8259A中断控制器配置与中断系统解析

本文主要介绍了80X86 CPU的中断系统，特别是中断控制器8259A在中断控制中的作用及其编程。中断系统分为内部中断和外部中断，通过中断向量机制处理256个中断。8259A用于管理可屏蔽中断源，并通过ICW3设置中断分配。 8086中断系统的关键特性是它能够处理256个中断，每个中断由一个0到255的中断向量号标识。中断向量表是一个1KB的存储区域，存储了每个中断服务程序的入口地址，包括段地址CS和偏移地址IP。中断向量的地址由中断号乘以4计算得出，中断号从0开始。 中断分为内部中断和外部中断。内部中断是由CPU内部异常引发的，如除法错误、单步中断等，提供了一种处理程序运行时异常的有效方式。外部中断则是由外部硬件产生的，例如可屏蔽中断和非屏蔽中断，用于响应外部设备的请求或处理紧急事件。 8259A中断控制器是用于管理可屏蔽中断的重要组件，它具有8个输入中断请求线(IR0-IR7)。在级联模式下，可以通过ICW3配置主片和从片，如主片8259的ICW3设置为03H，从片A的ICW3设置为00H，从片B的ICW3设置为01H。这些设置决定了中断请求如何被分配到不同的中断线。 中断优先权管理是确保CPU正确响应中断请求的关键。当存在多个中断源时，CPU需要根据优先级顺序来处理。8259A通过硬件实现了中断优先权编码，使得CPU可以优先处理级别高的中断。中断响应的硬件方法还包括中断优先权编码电路和链式优先权电路，它们允许系统灵活地定义中断优先级。 在实际应用中，为了实现中断系统的有效管理，开发者需要对8259A进行初始化编程，这通常涉及写入初始化命令字(ICW)和操作命令字(OCW)。ICW定义中断结构，如中断的级联、中断的初始优先级等，而OCW则用来动态调整中断处理的特性，如中断屏蔽、优先级循环等。 8259A的工作原理是，当一个中断发生时，相关的中断请求线被激活，8259A会检查当前是否有更高的优先级中断正在处理，如果没有，它会向CPU发送中断请求(INTR)信号，CPU响应后，将进入中断服务程序，处理相应的中断事件。 总结来说，8086的中断系统和8259A中断控制器是微处理器与外部设备交互的重要机制，它们确保了系统能够及时、有序地响应各种中断事件，从而实现高效的多任务处理和系统响应能力。