、掌握了8259A的工作原理； 2、掌握了編寫中斷服務(wù)程序的方法； 3、掌握了

14、初始化中斷向量的方法。教師評語：實驗六 8253定時/計數(shù)器應(yīng)用實驗實驗?zāi)康模?、 熟悉定時/計數(shù)器在系統(tǒng)中的典型接法。2、 掌握定時/計數(shù)器的工作方式及應(yīng)用編程相關(guān)理論知識：一、 8253可編程定時/計數(shù)器介紹8253可編程定時/計數(shù)器是Intel公司生產(chǎn)的通用外圍芯片之一。它有3個獨立的十六位計數(shù)器，計數(shù)頻率范圍為0-2MHz，所有計數(shù)方式和操作方式都通過編程進(jìn)行控制。1、8253的功能在實際應(yīng)用當(dāng)中，8253可以在不同場合實現(xiàn)以下功能：延時終端、可編程頻率發(fā)生器、事件計數(shù)器、分頻器、實時時鐘、數(shù)字單穩(wěn)、復(fù)雜的電機(jī)控制器。2、8253的工作方式方式0計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷方式1可重觸發(fā)的單穩(wěn)觸發(fā)

15、器方式2分頻器方式3方波頻率發(fā)生器方式4軟件觸發(fā)的選通信號方式5硬件觸發(fā)的選通信號3、8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 4、8253的控制字格式 5、8253的初始化編程送控制字到控制端口（43H）送計數(shù)初值到計數(shù)器端口（40H、41H、42H） 系統(tǒng)總線IOY2XIORXIOWXA0XA1+5V+5V8259-IRQ0OPCLK8251-TXCLK1.8432MHz+5VXD0XD1XD2XD3XD4XD5XD6XD7二、 系統(tǒng)中的8253芯片系統(tǒng)中裝有一片8253芯片，線路如上右圖所示：實驗內(nèi)容：一、 計數(shù)中斷實驗8253的通道2工作于方式0，用于事件計數(shù)，當(dāng)計數(shù)5次時，向8259A發(fā)出中斷請求信

16、號，顯示“M”，實驗線路如圖所示：KK18253計數(shù)/定時器+5VGATE2CLK2OUT28259中斷控制器IRQ7STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART:IN AL,21HAND AL, 7FH ；OCW1，開IRQ7中斷OUT 21H,ALMOV AL, 90H OUT 43h ,AL；設(shè)置8253控制字A1:MOV AL, 5H OUT 42h ,AL；設(shè)置計數(shù)初值HLTSTI ；開外部中斷(cpu)JMP A1MOV AX,014DH；中斷服務(wù)子程序INT 10

17、HMOV AX,0120HINT 10HMOV AL, 20H ；OCW2，常規(guī)EOI命令OUT 20H,ALIRETCODE ENDSEND START（1） 關(guān)閉電源，按圖接線，接通電源。（2） 輸入程序并檢查無誤，經(jīng)匯編、連接后裝入系統(tǒng)。（3） 用U2000命令查看“MOV AX，014DH”指令的偏移地址為 2012 。（4） 在0000:003CH單元填入中斷矢量，即0000:003C 12 20 00 00 。（5） 運行程序，并按動KK1鍵，在按動 5 次后，屏幕上顯示一個“M”，這是因為 當(dāng)計數(shù)超過5的時候，就會產(chǎn)生中斷，然后運行中斷程序：顯示“M“。二、 定時中斷實驗利用82

18、53的通道0工作于方式2來產(chǎn)生定時中斷（IRQ0），循環(huán)顯示“0”-“9”十個數(shù)，系統(tǒng)默認(rèn)線路如下。1.19MHz8253計數(shù)/定時器+5VGATE0CLK0OUT08259中斷控制器IRQ0STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART:PUSH DSMOV AX,0000HMOV DS,AXMOV AX,OFFSET IRQ0 ADD AX,2000HMOV SI, 0020H ；填中斷矢量表中的IPMOV SI,AXMOV AX,0000HMOV SI, 0021H ；填中

19、斷矢量表中的CSMOV SI,AXPOP DSMOV AL, FEh ；OCW1，開IRQ0中斷OUT 21H,ALMOV AL, 1Dh ；設(shè)置8253控制字OUT 43H,ALMOV AL,0FFH；設(shè)置8253計數(shù)初值低8位OUT 40H,ALMOV DL,30H；設(shè)置起始字符0A1:STIJMP A1；等待中斷IRQ0:MOV AH,01H；中斷服務(wù)子程序MOV AL,DLCMP AL,3AH；字符9，比較 JNZ A2；未完畢時轉(zhuǎn)A2繼續(xù)顯示 MOV AL,0DH；顯示完畢后換行INT 10HMOV AL,30H；重新設(shè)置起始字符A2:INT 10HINC AXMOV DL,ALMO

20、V AX,0120HINT 10HCALL DALLYMOV AL,20H；OCW2，常規(guī)EOI命令OUT 20H,ALIRETDALLY:MOV CX,0100H；延時 A3:MOV BX,0560HA4:DEC BXJNZ A4LOOP A3RETCODE ENDSEND START（1） 輸入程序并檢查無誤，經(jīng)匯編、連接后裝入系統(tǒng)。（2） 運行程序，顯示屏上出現(xiàn)現(xiàn)象為 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 。（3） 修改8253的時常數(shù)為 0FH ，再運行程序，顯示速度明顯變 快 。三、 電子發(fā)聲實驗系統(tǒng)的OPCLK（1.1625MHz）作為音樂節(jié)拍，從表格TABLE中查出每個音符對應(yīng)

21、的時常數(shù)送給計數(shù)器2（工作在方式3：方波頻率發(fā)生器），以確定音調(diào)，驅(qū)動揚聲器產(chǎn)生音樂，實驗線路圖如下：OPCLK1.1625MHz8253計數(shù)/定時器+5VGATE2CLK2OUT2SPK UNITSPK注意：SPK接線要在裝入程序并運行后進(jìn)行。STACK SEGMENT STACKDW 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,4

22、5H,45H,45H,45H,45H,45H,33H,33H,3DH,33H,26H,26H DB 26H,28H,2DH,2DH,26H,26H,33H,33H,33H,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,33

23、H,26H,26H,26H,28H,2DH DB 2DH,26H,2DH,33H,33H,33H,33H,33H,33H,45H,3DH,39H,39H DB 39H,52H,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,4DH,00HDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV BX,OFFSET TABLEMOV AL,BXMOV AH,00HA1:MOV DL,25H；時常數(shù)*25H作為計數(shù)值保存于AX中MUL DL；發(fā)音頻率= 1.1625MHz/37=314

24、Hz PUSH AXMOV AL, B7 ；計數(shù)器2，方式3，寫16位BCD初值OUT 43H,ALPOP AXOUT 42H,AL；設(shè)置低八位計數(shù)初值MOV AL,AHOUT 42H,AL；設(shè)置高八位計數(shù)初值INC BXMOV AH,00HMOV AL,BX；取下一個時常數(shù)TEST AL,0FFH；測試是否為最后一個00HJZ A3MOV CX,77FFH；延時播放當(dāng)前音符A2:PUSH AXPOP AXLOOP A2JMP A1；轉(zhuǎn)A1播放下一個音符A3:MOV BX,OFFSET TABLE；取第一個時常數(shù)，重新播放MOV AL,BXMOV AH,00HJMP A1CODE ENDSEN

25、D START（1） 關(guān)閉電源，按圖接線，檢查無誤后打開電源。（2） 輸入程序并檢查無誤，經(jīng)匯編、連接后裝入系統(tǒng)。（3） 運行程序，注意聽揚聲器發(fā)出的音樂聲。思考題：1、 在將計數(shù)初值賦給8253后，馬上就可以啟動并進(jìn)行定時或計數(shù)嗎？答：不會馬上就可以啟動并進(jìn)行定時2、 假設(shè)8253的通道1輸入時鐘頻率為2MHz，現(xiàn)在需要使用其作為分頻器，輸出62.5KHz頻率的時鐘，則應(yīng)設(shè)置計數(shù)初值（分頻系數(shù)）為多少？應(yīng)采用哪種工作方式？請寫出初始化程序。MOV AL,57HOUT 27H,ALMOV AL,32HOUT 25H，AL實驗小結(jié)：通過本次實驗，熟悉了8253定時器/計數(shù)器的內(nèi)部工作原理，透徹理

26、解了8253的方式控制字，狀態(tài)字等功能的實現(xiàn)原理，這是本次實驗最大的收獲！并且，掌握了對8253的初始化以及運行的過程。鍛煉。本次實驗比較成功，獲益匪淺教師評語：19實驗七 8255并行接口實驗實驗?zāi)康模?、 學(xué)習(xí)并掌握8255的各種工作方式及其應(yīng)用。2、 學(xué)習(xí)在系統(tǒng)接口實驗單元上構(gòu)造實驗電路。相關(guān)理論知識：一、8255可編程并行接口芯片介紹8255是Intel公司生產(chǎn)的通用并行IO接口芯片，它具有ABC三個并行接口，能在以下三種方式下工作：方式0：基本輸入/輸出方式方式1：選通輸入/輸出方式方式2：雙向選通工作方式8255工作方式控制字及C口置位/復(fù)位控制字如下圖所示：A方向C高4位方向B方

27、向C低4位方向1B方式0 0 0 0C口的位選擇1：置位0：復(fù)位A組方式其中：數(shù)據(jù)傳送方向0輸出，1輸入二、系統(tǒng)中的8255芯片8255的數(shù)據(jù)線、片選信號線、地址線、讀寫控制線等分別與系統(tǒng)總線相連，其ABC三個端口以排針形式引出，供8255實驗使用，其線路如圖所示，端口地址為60H63H。PA0PA7PB0PB7PC0PC7系統(tǒng)總線XIORXIOWXA0XA1RESETIOY3XD0XD1XD2XD3XD4XD5XD6XD7RDWRA0A1RESETCS實驗內(nèi)容及實驗步驟：一、8255接口應(yīng)用實驗（1）按圖所示實驗線路編寫程序，使8255端口A工作在方式0并作為輸出口，端口B工作在方式0并作為

28、輸入口。用一組開關(guān)信號接入端口B，端口A輸出線接至一組發(fā)光二極管上，然后通過對8255芯片編程來實現(xiàn)輸入/輸出功能。 PA0 PA7 PB0 PB78255D0D7K0K7SW-LED UNITSTACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART:MOVAL,82H OUT 63h ,ALA1：IN AL,61H OUT 60H,AL JMPA1CODEENDSENDSTART實驗步驟：（1） 按圖接線，接通電源。（2） 輸入程序并檢查無誤，經(jīng)匯編、連接后裝入系統(tǒng)。（3） 運行程序，撥

29、動開關(guān)組，觀察發(fā)光二極管與開關(guān)組狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。（4） 修改程序，實現(xiàn)以下功能應(yīng)增加什么指令： 發(fā)光狀態(tài)與開關(guān)組狀態(tài)相反：NOT AL 高4位與低4位狀態(tài)相反：MOV CL,4 RCR AL,CL二、8255接口應(yīng)用實驗（2）按圖所示實驗線路編寫程序，使8255端口A工作在方式0并作為輸出口。利用KK1+觸發(fā)系統(tǒng)的IRQ7中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)后，利用8255的A口輸出中斷計數(shù)狀態(tài)給LED燈顯示，中斷10次關(guān)閉中斷IRQ7并返回系統(tǒng)。 PA0 PA7 8255D0D7SW-LED UNIT（8259）IRQ7KK1+STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDS

30、DATASEGMENTNUMDB00HDATAENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:CLIPUSHDSMOV AX,0000HMOV DS,AXMOV AX,OFFSET IRQ7 ADD AX,2000HMOV SI,003CH；填8259中斷7中斷矢量MOV SI,AXMOV AX,0000HMOV SI,003EHMOV SI,AXPOP DSIN AL,21H；讀8259中斷屏蔽字AND AL,7FH；開8259中斷7OUT 21H,ALMOV AL,80H ；8255初始化OUT 63H,AL MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAL,NUMNOTALOUT60H,ALSTIMOVCX,10AGAIN:CMPCX,0JNZAGAININAL,21HOR AL,80H ；關(guān)8259中斷7OUT21H,ALINT03HIRQ7:INCNUMMOVAL,NUMNOT AL ；處理待輸出的數(shù)據(jù)OUT 6