試驗報告四中斷系統(tǒng)試驗

1、PUTIAN UNIVERSITY成績:信息工程學院實驗報告課程名稱：微機原理與接口技術實驗項目名稱：中斷系統(tǒng)實驗實驗時間：2016.11.24指導老師（簽名）：班級：姓名：學號：一、實驗目的1. 掌握8259中斷控制器的工作原理。2. 掌握系統(tǒng)總線上中斷請求的應用編程方法。二、實驗設備PC微機一臺、TD-PITD+實驗系統(tǒng)一套。三、實驗原理1. 中斷控制器8259簡介中斷控制器8259是Intel公司專為控制優(yōu)先級中斷而設計開發(fā)的芯片。它將中斷源優(yōu)先級排隊、辨 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8259進行編程，就可以 管理8級中斷，并選擇優(yōu)先模式和中斷請

2、求方式，即中斷結(jié)構可以由用戶編程來設定。同時，在不需增 加其他電路的情況下，通過多片8259的級連，能構成多達64級的矢量中斷系統(tǒng)。它的管理功能包括：1） 記錄各級中斷源請求，2）判別優(yōu)先級，確立是否響應和響應哪一級中斷，3）響應中斷時，向CPU傳送 中斷類型號。8259的內(nèi)部結(jié)構和引腳如圖4-1所示。8259的命令共有7個，一類是初始化命令字，另一類是操作命令。8259的編程就是根據(jù)應用需要 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。ICW1-ICW4各命令字格式如圖4-2所示，OCW1-OCW3務命令字格式如圖4-3所示

3、，英中 OCW1用于設置中斷屏蔽操作字，OCW2用于設宜優(yōu)先級循環(huán)方式和中斷結(jié)朿方式的操作命令字，OCW3 用于設置和撤銷特姝屏蔽方式、設巻中斷查詢方式以及設垃對8259內(nèi)部寄存器的讀出命令。2. 8259寄存器及命令的控制訪問在硬件系統(tǒng)中，8259僅占用兩個外設接口地址，在片選有效的情況下，利用A0來尋址不同的寄存 器和命令字。對寄存器和命令的訪問控制如表4-1所示。第3頁共10貞INTAINT數(shù)撫總線 緩沖器RDcfwr 讀/q電坷rAO 7CS «CASOCAS1CAS2SP/EN級聯(lián)緩沖器/比較器中斷服務器:ISR）優(yōu)先級分析器中斷請求寄存器:1RR 丿HR0 v-IRI Y

4、-IR2 + IR3 + R4 *-IR5 + IR6 IR7CSc WRcKI)0D7DO1CWI初始化ICW2、命令竊ICW3存器組ICW4/內(nèi)部總線中斷屏蔽寄存器（IMR）OCWl0CW20CW3 操作命令寄存器組12827262524231 825922212010191118121713161415CASO CAS1GNDVCCAOa INTAIR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IROINTSPENCAS28259內(nèi)部結(jié)構和引腳圖DI=ODl=l0()=00()=1D3=0:不 SR 要 ICW4:儒姜ICW4!多艸級聯(lián)s用:邊沿蝕發(fā)圖 4-2 (a) ICW1 格式A0070

5、60504D3D2D1DOT7T6T5T4T30rq屮斷類型弓的崗5位8086/8088不便丿IJ圖42 (b) ICW2格式AOD71)6D51)4D3D2DIDOEZIS? |S6S5S41 S31 S2 |SISO主片AOD7D6D51>4D3D2DIDOEG1 1|1 102 |1D1IDO從片不可用圖4-2 (0 ICW3格式AOD7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO|T|0|0|0| SFNM| BUF| M/S| AEOI|圖42(d) ICV4格式AOHRSLEOI00L2L1L0D7D6D5D2DI0CW2001一般 EOI中斷結(jié)束命令011特殊EOI101循環(huán)

6、優(yōu)先權的一般EOI自動循環(huán)100在自動EOI下迓循環(huán)優(yōu)先權000在自動EOI下復位循環(huán)優(yōu)先權111循環(huán)優(yōu)先權的特殊EOI命令110設宜優(yōu)先權特殊循環(huán)010無效編碼對應IR 的低優(yōu)先權A0D7D6D5D4D3D2D1DO0ESMMSMM01PRRRISOCW30X：無效0：不査詢Ox無效10：復位特殊屛蔽1：允許査詢10：可讀IRR11：設宜特殊屛蔽11：可讀ISR圖4-3 OCW命令字格式表8259寄存器及命令的訪問控制AOD4D3讀信號寫信號片選操作0010讀出ISRJRR的內(nèi)容1010讀出IMR的內(nèi)容000100寫入OCW2001100寫入OCW301X100寫入ICW11XX100寫入

7、OCW1, ICW2, ICW3, ICW43. PC微機系統(tǒng)中的8259在80x86系列PC微機系統(tǒng)中，系統(tǒng)中包含了兩片8259中斷控制器，通過級連可以管理15級硬 件中斷，但其中部分中斷號已經(jīng)被系統(tǒng)硬件占用，具體使用情況如表4-2示。兩片8259的端口地址為： 主片8259使用20H和21H兩個端口；從片使用A0H和A1H兩個端口。系統(tǒng)初始化兩片8259的 中斷請求信號均采用上升沿觸發(fā)，采用全嵌套方式，優(yōu)先級的排列次序為0級最高，依次為1級、8級 15級，然后是3級7級。在實驗平臺上系統(tǒng)總線單元的INTR1和INTR2兩個信號對應的是兩路中斷請求線。在Tdpit集成操作環(huán)境中,INTR1對

8、應的是PC機內(nèi)部主片8259中斷的IRQ7, INTR2對應的是IRQ6。PC機內(nèi)部第3頁共10頁8259已經(jīng)在PC啟動時初始化好，在使用時主要是將其中斷屏蔽位打開，修改中斷向量，程序結(jié)束時還 原中斷向量。表42 PC微機系統(tǒng)中的硬件中斷中斷號功能中斷向量號中斷向量地址主 8259 IRQ0日時鐘/計數(shù)器008H0020H OO23H主 8259 IRQ1鍵盤09H0024H OO27H主 8259 IRQ2接從片82590AH0028H 002BH主 8259 IRQ3串行口 20BH002C H 002FH主 8259 IRQ4串行口 10CH0030H OO33H主 8259 IRQ5并

9、行口 20DH0034H OO37H主 8259 IRQ6軟盤0EHOO38H 003BH主 8259 IRQ7并行口 10FH003CH 003FH從 8259 IRQ8實時鐘70H01C0H-01C3H從 8259 IRQ9保留71H01C4H-01C7H從 8259 IRQ10保留72H01C8H-01CBH從 8259 IRQ 11保留73H01CC H 01CFH從 8259 IRQ 12保留74H01D0H 01D3H從 8259 IRQ 13協(xié)處理器中斷75H01D4H 01D7H從 8259 IRQ 14硬盤控制器76H01D8H-01DBH從 8259 IRQ 15保留77H

10、0IDC H 01DFH四. 實驗內(nèi)容與步驟1.單中斷應用實驗在前而已經(jīng)介紹了實驗平臺上系統(tǒng)總線單元的INTR1中斷請求信號已經(jīng)是對應到PC機內(nèi)部主片 8259的IRQ7O INTR1產(chǎn)生一個上升沿的中斷請求，PC機內(nèi)部相應的IRQ7中斷處理就會得到響應。 所以，使用INTR1中斷請求信號,就相當在使用PC機內(nèi)部IRQ7中斷。本實驗要求使用總線上INTR1 （IRQ7）中斷請求線完成一次單中斷應用實驗。用單次脈沖上升沿模擬中斷源，中斷處理程序完成任屏幕 上的顯示字符“7” o參考程序流程如圖44所示。實驗步驟如下。開始I 關中斷I替換INTR中斷矢雖打開INTR屮斷屏蔽位關中斷開中斷恢復INT

11、R中斷矢量入口|恢復INTR屮斷屏蔽字開中斷I中斷處理(顯示字符)返何到DOSWpC丙8259發(fā)中斷結(jié)束命令(a)主程序結(jié)束中斷返冋(b)中斷處理程序圖4-4 8259單中斷應用實驗參考程序流程圖(1) 實驗接線圖如圖4-5所示，按圖接線。系統(tǒng)總線NTRI0-0KK1+單次脈沖單元S 4-5 (a) 8259單中斷實驗參考接線圖222PP9Cf?SS k 7QP9992!?!?laHKWBBBi - *圖4-5 (b) 8259單中斷實驗實物接線圖(2) 運行Tdpit集成操作軟件，進入編借調(diào)試集成環(huán)境。(3) 根據(jù)程序設計使用語言不同，在“語言設宜”菜單項中設置所使用的語言。如圖4-6所示。

12、該項 一經(jīng)設苣，會再下次啟動后仍保持不變。圖46設語盲環(huán)境第12頁共10貞(4) 開始新建文件進行編程。點擊“文件"菜單項中的“新建"，可以新建一個空白文檔。默認名為Td-pitU 如圖47所示。圖47新建空白文檔(5) 編寫程序.如圖4-8所示，并保存，此時軟件會提示輸入新的文件名，輸入文件名后點擊保存。;T8259- 1 asm：8259單中斷應用實驗:查看端口資源分配情況，記錄實驗系統(tǒng)I/O踹口始地址INTR_IVADD EQU 003CH; INTR對應的中斷矢量地址STACK1 SEGMENT STACKDW 256 DUPMESDB1 Press any key

13、 toCS BAKDWIP BAKDWIM BAKDB?DATA ENDSDATA SEGMENT©Hit! ' fOAHJDHJAHJDH/F;保存INTR原中斷處理程序入口, ;保存IbTTR原中斷處理程序入口 ;保存田TR原中斷屏蔽字的變量STACK1 ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DxTASTART: MOV AX,DATA;顯示i長岀提示MOV DS,AXMOV DX,OFFSET MESH圖4-88259單中斷實驗程序編輯界面編譯連接成功會在輸出信息(6) 點擊筋，編譯文件，若程序編譯無誤，然后再點擊圏，連接程序。欄顯示輸出信

14、思，如圖49所示。XC CopyRight 2009編譯T8259-1.obj - 0 error(s), 0 warning(s) 鏈接“T8259-1.exe - 0 error(s), 0 warning (si信息欄,結(jié)果圖4-9編譯逹接輸出佰恵(7) 編譯連接成功后可以點擊伽，運行程序，查看運行結(jié)果。五、實驗結(jié)果及分析：(1)編譯連接成功后，使用運行命令運行程序，重復按單次脈沖開關KK1 + ,查看結(jié)果。C:wi ndowssystem 32cmd. exeDPress any key to exit?F77777777777圖410結(jié)果顯示窗口分析：重復按單次脈沖開關KK1 + ,

15、顯示屏會顯示字符“7”，說明響應了中斷。(2)編譯連接成功后，在程序編輯界而點擊1,調(diào)試程序，進入調(diào)試界而，進行程序的調(diào)試，如圖4-11所示。圖411調(diào)試界面分析：通過設程斷點并運行，査看對應寄存器情況。六、實驗總結(jié)：通過本實驗，我初步了解了存儲器擴展的方法和存儲器的讀/寫，以及學會了如何檢査硬件連線是否岀 錯。初步掌握CPU對32位和8位存儲器的訪問方法。同時對實驗系統(tǒng)配套操作軟件的使用也更加熟 練。通過本次實驗加深了對理論編程的知識的理解，鞏固了我的理論知識。附錄：;T8259-l.asm;8259單中斷應用實驗:查看端口資源分配情況，記錄實驗系統(tǒng)I/O端口始地址INTRVADD EQU

16、003CH:INTR對應的中斷矢量地址第8頁共10頁STACK 1 SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK1 ENDSDATA SEGMENTMESDBPress any key to exit!',0AH.0DH.0AH.0DH.'S'CS_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口段地址的變量IP_BAKDW?;保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址的變量IM_BAKDB?:保存INTR原中斷屏蔽字的變量DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE.DS:DATASTART: MOVMOVMOVMOVINT 21H

17、CLIAX.DATADS.AXDX.OFFSET MESAH.09H:顯示退出提示MOVAX.0000H;替換INTR的中斷矢量MOVES.AXMOVDI.INTRVADDMOVAX.ES:DIMOVIP_BAK,AX:保存INTR原中斷處理程序入口偏移地址MOVAX.OFFSET MYISRMOVES:DI.AX；設置當前中斷處理程序入口偏移地址ADDDL2MOVAX.ES:DIMOVCS_BAK,AX;保存INTR原中斷處理程序入口段地址MOVAX.SEG MYISRMOVES:DI,AX；設直當前中斷處理程序入口段地址INAL.21HMOVIM_BAK.AL:保存INTR原中斷屏蔽字ANDALJFHOUT21H.ALSTIWAIT1: MOVAHJ:判斷是否有按鍵按下INTI6HJZWAIT1；無按鍵則跳回繼續(xù)等待，有則退出QUIT: CLIMOVAX.0000H;恢MINTR原中斷矢量MOVES.AXMOVDI.INTRVADDMOVAX,IP_BAK:恢負INTR原中