第九章中断控制器计时定时控制器及DMA控制器

（3） 优先级自动循环方式
采用这种方式，各中断源优先级是循环变化的，主要用在系统
中各中断源优先级相同的情况下。一个设备的中断服务完成后，其
优先级自动降为最低，而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断 请求。
开始时，优先级队列还是IR0，IR1，IR2，IR3，IR4，IR5，IR6，
IR7(IR0最高，IR7最低)；若此时出现了IR0请求，响应IR0并处理完
接高电平，从片的该引脚接低电平。
9.1.2 8259A的工作方式
1.中断优先级管理方式 （1）全嵌套模式
也称固定优先级方式。在这种方式下，由IR端 引入的中断请求具有固定的优先级，IR0最高， IR7最低。8259A的默认方式。
当一个中断请求被响应时，ISR中的对应位ISn 被置1，8259A把中断类型号放到数据总线上，然 后进入中断服务程序。一般情况下(除中断自动 结束方式外)，在CPU发出中断结束命令前，此对 应位一直保持为1，以封锁同级或低级的中断请 求，但并不禁止比本级优先级高的中断请求。
CPU收到中断请求后，若IF=1，则CPU完成当前指 令后响应中断，即执行两个中断响应周期，在 INTA 引脚上发出两个负脉冲。 8259A收到第一个负脉冲后，使IRR锁存功能失效， 不接受IR0～IR7上的中断请求信号；直到第二个负脉 冲结束后，才又使IRR锁存功能有效，并清除IRR的相 应位，使ISR的对应位置1，以便为优先级判别器以后 的判别提供依据。 收到第二个负脉冲后，8259A把当前中断的中断 类型号送到D7～D0，CPU根据此类型号进入相应的中断 服务程序。在中断服务程序结束时向8259A发中断结 束命令，该命令将ISR寄存器的相应位清0，中断处理 结束。
正在处理的中断(即最后一次被响应和处理的中断)，
将其清0，就相当于结束了当前正在处理的中断。
③特殊中断结束方式(SEOI)
(结合OCW2）
在非全嵌套方式下，根据ISR的内容无法确定最后所
响应和处理的是哪一级中断。这种情况下，就必须用特殊
的中断结束方式，即在程序中要发一条特殊中断结束命令， 该命令指出了要清除ISR中的哪一位。
注意：在级联方式下，一般不用中断自动结束方式，
而是用一般结束方式或特殊结束方式。在中断处理程序结
束时，必须发两次中断结束命令，一次是发往主片，另一 次发往从片。
9.1.3
8259A芯片的控制字及其工作方式
8259A有两类命令字：初始化命令字ICW和操作命令字OCW。
在8259A的控制部分有7个CPU可访问的寄存器。分成两组： 一组用做存ICW，另一组存OCW。
优先权判别器PR：能够将各中断请求中优先 级最高者选中，并将ISR中相应位置1。
数据总线缓冲器：8259A与系统之间传送信 息的数据通道。 读/写控制逻辑：包含了初始化命令字寄存 器和操作命令字寄存器。其功能是确定数据总线 缓冲器中数据的传输方向，选择内部的各命令字 寄存器。
级联缓冲/比较器：存放和比较在系统中用 到的所有8259A的级联地址。
成后，队列变为IR1，IR2，IR3，IR4，IR5，IR6，IR7，IR0；若又
IR2，IR3，IR4(IR5变为最高优先级)。
出现了IR4请求，处理完IR4后，队列变为IR5，IR6，IR7，IR0，IR1，
（4）优先级特殊循环方式 该方式与优先级自动循环方式相比，只有一点不同， 即可以设置开始的最低优先级。例如，最初设定IR4为
1．初始化命令字
(1) ICW1 ICW1主要用于设置工作方式。
(8086/8088系统中这3位不用，置为0。)
对A0=0的端口写入一个D4=1的数据，表示初始化编程 开始。 D4：特征位，必须为1； D3 ：LTIM位，设置中断请求信号的触发方式，0为边 沿触发，1为高电平触发。 D1：SGNL位，是否工作在单片方式，0为多片级联， 1为单片。 D0 ：IC4 位，是否有ICW4 ，0表示后面不需设置命令 字ICW4，1表示后面还需要设置ICW4。 D2和D7D5：仅对8080/8085系统有意义，8086/8088 系统中这3位不用，置为0。
②一般中断结束方式(即全嵌套方式下的正常EOI,也即 非指定的EOI命令，OCW2中命令字为20H） 该方式用于全嵌套方式下的中断结束。CPU在中断 服务程序结束时，向8259A发常规中断结束命令，将 8259A的中断服务寄存器中最高优先级的IS位清0。在 全嵌套方式下，ISR中最高优先级的IS位，对应于当前
在8086/8088系统中，只设置D7D3，即只需设置中断
类型号的高5位，编程时D2D0的值可任意设定(通常设为 0)，D2D0的实际内容由8259A根据中断请求来自IR0IR7的 哪一个输入端，自动填充为000111中的某一组编码，与 高5位一同构成8位的中断类型号。
IR7IR0：中断请求信号，输入，从I/O接口 或其他8259A(从控制器)上接收中断请求信号。
INT：8259A向CPU发出的中断请求信号，高 电平有效，该引脚接CPU的INTR引脚。 INTA：中断响应信号，输入，接收CPU发来 的中断响应脉冲以通知8259A中断请求已被响应， 使其将中断类型号送到数据总线上。
9.1.1
8259A的内部结构
INTA
INT 控制电路 内部总线
D7～D0
数据总线 缓冲器
RD WR A0 CS
读/写 控制逻辑
中断服务 寄存器 (ISR)
优先权 判别器 (PR)
中断请求 寄存器 (IRR)
IR 0 IR 1 IR 7
… …
CAS 0 CAS 1 CAS 2
SP/ EN
级联缓冲/比较器
3．中断结束方式
①中断自动结束方式（即全嵌套方式下的自动EOI) 该方式在第二个INTA负脉冲的后沿即完成对应的ISR 位的复位。注意，该方式是在中断响应后，而不是在中 断处理结束后将ISR位清0。这样，在中断处理过程中， 8259A中就没有“正在处理”的标识。此时，若有中断请 求出现，且IF＝1，则无论其优先级如何，都将得到响应。 尤其是当某一中断请求信号被CPU响应后，如不及时撤消， 就会再次被响应(即二次中断)。所以，中断自动结束方 式适合于中断请求信号的持续时间有一定限制以及不出 现中断嵌套的场合。
第9章 中断控制器、计数/定时控制器 及DMA控制器
9.1 可编程中断控制器8259A
8259A的功能 用于管理和控制80x86 的外部中断请求。
主要功能： ①一片8259A可以接受并管理8级可屏蔽中断请求。 ②对每一级中断都可以通过程序来屏蔽或允许。 ③在中断响应周期，8259A可为CPU提供相应的中断 类型码、屏蔽中断输入。 ④具有多种工作方式，并可通过编程来加以选择。
注意：要在每一个中断服务程序末尾使用EOI
命令，使相应的ISRn＝0，以结束本次中断，开 放本中断请求以及本中断以下的各级中断。
（2） 特殊全嵌套中断方式
在主从结构的8259A系统中，将主片设置为 特殊全嵌套方式，可以在处理某一级中断时，不 但允许优先级更高的中断请求进入，也允许同级 的中断请求进入。
பைடு நூலகம்
单片8259A可管理8级中断，若采用级联方式，最多 可以用9片8259A构成两级中断机构，管理64级中断。
3.中断触发方式
（1） 电平触发方式
该方式以IR端上出现的高电平作为中断请求信号。请求
一旦被响应，该高电平信号应及时撤除。
（2）边沿触发方式
该方式以IR端上出现由低电平向高电平的跳变作为中断 请求信号，跳变后高电平一直保持，直到被响应。
INT SP / EN CAS 2
CS：片选信号，输入，低电平有效，来自地 址译码器的输出。只有该信号有效时，CPU才能 对8259A进行读/写操作。 WR ： 写 信 号 ， 输 入 ， 低 电 平 有 效 ， 通 知 8259A接收CPU从数据总线上送来的命令字。
RD：读信号，输入，低电平有效，用于读取 8259A中某些寄存器的内容。 D7D0：双向、三态数据线，接系统数据总 线的D7D0，用来传送控制字、状态字和中断类 型号等。
4．与系统总线的连接方式 （1） 缓冲方式 缓冲方式主要用于多片8259A级联的大系统中。在缓 冲方式下，8259A通过总线收发器(如8286)和数据总线相 连。8259A的SP/EN作为输出(EN有效)。
（2） 非缓冲方式
非缓冲方式主要用于单片8259A或片数不多的8259A级 联的系统中。该方式下，8259A直接与数据总线相连， 8259A的SP/EN作为输入(SP有效)。只有单片8259A时， SP/EN端必须接高电平；有多片8259A时，主片的SP/EN端
中断屏蔽寄存器 (IMR)
中断请求寄存器IRR：8位，接受并锁存来自 IR0～IR7的中断请求信号。 中断服务寄存器ISR：8位，保存当前正在处 理的中断请求。
中断屏蔽寄存器IMR：8位，若IRR中记录的 各级中断中有任何一级需要屏蔽，只要将IMR的 相应位置1即可，未被屏蔽的中断请求进入优先 权判别器。
最低优先级，那么IR5就是最高优先级，而优先级自动循
环方式中，最初的最高优先级一定是IR0。
（5） 查询方式
这种方式下，CPU的IF位为0，禁止外部的中断请求。 外设仍然向8259A发中断请求信号，要求CPU服务，此 时，CPU需要用软件查询方法来确认中断源，从而实现 对外设的服务。CPU首先向8259A发查询命令，紧接着
(2) ICW2 ICW2用于设置中断类型号，写入A0=1的端口。
A0 1 D7 A15 T7 D6 A14 T6 D5 A13 T5 D4 A12 T4 D3 A11 T3 D2 A10 D1 A9 D0 A8
8080/8085系统 中断矢量的A15～A8 8086/8088系统 中断矢量的T7～T3
当计算机刚启动时，用初始化程序设定ICW，即由CPU按次 序发送24个不同格式的ICW，用来建立起8259A操作的初始状 态，此后的整个工作过程中该状态保持不变。相反，OCW用于动 态控制中断处理，是在需要改变或控制8259A操作时随时发送 的。每片8259A有2个片内地址A0=0和A0=1，所有的命令字都是 通过这两个端口来发送的。 注意，当发出ICW或OCW时，CPU中断申请引脚INTR应关闭。