8259A可编程中断控制器详解

"微机原理及应用：第七章 微型计算机中断系统 (2).pdf" 在微机系统中，中断技术扮演着至关重要的角色，它允许计算机在执行当前任务时，能够响应外部或内部发生的紧急事件。8259A是Intel设计的一种可编程中断控制器，用于管理和协调多个中断源，确保系统的高效运行。本章主要介绍了8259A的工作原理和编程方法。 8259A的主要组成部分包括中断服务寄存器ISR（Interrupt Service Register）、中断请求寄存器IRR（Interrupt Request Register）、中断屏蔽寄存器IMR（Interrupt Mask Register）以及一系列的控制和状态寄存器。ISR记录了正在被服务或已服务的中断，IRR则存储待处理的中断请求。IMR用于设置中断屏蔽，通过它可以决定哪些中断可以被CPU响应。 初始化命令字（ICW）是配置8259A操作的关键步骤，由四个部分组成：ICW1、ICW2、ICW3和ICW4。ICW1定义8259A的操作模式，如边沿触发或电平触发、单片工作还是级联工作，并指示是否需要ICW4。ICW2设置了中断类型号，这些类型号用于区分不同的中断源。ICW3用于标识主片和从片的关系，以实现多片级联，扩展中断线的数量。ICW4则是进行最后的配置，如设置特殊完全嵌套模式（SFNM）等。 8259A的初始化过程始于将ICW1写入偶地址端口，随后依次写入其他命令字到奇地址端口。例如，ICW1的一个重要标志位是“LTIM”，当设置为1时，表示使用低电平触发中断，而为0则表示使用上升沿触发。此外，ICW2中的中断类型号由D7至D0位表示，高5位始终为0，低3位根据实际中断线来设置。 中断处理流程通常包括中断请求、中断响应、中断处理和中断返回四个阶段。当一个中断源向8259A发送中断请求后，8259A会检查IMR，如果中断未被屏蔽，则将中断请求传递给CPU。CPU响应中断后，会保存当前状态并跳转到相应的中断服务程序进行处理。中断服务完成后，通过执行中断结束指令EOI（End of Interrupt）通知8259A中断处理结束，然后恢复现场，返回到被中断的程序。 8259A的中断处理机制极大地增强了微机系统的实时性和可靠性，使得系统能够在处理关键任务的同时，有效地处理突发事件，从而保证了系统的正常运行。对于计算机科学和工程专业的学生以及硬件开发者来说，理解和掌握8259A中断控制器的工作原理及其编程方法是至关重要的。