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微型計算機原理中的問題,可編程中斷控制器8259A的功能及工作方式是什麽?

8259A是專門為了對8085A和8086/8088進行中斷控制而設計的芯片,它是可以用程序控制的中斷控制器。單個的8259A能管理8級向量優先級中斷。在不增加其他電路的情況下,最多可以級聯成64級的向量優先級中斷系統。8259A有多種工作方式,能用於各種系統。各種工作方式的設定是在初始化時通過軟件進行的。 在總線控制器的控制下,8259A芯片可以處於編程狀態和操作狀態.編程狀態是CPU使用IN或OUT指令對8259A芯片進行初始化編程的狀態

功能:就是在有多個中斷源的系統中,接受外部的中斷請求,並進行判斷,選中當前優先級最高的中斷請求,再將此請求送到cpu的INTR端;當cpu響應中斷並進入中斷子程序的處理過程後,中斷控制器仍負責對外部中斷請求的管理。

工作原理:首先,壹個外部中斷請求信號通過中斷請求線IRQ,傳輸到IMR(中斷屏蔽寄存器),IMR根據所設定的中斷屏蔽字(OCW1),決定是將其丟棄還是接受。如果可以接受,則8259A將IRR(中斷請求暫存寄存器)中代表此IRQ的位置位,以表示此IRQ有中斷請求信號,並同時向CPU的INTR(中斷請求)管腳發送壹個信號,但CPU這時可能正在執行壹條指令,因此CPU不會立即響應,而當這CPU正忙著執行某條指令時,還有可能有其余的IRQ線送來中斷請求,這些請求都會接受IMR的挑選,如果沒有被屏蔽,那麽這些請求也會被放到IRR中,也即IRR中代表它們的IRQ的相應位會被置1。 當CPU執行完壹條指令時後,會檢查壹下INTR管腳是否有信號,如果發現有信號,就會轉到中斷服務,此時,CPU會立即向8259A芯片的INTA(中斷應答)管腳發送壹個信號。當芯片收到此信號後,判優部件開始工作,它在IRR中,挑選優先級最高的中斷,將中斷請求送到ISR(中斷服務寄存器),也即將ISR中代表此IRQ的位置位,並將IRR中相應位置零,表明此中斷正在接受CPU的處理。同時,將它的編號寫入中斷向量寄存器IVR的低三位(IVR正是由ICW2所指定的,不知妳是否還記得ICW2的最低三位在指定時都是0,而在這裏,它們被利用了!)這時,CPU還會送來第二個INTA信號,當收到此信號後,芯片將IVR中的內容,也就是此中斷的中斷號送上通向CPU的數據線。 這個內容看起來仿佛十分復雜,但如果我們用壹個很簡單的比喻來解釋就好理解了。CPU就相當於壹個公司的老總,而8259A芯片就相當於這個老總的秘書,現在有很多人想見老總,但老總正在打電話,於是交由秘書先行接待。每個想見老總的人都需要把自己的名片交給秘書,秘書首先看看名片,有沒有老總明確表示不願見到的人,如果沒有就把它放到壹個盒子裏面,這時老總的電話還沒打完,但不停的有人遞上名片求見老總,秘書就把符合要求的名片全放在盒子裏了。這時,老總打完電話了,探出頭來問秘書:有人想見我嗎?這時,秘書就從盒子裏挑選壹個級別最高的,並把他的名片交給老總。 這裏需要理解的是中斷屏蔽與優先級判定並不是壹回事,如果被屏蔽了,那麽參加判定的機會也都沒了。在默認情況下,IRQ0的優先級最高,IRQ7最低。當然我們可以更改這個設定,這樣在下面有詳細描述。 言歸正傳,當芯片把中斷號送上通往CPU的數據線後,就會檢測ICW4中的EOI是否被置位。如果EOI被置位表示需要自動清除中斷請求信號,則芯片會自動將ISR中的相應位清零。如果EOI沒有被置位,則需要中斷處理程序向芯片發送EOI消息,芯片收到EOI消息後才會將ISR中的相應位清零。 這裏的機關存在於這樣壹個地方。優先權判定是存在於8259A芯片中的,假如CPU正在處理IRQ1線來的中斷,這時ISR中IRQ1所對應的位是置1的。這時來了壹個IRQ2的中斷請求,8259A會將其同ISR中的位進行比較,發現比它高的IRQ1所對應的位被置位,於是8259A會很遺憾的告訴IRQ2:妳先在IRR中等等。而如果這時來的是IRQ0,芯片會馬上讓其進入ISR,即將ISR中的IRQ0所對應的位置位,並向CPU發送中斷請求。這時由於IRQ1還在被CPU處理,所以ISR中IRQ1的位也還是被置位的,但由於IRQ0的優先級高,所以IRQ0的位也會被置位,並向CPU發送新的中斷請求。此時ISR中IRQ0與IRQ1的位都是被置位的,這種情況在多重中斷時常常發生,非常正常。 如果EOI被設為自動的,那麽ISR中的位總是被清零的(在EOI被置位的情況下,8259A只要向CPU發送了中斷號就會將ISR中的相應位清零),也就是如果有中斷來,芯片就會馬上再向CPU發出中斷請求,即使CPU正在處理IRQ0的中斷,CPU並不知道誰的優先級高,它只會簡單的響應8259A送來的中斷,因此,這種情況下低優先級的中斷就可能會中斷高優先級的中斷服務程序。所以在PC中,我們總是將EOI位清零,而在中斷服務程序結束的時候才發送EOI消息。

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