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浅议可编程中断控制器8259A程序设计 　　【摘要】在《微计算机技术》中，中断技术的引入为主机和外设的数据交换解决了很多实际问题，可编程中断控制器8259A是中断系统中的核心器件，是Intel公司专门为处理中断开发的可编程芯片，为计算机管理大量中断。本文从8259A角度认识中断，并且对编程过程中涉及的初始化流程和命令字进行详细解析，为学习中断提供思路。 　　【关键词】中断；可编程控制器；8259A；命令字 　　1.引言 　　最初，中断技术引入计算机系统，只是为了解决快速的CPU与慢速外设之间传送数据的矛盾，随着计算机技术的发展，越来越多的功能通过中断技术来实现，如计算机的故障检测与自动处理，实时信息处理，多道程序分时操作和人机交互等。中断承载越来越多的功能，具体实现相对复杂，能熟练掌握中断控制器的工作方式就尤为重要。 　　2.中断 　　中断是指CPU在执行程序过程中，由于某种外设请求或内部事件的作用，强迫CPU停止当前正在执行的程序，专去为该事件服务，待事件服务结束后，能自动的返回到被中断的程序继续执行。中断的智慧来源于生活，如我们在看DVD时，热水烧开了，我们便暂停去处理开水，回来继续。中断需要硬件和软件协同工作，构成中断系统。中断一般分为外部中断和内部中断，外部中断亦称硬件中断，又分为不可屏蔽和可屏蔽中断，分别通过CPU的NMI和INTR引脚提出请求；内部中断又称软件中断，是内部程序调试、程序异常和程序设计需要主动设置的必要中断，但对CPU来说，中断只有一种，处理过程都是去执行一个中断服务程序。 　　3.8259A及中断处理过程 　　3.1 8259A芯片 　　为了帮助CPU管理中断，Intel公司为80X86CPU专门设计了可编程中断控制器，该芯片有很强的中断管理功能，单片8259A可以管理8级外部中断，并对中断可以有效屏蔽、多个中断进行判优、嵌套、多种结束方式的管理，该芯片还提供级联，并且与CPU相连不需要任何额外电路。 　　3.2 中断处理过程 　　中断处理过程通常由中断请求、中断应答、判优，执行中断及返回多个环节构成，下面结合8259A的内部结构图来描述该过程： 　　8259A内部结构图如图1所示。 　　中断请求：外部中断请求通过电平或跳变触发时，通过IRi引脚记录，再通过IMR寄存器过滤，有允许的中断时通过INT引脚向CPU发出请求； 　　中断应答：当IF=1，且CPU执行完当前指令时检测INT引脚，如果有请求，给出请求应答信号； 　　判优：8259A收到应答信号之后，对IRi进行优先级的判断，将优先级最高的请求送ISR，8259A的优先级管理是众多工作方式的一种，通过OCW2进行设置； 　　执行中断：所有过程都为了执行中断做准备，中断服务程序可以是系统的，也可以是用户编写的，都需要妥善安排中断向量，这个过程也体现8259A管理中断的灵活性； 　　返回：中断服务程序执行完毕，返回原先被中断的程序上继续执行。 　　以上过程是连续的，需要软硬件协作完成，硬件依赖电路，软件依赖程序。 　　4.8259A程序设计要点 　　8259A的工作方式设定及运行中的控制，均由8086发来的命令字（1byte代码）决定。命令字分初始化命令字和操作命令字两种，系统向8259A两个端口之一写入，由于8259A受端口选择线A0的限制，片内寄存器只能使用两个端口地址，因此多个寄存器使用相同端口，为了区别不同寄存器，一些寄存器的设置了特征位，8259A根据接收命令字的端口号特征位及顺序决定命令字的属性，具体说来，ICW（Initialization Command Word）有严格的接收顺序的要求，OCW（Operation Command Word）有端口号的要求。 　　4.1 初始化过程 　　初始化命令字有四个：ICW1～ICW4，有接收顺序要求，关于每一个初始化命令字的具体含义本文不再赘述，以流程图的形式给出初始化过程： 　　8259A初始化过程如图2所示。 　　首先对芯片本身进行初始化，即触发方式，是否级联等，因涉及硬件设置需要提前安排，在第一步ICW1中完成设置，之后更换成奇地址，在ICW2中预置中断类型码，这里只给出高5位，D2～D0位取决于IR0～IR7中哪一个中断，组合以后的ICW2送CPU；ICW3用来设置多片级联，如果没有直接进入ICW4，如果有级联，需要在主从片初始化过程中分别写ICW3，并将二者级联位置对应；ICW4主要用来设置中断结束方式。 　　初始化过程涉及到中断系统的软硬件的诸多问题，一旦完成初始化，相应硬件和中断服务程序也会受其制约，所以需要对中断系统的全局有控制能力的程序员完成初始化工作，在80X86系统中，对系统的8259A的初始化编程在系统启动以后BIOS自动完成，用户在使用过程中不能对再对其进行初始