8259A芯片是一種什么類型的芯片？從硬件看中斷之8259A

1、中斷控制器8259A

在中斷控制過程中，中斷源的識(shí)別和優(yōu)先權(quán)的確定可以用硬件排隊(duì)電路等實(shí)現(xiàn)， Intel 8259A可編程中斷控制器就是為完成這些任務(wù)而設(shè)計(jì)的一種器件 。（之前看中斷總會(huì)看到這個(gè)控制器，現(xiàn)在總算知道踏實(shí)干什么的了）

它不是I/O接口，而是一種中斷管理芯片，統(tǒng)稱PIC（Programmable Interrupt Controller）。

8259A可編程中斷控制器用來管理8級(jí)優(yōu)先中斷，并可將多個(gè)8259A級(jí)聯(lián)起來，構(gòu)成64級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)管理系統(tǒng)，而無需外加電路；

它具有多種工作方式，CPU可以通過編程設(shè)定或改變它的工作方式；

CPU響應(yīng)中斷時(shí)，8259A能自動(dòng)提供中斷入口地址，而使CPU轉(zhuǎn)向相應(yīng)的中斷處理程序。

中斷入口地址可以由用戶設(shè)定，且入口地址可以選定在任何存儲(chǔ)單元。

8259A的主要功能為：

• ① 具有8級(jí)優(yōu)先權(quán)控制，通過芯片級(jí)聯(lián)可擴(kuò)展至64級(jí)優(yōu)先權(quán)控制。
• ② 每一級(jí)中斷均可通過編程屏蔽或允許。
• ③ 在中斷響應(yīng)周期可提供相應(yīng)的中斷類型號(hào)。
• ④ 有多種工作方式，可通過編程選擇。
• ⑤ 可與CPU直接連接，不需外加硬件電路。

1 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8259A采用NMOS工藝，只需要單一的+5V電源，它的內(nèi)部電路為靜態(tài)電路，因此不需要時(shí)鐘輸入，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖12所示。

8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1．?dāng)?shù)據(jù)總線緩沖器

數(shù)據(jù)總線緩沖器是三態(tài)、雙向、8位的緩沖器，D7～D0用于和CPU的數(shù)據(jù)總線連接， CPU通過數(shù)據(jù)總線緩沖器向8259A傳送命令碼，或從8259A讀取狀態(tài)字。

在中斷響應(yīng)時(shí)， 8259A通過數(shù)據(jù)總線緩沖器向CPU提供CALL指令的操作碼和調(diào)用子程序入口地址的低8位和高8位，以及中斷類型碼。

2．中斷請(qǐng)求寄存器（IRR）

中斷請(qǐng)求寄存器用來寄存所有IR輸入線輸入的中斷請(qǐng)求信號(hào)，即保存正在請(qǐng)求服務(wù)的中斷級(jí)。有一個(gè)請(qǐng)求輸入線就有一個(gè)觸發(fā)器來保存相應(yīng)的狀態(tài)，共有IR0～I(xiàn)R7 8條輸入線，連接8個(gè)I/O設(shè)備的中斷請(qǐng)求信號(hào)。

當(dāng)IR0～I(xiàn)R7中的某一條請(qǐng)求線上升為高電平時(shí)，IRR中的相應(yīng)位置“1”。

3．優(yōu)先權(quán)電路

優(yōu)先權(quán)電路的主要作用是確定中斷請(qǐng)求寄存器IRR中各位的優(yōu)先級(jí)，并確定能否向CPU申請(qǐng)中斷。當(dāng)IRR中有中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置位時(shí)，優(yōu)先權(quán)電路就選出其中的未被屏蔽的最高優(yōu)先級(jí)，并對(duì)該優(yōu)先級(jí)編碼；然后再按照一定的優(yōu)先級(jí)方式同中斷服務(wù)寄存器（ISR）中的最高優(yōu)先級(jí)相比較，以便確定最終有無向CPU申請(qǐng)中斷的資格。若可以申請(qǐng)中斷，則CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求；發(fā)來第一個(gè)INTA脈沖時(shí)，將級(jí)別最高者放入中斷服務(wù)寄存器（ISR）中的相應(yīng)位置。

4．中斷服務(wù)寄存器（ISR）

中斷服務(wù)寄存器（ISR）的主要作用是保存當(dāng)前被CPU服務(wù)的中斷級(jí)，也就是記錄正在被處理的中斷請(qǐng)求。當(dāng)某一級(jí)中斷被CPU響應(yīng)，并執(zhí)行它的中斷服務(wù)程序時(shí)，中斷服務(wù)寄存器ISR中的相應(yīng)位置“1”，并一直保持該狀態(tài)（非自動(dòng)結(jié)束中斷方式），直到CPU發(fā)出結(jié)束中斷命令EOI為止。

在中斷嵌套情況下，ISR中會(huì)有多個(gè)位被置“1”。在CPU響應(yīng)中斷，發(fā)出第一個(gè)INTA時(shí)，最高優(yōu)先級(jí)的狀態(tài)在ISR中相應(yīng)位置“1”，同時(shí)該位的編碼寫入中斷向量寄存器的低3位（高5位由初始化編程時(shí)寫入），以備在第二個(gè)INTA到來時(shí)送出對(duì)應(yīng)的中斷類型號(hào)。

8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)

5．中斷屏蔽寄存器（IMR）

中斷屏蔽寄存器的主要作用是對(duì)各中斷源的中斷請(qǐng)求信號(hào)（IR0～I(xiàn)R7）實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。這個(gè)寄存器中保存對(duì)輸入請(qǐng)求線上的屏蔽信息，這些信息是由CPU送給8259A的操作命令OCW1來設(shè)定的。當(dāng)某位為“1”時(shí)，表示禁止相應(yīng)的中斷請(qǐng)求進(jìn)入優(yōu)先權(quán)電路。

6．控制邏輯

控制邏輯內(nèi)部包括內(nèi)部控制電路、中斷控制電路、初始化命令寄存器組和操作命令寄存器組，它根據(jù)CPU對(duì)8259A編程設(shè)定的工作方式產(chǎn)生8259A內(nèi)部控制信號(hào)，并根據(jù)中斷請(qǐng)求寄存器（IRR）和優(yōu)先權(quán)電路的判別結(jié)果，在適當(dāng)時(shí)候向CPU發(fā)生中斷請(qǐng)求信號(hào)，并接收CPU發(fā)來的中斷響應(yīng)信號(hào)INTA，控制提供中斷類型號(hào)。

7．讀/寫邏輯

接收CPU來的控制信號(hào)，包括端口控制信號(hào)A0和CS、數(shù)據(jù)方向控制信號(hào)RD和WR?？刂茖PU送來的初始化命令ICW和操作命令OCW存入8259A內(nèi)部相應(yīng)的寄存器，用以規(guī)定8259A的工作方式。

8．級(jí)聯(lián)緩沖/比較器

一片8259A最多可構(gòu)成八級(jí)中斷（IR0～I(xiàn)R7），要想擴(kuò)展中斷源，必須多片連在一起，即采用級(jí)聯(lián)方式。級(jí)聯(lián)緩沖/比較器的功能有兩個(gè)，一是提供級(jí)聯(lián)控制，二是提供緩沖控制。CAS2～CAS0用于提供級(jí)聯(lián)信號(hào)，主片輸入，從片輸出。

對(duì)于8088 CPU而言，8259A的工作過程是：

• ① 某一條或某幾條中斷請(qǐng)求線（IR0～I(xiàn)R7）有中斷申請(qǐng)，變?yōu)楦唠娖剑怪袛嗾?qǐng)求寄存器（IRR）的相應(yīng)位置“1”。
• ② IMR對(duì)IRR屏蔽。未被屏蔽的請(qǐng)求信號(hào)經(jīng)優(yōu)先權(quán)電路判別最高優(yōu)先級(jí)，再經(jīng)由優(yōu)先級(jí)方式確定沒有更高級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷，則8259A的INT端輸出為“1”，向CPU提出中斷請(qǐng)求。
• ③ CPU響應(yīng)中斷后發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)。在中斷響應(yīng)過程中，CPU要發(fā)出兩次INTA信號(hào)。當(dāng)8259A收到第一個(gè)INTA信號(hào)后，ISR中當(dāng)前被選中的最高優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)的那一位置“1”，同時(shí)IRR中的相應(yīng)位被清“0”，表示該位上的中斷請(qǐng)求已被CPU所接受。
• ④ 8259A收到第二個(gè)INTA信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線將對(duì)應(yīng)的中斷類型碼輸出。
• ⑤ 如果是自動(dòng)結(jié)束中斷方式（AEOI），則在第二個(gè)INTA脈沖結(jié)束時(shí)將ISR中置“1”的位復(fù)位，否則該位的“1”將一直保持，直到CPU發(fā)出EOI命令為止。

2 8259A的引腳功能

8259A是一個(gè)28引腳的雙列直插式芯片，其引腳信號(hào)可參見圖7-12。

• ① D7～D0：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線，8位，用于傳送控制和狀態(tài)信息、中斷向量、中斷類型碼等。
• ② IR7～I(xiàn)R0：中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)，8級(jí)中斷源。一般情況下，IR7的中斷優(yōu)先級(jí)別最低，而IR0的中斷優(yōu)先級(jí)別最高。能夠使IRR的相應(yīng)位置“1”的IRi的有效狀態(tài)有兩種，可用命令來設(shè)定。
  • 其一是邊沿觸發(fā)，即IR必須由低變高產(chǎn)生一個(gè)跳變才能使IRR相應(yīng)位的觸發(fā)器置“1”，提出中斷請(qǐng)求；
  • 其二是電平觸發(fā)，即只要IR是一個(gè)高電平即可。邊沿觸發(fā)具有鎖存中斷源中斷請(qǐng)求信號(hào)的能力，只要有一次跳變，IRR就能鎖存中斷請(qǐng)求狀態(tài)，而與中斷源無關(guān)。而在電平觸發(fā)方式中，IRR不能鎖存中斷源的中斷請(qǐng)求狀態(tài)，即在中斷響應(yīng)之前，中斷源必須有能力保持中斷請(qǐng)求信號(hào)為高電平，否則將視為自行撤銷中斷請(qǐng)求。
• ③ RD：讀信號(hào)，輸入。當(dāng)RD=0時(shí)，8259A將狀態(tài)信息送至數(shù)據(jù)總線供CPU使用。
• ④ WR：寫信號(hào)，輸入。當(dāng)WR=0時(shí)，8259A接收數(shù)據(jù)總線上CPU傳來的數(shù)據(jù)。
• ⑤ CS：片選信號(hào)，輸入，低電平有效。當(dāng)CS=0時(shí)8259A被選中，允許CPU對(duì)8259A進(jìn)行讀/寫操作；CS=1時(shí)芯片未被選中。
• ⑥ A0：地址線，輸入。該信號(hào)與CS、RD、WR一起用來選擇8259A的內(nèi)部寄存器。該信號(hào)通常直接連到地址總線的A0,8259A用該信號(hào)控制接收CPU的命令字或向CPU發(fā)狀態(tài)信息。
  • 8259A有4個(gè)初始化命令字和3個(gè)操作命令字，共需要7個(gè)寄存器，但卻只有一條地址線A0，只能有2個(gè)端口地址，即一個(gè)奇地址和-個(gè)偶地址，所以7個(gè)寄存器只好公用2個(gè)地址，并以讀/寫順序和命令字特征碼加以區(qū)別。
• ⑦ INT：中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸出。只要8259A的中斷邏輯判定中斷請(qǐng)求信號(hào)有效，就在這個(gè)引腳上產(chǎn)生一個(gè)高電平，可接到CPU的中斷輸入端。
• ⑧ INTA：中斷響應(yīng)信號(hào)，輸入，是來自于CPU的響應(yīng)脈沖，8259A根據(jù)ISR中的置位情況提供相應(yīng)的中斷類型碼。8259A在第二個(gè)INTA時(shí)向CPU提供的中斷類型碼的高5位是用戶在程序中規(guī)定的，而低3位則是由8259A自動(dòng)產(chǎn)生的。
• ⑨ VCC，GND：電源（+5V）和地。
• ⑩ CAS0～CAS2：級(jí)聯(lián)信號(hào)，雙向，形成8259A的專用總線，以便構(gòu)成多片8259A的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。當(dāng)8259A是主片時(shí)，CAS0～CAS2是輸出線，在CPU響應(yīng)中斷時(shí)，輸出被選中的從片代碼。
  • 當(dāng)8259A是從片時(shí)，CAS0～CAS2是輸入線，在CPU響應(yīng)中斷時(shí)，接收主片送出的被選中的從片代碼，然后在從片內(nèi)將接收來的代碼與本從片代碼相比較，看是否一致，從而確定CPU響應(yīng)的是不是本從片的中斷請(qǐng)求。
• [11] 非SP/非EN：從片編程/允許緩沖器信號(hào)，雙向，低電平有效、雙重功能引腳。當(dāng)工作在緩沖器方式時(shí)，它是輸出信號(hào)，用做允許緩沖器接收和發(fā)送的控制信號(hào)（非EN），即啟動(dòng)8259A至CPU之間的數(shù)據(jù)總線緩沖器。如圖13所示，8259A通過總線緩沖器8286（或者用74245）與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線連接，控制8286的傳送方向。當(dāng)工作在非緩沖器方式時(shí)，它是輸入信號(hào)，用來指明系統(tǒng)中的8259A究竟是作為主片工作（非SP/非EN=1）的，還是作為從片工作（非SP/非EN=0）的，要由程序命令來設(shè)定。緩沖器方式適合于8259A的級(jí)聯(lián)。

3 8259A的工作方式

中斷控制器8259A有四種主要的工作方式：

• 全嵌套、
• 循環(huán)優(yōu)先級(jí)、
• 特定屏蔽
• 程序查詢方式；

還有四種從屬的工作方式：

• 中斷結(jié)束方式、
• 讀狀態(tài)、
• 中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式
• 緩沖器方式。

另外，它還被分為兩大工作類型，即

• 單片工作
• 多片級(jí)聯(lián)工作。

1．全嵌套方式

這是一種最普通的工作方式。8259A在初始化工作完成后若未設(shè)定其他的工作方式，就自動(dòng)進(jìn)入全嵌套方式。這種方式的特點(diǎn)是：

• ① 中斷請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)固定，其順序是IR0最高，依次降低，IR7最低。
• ② 中斷服務(wù)寄存器（ISR）保存優(yōu)先權(quán)電路確定的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)，相應(yīng)位置“1”，并且一直保持這個(gè)服務(wù)“記錄”狀態(tài)，直到CPU發(fā)出中斷結(jié)束命令為止。
• ③ 在ISR置位期間，不再響應(yīng)同級(jí)及較低級(jí)的中斷請(qǐng)求，而高級(jí)的中斷請(qǐng)求如果CPU開放中斷的話仍能夠得到中斷服務(wù)。
• ④ IR7～I(xiàn)R0的中斷請(qǐng)求輸入可分別由中斷屏蔽寄存器（IMR）的相應(yīng)位（D7～D0）屏蔽與允許，對(duì)某一位的屏蔽與允許操作不影響對(duì)其他位的中斷請(qǐng)求操作。

全嵌套工作方式由ICW4的D4=0來確定。

2．循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式

循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式是8259A 管理優(yōu)先級(jí)相同的設(shè)備時(shí)所采用的中斷管理方式 ，它包括自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式和特殊循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式。

• （1）自動(dòng)循環(huán)各 設(shè)備優(yōu)先級(jí)相同，當(dāng)某一個(gè)設(shè)備受到服務(wù)之后，它的優(yōu)先級(jí)就自動(dòng)地排到最后。所謂各設(shè)備優(yōu)先級(jí)相同，是指它們的地位相同，受服務(wù)的機(jī)會(huì)均等，但是畢竟各中斷源的優(yōu)先級(jí)需要排出一個(gè)順序，否則同時(shí)有多個(gè)中斷源申請(qǐng)中斷時(shí)計(jì)算機(jī)無法處理，于是排出的優(yōu)先級(jí)由高到低的順序?yàn)椋?/li>

這是一個(gè)循環(huán)套，有一個(gè)最低優(yōu)先權(quán)指針，哪一臺(tái)設(shè)備剛被服務(wù)后，它就被賦予最低優(yōu)先權(quán)指針。例如，IR7剛被服務(wù)，它就被賦予最低優(yōu)先權(quán)指針，按照循環(huán)順序，IR0的優(yōu)先級(jí)就是最高優(yōu)先級(jí)；如果IR4剛被服務(wù)，IR4就被賦予最低優(yōu)先權(quán)指針，按照優(yōu)先級(jí)循環(huán)順序，IR5的優(yōu)先級(jí)就最高。這樣，當(dāng)一臺(tái)設(shè)備提出中斷請(qǐng)求后，在最不利的情況下（此時(shí)它的優(yōu)先級(jí)最低），待其他7臺(tái)設(shè)備被輪流服務(wù)一次以后，它變?yōu)樽罡邇?yōu)先級(jí)，從而得到系統(tǒng)的服務(wù)。但是如果不是在循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式下（包括自動(dòng)循環(huán)和特殊循環(huán)）工作，它可能永遠(yuǎn)得不到系統(tǒng)的服務(wù)。

自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式由OCW2的R=1、SL=0來確定。

• （2）特殊循環(huán)

特殊循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式與自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式的不同之處在于：在自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式中，某一設(shè)備在被服務(wù)之后被確定為最低優(yōu)先級(jí)；而在特殊循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式中，通過編程來確定某一設(shè)備為最低優(yōu)先級(jí)。如IR5被指定為最低優(yōu)先級(jí)，則IR6的優(yōu)先級(jí)最高。特殊循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式由OCW2的R=1、SL=1來確定，L2L1L0用于指定最低優(yōu)先級(jí)的二進(jìn)制編碼。

一般來說，在命令控制字中，凡是采用“L2L1L0”的都有“特殊”的含義。

3．特定屏蔽方式

8259A的每個(gè)中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)都可由中斷屏蔽寄存器（IMR）的相應(yīng)位進(jìn)行屏蔽， IMR的D0對(duì)應(yīng)IR0，D1對(duì)應(yīng)IR1…… D7對(duì)應(yīng)IR7。相應(yīng)位為“1”則屏蔽中斷輸入，相應(yīng)位為“0”則允許中斷輸入。IMR寄存器由操作命令OCW1進(jìn)行設(shè)置。對(duì)中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)的屏蔽方式一般有兩種：正常屏蔽方式和特定屏蔽方式。

在正常屏蔽方式中，每一個(gè)屏蔽位對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)，屏蔽某一個(gè)中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)對(duì)其他請(qǐng)求信號(hào)沒有影響，未被屏蔽的中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)仍然按照設(shè)定的優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行工作，而且保證當(dāng)某一級(jí)中斷請(qǐng)求被響應(yīng)服務(wù)時(shí)，同級(jí)和低級(jí)的中斷請(qǐng)求將被禁止。如果CPU允許中斷，則高級(jí)的中斷請(qǐng)求還會(huì)被響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。

特定屏蔽方式也叫特殊的中斷屏蔽方式，當(dāng)設(shè)定了特定屏蔽方式后，IMR中為“1”的位仍要屏蔽相應(yīng)的中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)，但所有未被屏蔽的位被全部開放，無論優(yōu)先級(jí)別是低還是高，都可以申請(qǐng)中斷，并且都可能得到CPU的響應(yīng)并為之服務(wù)。也就是說，這種方式拋棄了同級(jí)或低級(jí)中斷被禁止的原則，任何級(jí)別的未被屏蔽的中斷請(qǐng)求都會(huì)得到響應(yīng)，所以，可以有選擇地設(shè)定IMR的狀態(tài)，開啟需要的中斷輸入。

特定屏蔽方式由OCW3的ESMM和SMM確定，設(shè)定時(shí)ESMM=1、SMM=1，復(fù)位時(shí)ESMM=1、SMM=0。

4．程序查詢方式

程序查詢方式不使用中斷，是用軟件尋找中斷源并為之服務(wù)的工作方式。在這種方式下，8259A不向CPU發(fā)送INT信號(hào)（實(shí)際上是8259A的INT信號(hào)不連到CPU的INTR信號(hào)上），或者CPU關(guān)閉自己的中斷允許觸發(fā)器，使IF=0，禁止中斷輸入。申請(qǐng)中斷的優(yōu)先級(jí)不是由8259A提供的中斷類型碼而是由CPU發(fā)出查詢命令得到的。

查詢時(shí)，CPU先向8259A發(fā)出查詢命令，8259A接到查詢命令后，就把下一個(gè)IN指令（對(duì)偶地址端口的讀指令）產(chǎn)生的RD脈沖作為中斷響應(yīng)信號(hào)，此時(shí)，若有中斷請(qǐng)求信號(hào)，則在ISR中相應(yīng)位置“1”，并把該優(yōu)先級(jí)送至數(shù)據(jù)總線。在RD期間8259A送至數(shù)據(jù)總線供CPU讀取查詢的代碼格式為：

其中，I是中斷請(qǐng)求標(biāo)志，I=1表示有中斷請(qǐng)求，此時(shí)W2W1W0有效，W2W1W0就表示申請(qǐng)服務(wù)的最高中斷優(yōu)先級(jí)。I=0表示沒有中斷請(qǐng)求，此時(shí)W2W1W0無效。例如讀入的查詢代碼是83H，則表示有中斷請(qǐng)求，申請(qǐng)中斷的優(yōu)先級(jí)輸入是IR3。

在查詢方式下，CPU不需執(zhí)行中斷響應(yīng)周期，不必安排中斷向量表，8259A能自動(dòng)提供最高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求信號(hào)的二進(jìn)制代碼，供CPU查詢。該方式使用方便，可擴(kuò)充中斷優(yōu)先級(jí)數(shù)目，擴(kuò)充數(shù)目超過64級(jí)以上（此時(shí)不是中斷級(jí)聯(lián)方式，而是一般的端口連接。在查詢時(shí)，只涉及8259A端口地址。顯然，在查詢方式下，能夠擴(kuò)展的8259A的數(shù)目?jī)H限于系統(tǒng)的I/O空間容量）。

查詢方式是由OCW3的P=1來確定的。

5．中斷結(jié)束方式

所謂中斷結(jié)束方式是指中斷如何結(jié)束的方法，這里的“結(jié)束”不是指中斷服務(wù)程序的結(jié)束。中斷服務(wù)程序的結(jié)束用IRET指令就可完成，這里的“結(jié)束”是指如何和何時(shí)使8259A中的ISR中的相應(yīng)位清0。ISR中某位為“1”，表示CPU正在為之服務(wù)；某位為“0”表示CPU已經(jīng)停止（結(jié)束）為之服務(wù)。而IRET指令主要是恢復(fù)程序的斷點(diǎn)，它并不能使ISR的相應(yīng)位清0。

8259A的中斷結(jié)束方式有兩種：命令中斷結(jié)束方式（EOI）和自動(dòng)中斷結(jié)束方式（AEOI）。

• （1）自動(dòng)結(jié)束

在自動(dòng)中斷結(jié)束（AEOI）方式下，8259A自動(dòng)地在最后一個(gè)INTA中斷響應(yīng)脈沖的后沿將中斷服務(wù)寄存器ISR中的相應(yīng)位清0。這種方式的過程是：中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)，發(fā)第一個(gè)INTA,ISR相應(yīng)位置“1”, CPU發(fā)第二個(gè)INTA,8259A提供中斷類型碼，ISR相應(yīng)位清0，結(jié)束。顯然，ISR的相應(yīng)置“1”位在CPU中斷響應(yīng)周期內(nèi)自生自滅，因此在ISR中不會(huì)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的置“1”位。

自動(dòng)中斷結(jié)束方式（AEOI）的應(yīng)用場(chǎng)合一般是，8259A單片系統(tǒng)，或不需要嵌套的多級(jí)中斷系統(tǒng)。AEOI方式只能用于主片8259A，不能用于從片8259A。

自動(dòng)中斷結(jié)束方式由ICW4的AEOI=1確定。

• （2）命令結(jié)束命令中斷結(jié)束方式（EOI）是在中斷服務(wù)程序返回之前，向8259A發(fā)中斷結(jié)束命令（EOI），使ISR中的相應(yīng)位清0。它包括兩種情況：
• ① 非特殊EOI命令：全嵌套方式下的中斷結(jié)束命令稱為非特殊EOI命令，該命令能自動(dòng)地把當(dāng)前ISR中的最高優(yōu)先級(jí)的那一位清0。非特殊EOI命令是由OCW2的R=0、SL=0、EOI=1確定的。
• ② 特殊EOI命令：非全嵌套方式下的中斷結(jié)束命令稱為特殊EOI命令。在非全嵌套方式下，由于無法確定最后響應(yīng)的是哪一級(jí)中斷（非全嵌套方式的各中斷源沒有固定的優(yōu)先級(jí)別，因此也就不知道誰(shuí)高誰(shuí)低），所以應(yīng)向8259A發(fā)出特殊EOI命令，即指定哪一級(jí)中斷返回，使其ISR中的相應(yīng)位清0。特殊EOI命令是由OCW2的R=0、SL=1、EOI=1確定的，由L2L1L0指定ISR中要復(fù)位的相應(yīng)位的二進(jìn)制編碼。

6．讀8259A狀態(tài)

讀8259A的狀態(tài)是指讀8259A內(nèi)部的IRR、ISR和IMR的內(nèi)容。

• ① 讀IRR：先發(fā)出OCW3命令（使RR=1, RIS=0，地址A0=0），在下一個(gè)RD脈沖到來時(shí)可讀出IRR，其中包含尚未被響應(yīng)的中斷源情況。
• ② 讀ISR：先發(fā)出OCW3命令（使RR=1, RIS=1，地址A0=0），在下一個(gè)RD脈沖到來時(shí)可讀出ISR，其中包含正在服務(wù)的中斷源情況，從中也可看出中斷嵌套情況。
• ③ 讀IMR：不必先發(fā)OCW3，只要讀出奇地址端口（A0=l），即可讀出IMR，其中包含設(shè)置的中斷屏蔽情況。

7．中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式

8259A的中斷請(qǐng)求寄存器IRR中有8個(gè)中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，分別對(duì)應(yīng)8個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)的輸入端IR0～I(xiàn)R7。這些觸發(fā)器的觸發(fā)方式有兩種，即邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)。

• （1）邊沿觸發(fā) 當(dāng)輸入端有從低電平到高電平的正跳變時(shí)，則產(chǎn)生中斷請(qǐng)求（IRR中相應(yīng)位的觸發(fā)器被觸發(fā)置“1”，而不是直接向CPU申請(qǐng)中斷）。此后，即使輸入端仍然保持高電平也不會(huì)再產(chǎn)生中斷。也就是說，只有正跳沿才能產(chǎn)生中斷。

邊沿觸發(fā)方式由ICW1的LTIM=0確定。

• （2）電平觸發(fā)

當(dāng)輸入端為高電平時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求（只要為高電平就可以，不需要脈沖跳變）。但需要注意的是，在電平觸發(fā)方式下，在發(fā)出EOI命令以前，或CPU開放中斷以前，必須去掉中斷請(qǐng)求信號(hào)（使其變?yōu)榈碗娖剑?，否則將產(chǎn)生第二次中斷。

電平觸發(fā)方式由ICW1的LTIM=1確定。

8．緩沖器方式

所謂緩沖器方式就是在8259A和數(shù)據(jù)總線之間掛接總線驅(qū)動(dòng)器的方式。在緩沖器方式下，SP/EN引腳將使用EN功能，并使之輸出一個(gè)有效低電平，開啟緩沖器工作。該方式多用于級(jí)聯(lián)的大系統(tǒng)中。

緩沖器方式由ICW4的BUF=1確定。

9．特殊的全嵌套方式

該方式適用于多片級(jí)聯(lián)，且必須將優(yōu)先級(jí)保存在各從片8259A中的大系統(tǒng)。 該方式與普通的全嵌套方式的工作情況基本相同，有兩點(diǎn)區(qū)別：

• ① 當(dāng)某從片的一個(gè)中斷請(qǐng)求被CPU響應(yīng)后，該從片的中斷仍未被禁止（即沒有被屏蔽），即該從片中的高級(jí)中斷仍可提出申請(qǐng)。（全嵌套方式中這樣的中斷是被屏蔽的，因?yàn)檫@種中斷對(duì)從片而言后者是高級(jí)中斷，可以嵌套，但對(duì)主片而言，由于它們來自于同一個(gè)從片，故中斷優(yōu)先級(jí)相同，而在全嵌套方式中，同級(jí)和低級(jí)中斷是被禁止的。）
• ②在某個(gè)中斷源退出中斷服務(wù)程序之前，CPU要用軟件檢查它是否是這個(gè)從片中的唯一中斷。檢查的辦法是：送一個(gè)非特殊的中斷結(jié)束命令（EOI）給這個(gè)從片，然后讀它的ISR，檢查是否為0，若為0則唯一，即只有這一個(gè)中斷在被服務(wù)，沒有嵌套；若不為0則不唯一，說明還有其他的中斷在被服務(wù)，該中斷是嵌套在其他中斷里的。只有唯一時(shí)，才能把另一個(gè)非特殊EOI命令送至主片，結(jié)束此從片的中斷。否則，如果過早地結(jié)束主片的工作記載而從片尚有未處理完的嵌套中斷的話，整個(gè)系統(tǒng)的中斷嵌套環(huán)境就會(huì)混亂。特殊的全嵌套方式由ICW4的SFNM=1確定。

10．多片級(jí)聯(lián)方式

在級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中，每個(gè)從片的中斷請(qǐng)求輸出線INT直接連到主片的某個(gè)中斷請(qǐng)求輸入線上，主片的CAS0～CAS2是輸出線，輸出被響應(yīng)的從片代碼，從片的CAS0～CAS2是輸入線，接收主片發(fā)出的從片代碼，以便與自身代碼相比較。級(jí)聯(lián)方式的要點(diǎn)如下：

• ① 一個(gè)8259A主片至多帶8個(gè)從片，可擴(kuò)展至64級(jí)。
• ② 緩沖方式下，主片和從片的設(shè)定由ICW4的M/S位確定，M/S=1是主片，M/S=0是從片。M/S的狀態(tài)在BUF=l時(shí)有意義。
• ③ 在非緩沖方式下，主片和從片由SP/EN引腳的SP功能確定，SP=1是主片，SP=0是從片。
• ④在級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中，主片的三條級(jí)聯(lián)線相當(dāng)于從片的片選信號(hào)，從片的INT是主片的中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)。
• ⑤ 主片和從片需要分別進(jìn)行初始化操作，可設(shè)定為不同的工作方式。

級(jí)聯(lián)方式由ICW1的SNGL=0確定。

上述的各種工作方式中，全嵌套方式、自動(dòng)中斷結(jié)束方式、中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式、緩沖器方式、特殊的全嵌套方式、級(jí)聯(lián)方式 等是由初始化命令字ICW來設(shè)定的 ，

而循環(huán)優(yōu)先級(jí)方式、特定屏蔽方式、查詢方式、命令中斷結(jié)束方式、讀8259A狀態(tài)等是由 操作命令字OCW來設(shè)定的 。

4 8259A的編程

8259A是一個(gè)可編程器件。為了使8259A實(shí)現(xiàn)預(yù)定的中斷管理功能，并按預(yù)定的方式工作，就必須對(duì)它進(jìn)行初始化編程。所謂初始化編程是指系統(tǒng)在上電或復(fù)位后對(duì)可編程器件進(jìn)行控制字設(shè)定的一段程序。8259A的命令控制字包括兩個(gè)部分，即初始化命令字和操作命令字。

初始化命令字一般在系統(tǒng)復(fù)位后的初始化編程中設(shè)置，用于確定8259A的基本工作方式，設(shè)置以后一般保持不變。操作命令是在初始化以后的正常工作中寫入的，它實(shí)現(xiàn)對(duì)8259A的狀態(tài)、中斷方式和過程的動(dòng)態(tài)控制，在工作中可隨時(shí)寫入操作命令字以修改某些控制方式。

8259A內(nèi)部有7個(gè)寄存器，分為兩組：初始化命令寄存器組和操作命令寄存器組。初始化命令寄存器組包括4個(gè)寄存器：ICW1～I(xiàn)CW4對(duì)應(yīng)的寄存器。操作命令寄存器組包括3個(gè)寄存器：OCW1～OCW3對(duì)應(yīng)的寄存器。

由于8259A只有一條地址線A0，所以它只能有兩個(gè)端口地址；而8259A有7個(gè)命令字，每個(gè)命令字要寫入相應(yīng)的寄存器。為此，采取以下幾點(diǎn)措施：第一，以端口地址區(qū)分；第二，把命令字中的某些位作為特征碼來區(qū)分；第三，以命令字的寫入順序來區(qū)分。

在PC/XT中，8259A的兩個(gè)端口地址分別為20H和21H。下面具體討論8259A的命令字。

1．初始化命令字

初始化命令字有4個(gè)：ICW1～I(xiàn)CW4。8259A在進(jìn)入正常工作之前，必須將系統(tǒng)中的每一個(gè)8259A進(jìn)行初始化設(shè)置，以此建立8259A的基本工作條件。

寫入的初始化命令字一般為2～4個(gè)（在某些條件下，4個(gè)初始化命令字并非必須全部寫入），最多為4個(gè)，然而，ICW1使用偶地址，而ICW2、ICW3、ICW4 都使用奇地址。為了相互區(qū)別，初始化命令字的寫入必須有一個(gè)固定的順序，其順序如圖14所示。

8259A的ICW寫入順序

系統(tǒng)上電或復(fù)位以后，對(duì)8259A第一件要做的工作就是按圖7-14的順序?qū)懭氤跏蓟钭帧?/p>

初始化命令字格式如圖7-15所示。初始化命令字ICW1的主要功能是：確定級(jí)聯(lián)方式，觸發(fā)方式。寫入ICW1后，8259A內(nèi)部自動(dòng)復(fù)位，其復(fù)位功能為：

• ① 初始化命令字順序邏輯重新置位，準(zhǔn)備接收ICW2～I(xiàn)CW4。
• ② 清除IMR和ISR。
• ③ IRR狀態(tài)可讀。
• ④ 優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，IR0最高，IR7最低。
• ⑤ 特殊屏蔽方式復(fù)位。
• ⑥ 設(shè)定中斷請(qǐng)求信號(hào)由低變高的邊沿觸發(fā)有效。
• ⑦ 自動(dòng)EOI循環(huán)方式復(fù)位。

初始化命令字ICW2的主要功能是：

• 確定中斷向量，
• 中斷類型碼。

初始化命令字ICW3的主要功能是：確定主片/從片的級(jí)聯(lián)狀態(tài)，即確定主片的連接位和從片的編碼。

初始化命令字ICW4的主要功能是：選擇CPU系統(tǒng)，確定中斷結(jié)束方式，規(guī)定是主片還是從片，選擇是否采用緩沖方式。

初始化命令字一定要在系統(tǒng)復(fù)位后首先寫入8259A，寫入時(shí)要嚴(yán)格按照?qǐng)D15的順序，不允許顛倒。

寫完初始化命令字后，8259A已經(jīng)建立了基本的工作環(huán)境，可以接受中斷請(qǐng)求，也可以寫入操作命令字OCW來改變某些中斷管理方式。

操作命令字可以隨時(shí)寫入、修改，但初始化命令字一經(jīng)寫入一般不再改動(dòng)。

如果在寫入初始化命令字后不寫入操作命令字，則8259A便處于全嵌套工作方式，即中斷優(yōu)先級(jí)為IR0最高，IR7最低，禁止同級(jí)及低級(jí)中斷，高級(jí)中斷可嵌套處理。

2．操作命令字

在初始化命令字寫入8259A之后，8259A就準(zhǔn)備接收中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)了。

在8259A工作期間，CPU可以隨時(shí)通過操作命令字使8259A完成各種不同的工作方式。8259A有三種操作命令字：OCW1、OCW