8259a的5種工作方式詳細(xì)介紹

8259A概述

8259A是專門為了對(duì)8085A和8086/8088進(jìn)行中斷控制而設(shè)計(jì)的芯片，它是可以用程序控制的中斷控制器。單個(gè)的8259A能管理8級(jí)向量?jī)?yōu)先級(jí)中斷。在不增加其他電路的情況下，最多可以級(jí)聯(lián)成64級(jí)的向量?jī)?yōu)級(jí)中斷系統(tǒng)。8259A有多種工作方式，能用于各種系統(tǒng)。各種工作方式的設(shè)定是在初始化時(shí)通過軟件進(jìn)行的。 在總線控制器的控制下，8259A芯片可以處于編程狀態(tài)和操作狀態(tài)，編程狀態(tài)是CPU使用IN或OUT指令對(duì)8259A芯片進(jìn)行初始化編程的狀態(tài)。

8259A主要功能

功能：就是在有多個(gè)中斷源的系統(tǒng)中，接受外部的中斷請(qǐng)求，并進(jìn)行判斷，選中當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求，再將此請(qǐng)求送到cpu的INTR端；當(dāng)cpu響應(yīng)中斷并進(jìn)入中斷子程序的處理過程后，中斷控制器仍負(fù)責(zé)對(duì)外部中斷請(qǐng)求的管理。

8259A的主要功能如下：

①一片8259A可以接受并管理8級(jí)可屏蔽中斷請(qǐng)求，通過8片8259A級(jí)聯(lián)可擴(kuò)展至63級(jí)可屏蔽中斷優(yōu)先控制。

②對(duì)每一級(jí)中斷都可以通過程序來屏蔽或允許。

③在中斷響應(yīng)周期，8259A可為CPU提供相應(yīng)的中斷類型碼。

④具有多種工作方式，并可通過編程來加以選擇。

8259a的5種工作方式

1．中斷優(yōu)先權(quán)方式

8259A中斷優(yōu)先權(quán)的管理方式有固定優(yōu)先權(quán)方式和自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式兩種。

1）固定優(yōu)先權(quán)方式

在固定優(yōu)先權(quán)方式中，IR7～I(xiàn)R0的中斷優(yōu)先權(quán)的級(jí)別是由系統(tǒng)確定的。

它們由高到低的優(yōu)先級(jí)順序是：IR0，IR1，IR2，…，IR7，其中，IR0的優(yōu)先級(jí)最高，IR7的優(yōu)先級(jí)最低。當(dāng)有多個(gè)IRi請(qǐng)求時(shí)，優(yōu)先權(quán)判決器（PR）將它們與當(dāng)前正在處理的中斷源的優(yōu)先權(quán)進(jìn)行比較，選出當(dāng)前優(yōu)先權(quán)最高的IRi，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求INT，請(qǐng)求為其服務(wù)。

（2）自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式

在自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式中，IR7～I(xiàn)R0優(yōu)先權(quán)級(jí)別是可以改變的。

其變化規(guī)律是：當(dāng)某一個(gè)中斷請(qǐng)求IRi服務(wù)結(jié)束后，該中斷的優(yōu)先權(quán)自動(dòng)降為最低，而緊跟其后的中斷請(qǐng)求IR（i＋1）的優(yōu)先權(quán)自動(dòng)升為最高，IR7～I(xiàn)R0優(yōu)先權(quán)級(jí)別按如下所示的右循環(huán)方式改變。

假設(shè)在初始狀態(tài)IR0有請(qǐng)求，CPU為其服務(wù)完畢，IR0優(yōu)先權(quán)自動(dòng)降為最低，排在IR7之后，而其后的IR1的優(yōu)先權(quán)升為最高，其余依次類推。這種優(yōu)先權(quán)管理方式，可以使8個(gè)中斷請(qǐng)求都擁有享受同等優(yōu)先服務(wù)的權(quán)利。

在自動(dòng)循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式中，按確定循環(huán)時(shí)的最低優(yōu)先權(quán)的方式不同，又分為普通自動(dòng)循環(huán)方式和特殊自動(dòng)循環(huán)方式兩種。

普通自動(dòng)循環(huán)方式的特點(diǎn)是：IR7～I(xiàn)R0中的初始最高優(yōu)先級(jí)由系統(tǒng)指定，即指定IR0的優(yōu)先級(jí)最高，以后按右循環(huán)規(guī)則進(jìn)行循環(huán)排隊(duì)。

而特殊自動(dòng)循環(huán)方式的特點(diǎn)是：IR7～I(xiàn)R0中的初始最低優(yōu)先級(jí)，由用戶通過置位優(yōu)先權(quán)命令指定。

2．中斷嵌套方式

8259A的中斷嵌套方式分為完全嵌套和特殊完全嵌套兩種。

（1）完全嵌套方式

完全嵌套方式是8259A在初始化時(shí)自動(dòng)進(jìn)入的一種最基本的優(yōu)先權(quán)管理方式．

其特點(diǎn)是：中斷優(yōu)先權(quán)管理為固定方式，即IR0優(yōu)先權(quán)最高，IR7優(yōu)先權(quán)最低，在CPU中斷服務(wù)期間（即執(zhí)行中斷服務(wù)子程序過程中），若有新的中斷請(qǐng)求到來，只允許比當(dāng)前服務(wù)的中斷請(qǐng)求的優(yōu)先權(quán)“高”的中斷請(qǐng)求進(jìn)入，對(duì)于“同級(jí)”或“低級(jí)”的中斷請(qǐng)求禁止響應(yīng)。

（2）特殊完全嵌套方式

特殊完全嵌套方式是8259A在多片級(jí)聯(lián)方式下使用的一種最基本的優(yōu)先權(quán)管理方式。

其特點(diǎn)是：中斷優(yōu)先權(quán)管理為固定方式，IR7～I(xiàn)R0的優(yōu)先順序與完全嵌套規(guī)定相同；與完全嵌套方式不同之處是在CPU中斷服務(wù)期間，除了允許高級(jí)中斷請(qǐng)求進(jìn)入外，還允許同級(jí)中斷請(qǐng)求進(jìn)入，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)同級(jí)中斷請(qǐng)求的特殊嵌套。

在級(jí)聯(lián)方式下，主片通常設(shè)置為特殊完全嵌套方式，從片設(shè)置為完全嵌套方式。當(dāng)主片為某一個(gè)從片的中斷請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，從片中的IR7～I(xiàn)R0的請(qǐng)求都是通過主片中的某個(gè)IRi請(qǐng)求引入的。因此從片的IR7～I(xiàn)R0對(duì)于主片IRi來說，它們屬于同級(jí)，只有主片工作于特殊完全嵌套方式時(shí)，從片才能實(shí)現(xiàn)完全嵌套。

3．中斷屏蔽方式

中斷屏蔽方式是對(duì)8259A的外部中斷源IR7～I(xiàn)R0實(shí)現(xiàn)屏蔽的一種中斷管理方式，有普通屏蔽方式和特殊屏蔽方式兩種。

（1）普通屏蔽方式

普通屏蔽方式是通過8259A的中斷屏蔽寄存器（IMR）來實(shí)現(xiàn)對(duì)中斷請(qǐng)求IRi的屏蔽。由編程寫入操作命令字OCW1，將IMR中的Di位置1，以達(dá)到對(duì)IRi（i＝0～7）中斷請(qǐng)求的屏蔽。

（2）特殊屏蔽方式

特殊屏蔽方式允許低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求中斷正在服務(wù)的高優(yōu)先級(jí)中斷。這種屏蔽方式通常用于級(jí)聯(lián)方式中的主片，對(duì)于同一個(gè)請(qǐng)求IRi上連接有多個(gè)中斷源的場(chǎng)合，可以通過編程寫入操作命令字OCW3來設(shè)置或取消。

在特殊屏蔽方式中，可在中斷服務(wù)子程序中用中斷屏蔽命令來屏蔽當(dāng)前正在處理的中斷，同時(shí)可使ISR中的對(duì)應(yīng)當(dāng)前中斷的相應(yīng)位清0，這樣一來不僅屏蔽了當(dāng)前正在處理的中斷，而且也真正開放了較低級(jí)別的中斷請(qǐng)求。

在這種情況下，雖然CPU仍然繼續(xù)執(zhí)行較高級(jí)別的中斷服務(wù)子程序，但由于ISR中對(duì)應(yīng)當(dāng)前中斷的相應(yīng)位已經(jīng)清0，如同沒有響應(yīng)該中斷一樣。所以，此時(shí)對(duì)于較低級(jí)別的中斷請(qǐng)求，8259A仍然能產(chǎn)生INT中斷請(qǐng)求，CPU也會(huì)響應(yīng)較低級(jí)別的中斷請(qǐng)求。

4．中斷結(jié)束方式

中斷結(jié)束方式是指CPU為某個(gè)中斷請(qǐng)求服務(wù)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)清除中斷服務(wù)標(biāo)志位，否則就意味著中斷服務(wù)還在繼續(xù)，致使比它優(yōu)先級(jí)低的中斷請(qǐng)求無法得到響應(yīng)。中斷服務(wù)標(biāo)志位存放在中斷服務(wù)寄存器（ISR）中，當(dāng)某個(gè)中斷源IRi被響應(yīng)后，ISR中的Di位被置1，服務(wù)完畢應(yīng)及時(shí)清除。

8259A提供了以下三種中斷結(jié)束方式：

（1）自動(dòng)結(jié)束方式

自動(dòng)結(jié)束方式是利用中斷響應(yīng)信號(hào)的第二個(gè)負(fù)脈沖的后沿，將ISR中的中斷服務(wù)標(biāo)志位清除。

這種中斷服務(wù)結(jié)束方式是由硬件自動(dòng)完成的，需要注意的是：ISR中為“1”位的清除是在中斷響應(yīng)過程中完成的，并非中斷服務(wù)子程序的真正結(jié)束，若在中斷服務(wù)子程序的執(zhí)行過程中有另外一個(gè)比當(dāng)前中斷優(yōu)先級(jí)低的請(qǐng)求信號(hào)到來，因8259A并沒有保存任何標(biāo)志來表示當(dāng)前服務(wù)尚未結(jié)束，致使低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求進(jìn)入，打亂正在服務(wù)的程序，因此這種方式只適合用在沒有中斷嵌套的場(chǎng)合。

（2）普通結(jié)束方式

普通結(jié)束方式是通過在中斷服務(wù)子程序中編程寫入操作命令字OCW2，向8259A傳送一個(gè)普通EOI（endofinterrupt）命令（不指定被復(fù)位的中斷的級(jí)號(hào)）來清除ISR中當(dāng)前優(yōu)先級(jí)別最高位。

由于這種結(jié)束方式是清除ISR中優(yōu)先權(quán)級(jí)別最高的那一位，適合使用在完全嵌套方式下的中斷結(jié)束。因?yàn)樵谕耆短追绞较?，中斷?yōu)先級(jí)是固定的，8259A總是響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的中斷，保存在ISR中的最高優(yōu)先級(jí)的對(duì)應(yīng)位，一定對(duì)應(yīng)于正在執(zhí)行的服務(wù)程序。

（3）特殊結(jié)束方式

特殊結(jié)束方式是通過在中斷服務(wù)子程序中編程寫入操作命令字OCW2，向8259A傳送一個(gè)特殊EOI命令（指定被復(fù)位的中斷的級(jí)號(hào)）來清除ISR中的指定位。

由于在特殊EOI命令中明確指出了復(fù)位ISR中的哪一位，不會(huì)因嵌套結(jié)構(gòu)出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，它可以用于完全嵌套方式下的中斷結(jié)束，更適用于嵌套結(jié)構(gòu)有可能遭到破壞的中斷結(jié)束。

5．中斷觸發(fā)方式

8259A中斷請(qǐng)求輸入端IR7～I(xiàn)R0的觸發(fā)方式有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)兩種，由初始化命令字ICW1中的LTIM位來設(shè)定。

當(dāng)LTIM設(shè)置為1時(shí)，為電平觸發(fā)方式，8259A檢測(cè)到IRi（i＝0～7）端有高電平時(shí)產(chǎn)生中斷。在這種觸發(fā)方式中，要求觸發(fā)電平必須保持到中斷響應(yīng)信號(hào)有效為止，并且在CPU響應(yīng)中斷后，應(yīng)及時(shí)撤銷該請(qǐng)求信號(hào)，以防止CPU再次響應(yīng)，出現(xiàn)重復(fù)中斷現(xiàn)象。

當(dāng)LTIM設(shè)置為0時(shí)，為邊沿觸發(fā)方式，8259A檢測(cè)到IRi端有由低到高的跳變信號(hào)時(shí)產(chǎn)生中斷。