《微机原理与接口技术》 第5章控制器接口 教案 作者:李芷 2003.5.10
第 5 章 控制器接口 教 案 作者：李芷 2003.5.10 《微机原理与接口技术》
第5章控制器接口 ⊙5.1中断控制器8259A ⊙52DMA控制器8237A ⊙53定时计数器8253
第5章 控制器接口 5.1 中断控制器8259A 5.2 DMA控制器8237A 5.3 定时/计数器8253
5.1中断控制器8259A ⊙5118259A的功能 5.128259A的内部结构和管脚 5138259A的中断管理方式 o5148259A的编程设置
5.1 中断控制器8259A 5.1.1 8259A的功能 5.1.2 8259A的内部结构和管脚 5.1.3 8259A的中断管理方式 5.1.4 8259A的编程设置
5.1.18259A的功能 Intel8259A中断控制器是把中断源识别、中断优先权排队、 中断屏蔽、中断向量提供等功能集于一身的,专用于微机 系统中断管理的大规模集成电路芯片 ◆管理8个具有优先权的中断,通过级连可以扩展至64个 ◆每个中断都可以设定屏蔽或开放。 ◆有多种中断优先权排队模式 ◆当中断响应时,可提供相应的中断类型号,中断类型号可 以由用户设定 ◆可以通过编程设定或变更8259A的各种工作方式
5.1.1 8259A的功能 Intel 8259A中断控制器是把中断源识别、中断优先权排队、 中断屏蔽、中断向量提供等功能集于一身的，专用于微机 系统中断管理的大规模集成电路芯片。 ◆管理8个具有优先权的中断，通过级连可以扩展至64个。 ◆每个中断都可以设定屏蔽或开放。 ◆有多种中断优先权排队模式。 ◆当中断响应时，可提供相应的中断类型号，中断类型号可 以由用户设定。 ◆可以通过编程设定或变更8259A的各种工作方式
5.1.28259A的内部结构和管脚 1.8259A的内部结构 INTA INT DrDo 数据总线 缓冲器 控制逻辑 初始化命令操作命令 寄存器组 寄存器组 RD WR 读/写 控制 A 逻辑 中断 中断 服务 优先级 请求 寄存器 分析器 寄存器IRo-IR CAS 级连缓冲 (ISR) (PR) (IRR CAS /比较器 SPEN头 中断屏蔽寄存器(IMR)
5.1.2 8259A的内部结构和管脚 1. 8259A的内部结构 数据总线 缓冲器 D7~D0 读/写 控制 逻辑 RD WR CS A0 级连缓冲 /比较器 CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN 中断 服务 寄存器 （ISR） 优先级 分析器 （PR） 中 断 屏 蔽 寄 存 器 （IMR） IR0~IR7 中断 请求 寄存器 （IRR） INTA INT 控 制 逻 辑 初始化命令 寄存器组 操作命令 寄存器组
8259A的工作过程 ◆中断源在中断请求输入端RR2上产生中断请求。 ◆中断请求被锁存在IRR中,并经IMR屏蔽/允许,其结果送给优先 权电路判优 ◆优先权电路检出当前优先权最高的中断请求位,设置ISR中的对应 位 ◆控制逻辑接受ISR的中断请求,向CPU发出中断请求IT信号。 ◆当CPU从INTR管脚接受8259A的NT信号,进入两个连续中断响 应周期。第一个响应周期通知8259A作响应准备,第二个响应周 期8259A将响应的中断类型号输出到数据总线上 ◆CPU读取该中断类型号,转移到相应的中断处理程序
8259A的工作过程 ◆中断源在中断请求输入端IR0~IR7上产生中断请求。 ◆中断请求被锁存在IRR中，并经IMR屏蔽/允许，其结果送给优先 权电路判优。 ◆优先权电路检出当前优先权最高的中断请求位，设置ISR中的对应 位。 ◆控制逻辑接受ISR的中断请求，向CPU发出中断请求INT信号。 ◆当CPU从INTR管脚接受8259A的INT信号，进入两个连续中断响 应周期。第一个响应周期通知8259A作响应准备，第二个响应周 期8259A将响应的中断类型号输出到数据总线上。 ◆ CPU读取该中断类型号，转移到相应的中断处理程序
5.1.28259A的内部结构和管脚 2.8259A的管脚及其功能 ◆DDa:双向三态数据线,直接和系统数据总线的8位相连。 ◆IR。IR3:中断请求输入线,通常R为最高优先权,IR7为最低优先 权 INT:中断请求输出线,与CPU的INTR中断请求端连接 ◆INTA:中断允许线,接受来自CPU的中断响应信号。 ◆CS,RD,wR:分别是片选、读命令、写命令信号线,它们相互配 合实现对8259A中不同寄存器的读或写操作 ◆A:端口地址线。A。=0,为8259A偶地址端口,A。=1为8259A奇地址 端口 ◆CAS2CAS0:级连信号线,对于主片8259A,它是输出线;而对于 从片8259A,它是输入线。它们用于多片8259A的级连控制。 ◆SPEN:主从/允许缓冲线,具有双向功能。/作为输入还是输出,取 决于8259A是否采用缓冲方式
5.1.2 8259A的内部结构和管脚 2. 8259A的管脚及其功能 ◆ D7~D0：双向三态数据线，直接和系统数据总线的8位相连。 ◆ IR0~IR7：中断请求输入线，通常IR0为最高优先权，IR7为最低优先 权。 ◆ INT：中断请求输出线，与CPU的INTR中断请求端连接。 ◆ INTA：中断允许线，接受来自CPU的中断响应信号。 ◆ CS，RD，WR：分别是片选、读命令、写命令信号线，它们相互配 合实现对8259A中不同寄存器的读或写操作。 ◆ A0：端口地址线。A0=0，为8259A偶地址端口，A0=1为8259A奇地址 端口。 ◆ CAS2~CAS0：级连信号线，对于主片8259A，它是输出线；而对于 从片8259A，它是输入线。它们用于多片8259A的级连控制。 ◆ SP/EN：主从/允许缓冲线，具有双向功能。/作为输入还是输出，取 决于8259A是否采用缓冲方式
5.1.38259A的中断管理方式 1.优先级设置方式 2.中断屏蔽方式 3.中断结束方式 4.与系统总线的连接方式 5.中断请求的引入方式
5.1.3 8259A的中断管理方式 1．优先级设置方式 2．中断屏蔽方式 3．中断结束方式 4．与系统总线的连接方式 5．中断请求的引入方式
8259A中断优先级设量方式 ◆全嵌套方式 全嵌套方式是8259A最常用的一种工作方式。如果8259A 初始化后没有设置其他优先级方式,那么就按全嵌套方 式工作。全嵌套方式可以把与它同级或优先权更低的中 断请求屏蔽,只有优先权比它高的中断请求才被开放, 实现中断嵌套。此时中断优先权的级别是固定的,按 IR0~IR逐级次之 ◆特殊全嵌套方式 特殊全嵌套方式可以响应同级的中断请求,从而实现 种对同级中断请求的特殊嵌套。特殊全嵌套方式一般用 于8259A的级连情况。主片则必须采用特殊全嵌套方式, 而从片可采用全嵌套方式
8259A中断优先级设置方式 ◆全嵌套方式 全嵌套方式是8259A最常用的一种工作方式。如果8259A 初始化后没有设置其他优先级方式，那么就按全嵌套方 式工作。全嵌套方式可以把与它同级或优先权更低的中 断请求屏蔽，只有优先权比它高的中断请求才被开放， 实现中断嵌套。此时中断优先权的级别是固定的，按 IR0~IR7逐级次之。 ◆特殊全嵌套方式 特殊全嵌套方式可以响应同级的中断请求，从而实现一 种对同级中断请求的特殊嵌套。特殊全嵌套方式一般用 于8259A的级连情况。主片则必须采用特殊全嵌套方式， 而从片可采用全嵌套方式
8259A中断优先级设量方式 ◆优先权自动循环方式 优先权自动循环方式一般用于有多个相同优先权中 断的场合。当某个中断受到中断服务后,它的优先 权就自动降为最低,而与之相邻的优先级就升为最 高。8259A在设置优先权自动循环方式时,总是先自 动规定IR优先权最高,IR最低 ◆优先权特殊循环方式 优先权特殊循环方式与优先权自动循环方式相比仅 有一点不同,就是在优先权特殊循环方式下,一开 始的最低优先权是由编程确定的,而不是自动规定, 从而也就确定了最高优先权
8259A中断优先级设置方式 ◆优先权自动循环方式 优先权自动循环方式一般用于有多个相同优先权中 断的场合。当某个中断受到中断服务后，它的优先 权就自动降为最低，而与之相邻的优先级就升为最 高。8259A在设置优先权自动循环方式时，总是先自 动规定IR0优先权最高，IR7最低。 ◆优先权特殊循环方式 优先权特殊循环方式与优先权自动循环方式相比仅 有一点不同，就是在优先权特殊循环方式下，一开 始的最低优先权是由编程确定的，而不是自动规定， 从而也就确定了最高优先权