8259中断程序设计实验
2020-12-09 知乎

实验题目

  • 单中断请求实验：利用系统总线上中断请求信号MIR7，设计一个单一中断请求实验
  • 双中断优先级实验：利用系统总线上中断请求信号MIR6和MIR7，设计一个双中断优先级应用实验，观察8253对中断优先级的控制

实验要求

  • (1)单中断请求实验：单脉冲KK1+与主片8259的IR7相连。每按KK1+，进入一次中断，输出7；
    (2)双中断优先级实验：单脉冲KK1+连主片8259的IR7，KK2+连其IR6。每当KK1+按下时显示“7”，每当KK2+按下显示“6”；

了解8259

中断控制器8259简介

在Intel 386EX芯片中集成有中断控制单元（ICU），该单元包含有两个级联中断控制器，一个为主控制器，一个为从控制器。该中断控制单元就功能而言与工业上标准的82C59A是一致的，操作方法也相同。从片的INT连接到主片的IR2信号上构成两片8259的级联。
在TD-PITE实验系统中，将主控制器的IR6、IR7以及从控制器的IR1开放出来供实验使用，主片8259的IR4供系统串口使用。8259的内部连接及外部管脚引出如图：


操作命令字1寄存器（OCW1)说明：
注：这里就简单的提下OCW1控制命令字的格式，ICW1–ICW4一般电脑都默认初始化了的，只不过我们自己在实验过程中需要自己编写代码初始化的，但是格式是一样的，记住模板就行了，OCW1却是会变换的，所以学习下OCW1的写法。

  1. OCW1简单说来就是，需要哪个中断（8259有7个，IR0-IR7），我们就把哪个中断置0，这是提醒一下，IR4都是会使用的，供系统串口使用，所以IR4那位一直是0，比如这里我们需要7号中断(IR7)，那么格式就是01101111，也就是6F。
  2. 在这里，海轰其实一直有个疑问？为什么要设置操作命令字？操作命令字是干什么的？ emmmm，说说海轰的理解：8259作为一款芯片，可以做的事情很多，但是一般来说，我们产品只需要一个功能，比如在这里就是需要7号中断。那么事先我们就需要通过程序来使得该芯片的功能确定下来。简单说来就是：确定芯片的工作方式（它要工作，首先它得知道需要干什么吧）

单中断请求流程

这个理解记住，代码就会写了！

单中断请求实验代码

CODE SEGMENT
	ASSUME CS:CODE
START:							;DOS调用写入法
	CLI							;关中断，防止硬件中断对程序的干扰
	PUSH DS					;设置中断向量
	MOV AX,8
	MOV DX,AX

;下面几句就是CPU收到中断请求时，把需要执行的子程序的段地址、偏移地址放到中断向量中
;为什么要这样做？ 
;计算机中有个规则，CPU只会得到中断类型号，然后乘4，得到其子程序入口地址，开始子程序
;但是自定义中断，子程序是千变万化的，为了让计算机执行我们自己编写的程序，所以我们自己就需要
;把子程序入口地址放到类型号*4的地址那去
	MOV AX,OFFSET MIR7		;取MIR7的偏移地址	
	MOV BX,003CH				;中断类型号为n，BX设置为4*n
	MOV [BX],AX				;偏移地址放入4n,4n+1单元
	MOV AX,SEG MIR7			;取MIR7的段地址
	MOV [BX+2],AX				;偏移地址放入4n+2,4n+3单元

	POP DS
	
	;初始或ICW 固定模式
	MOV AL,11H				;初始化ICM1
	OUT 20H,AL
	MOV AL,08H				;初始化ICM2
	OUT 21H,AL
	MOV AL,04H				;初始化ICM3
	OUT 21H,AL
	MOV AL,01H				;初始化ICM4
	OUT 21H,AL
	
	;初始化OCW1 01101111，开放IR7和IR4（4是作为系统串口使用，必须接入），
	MOV AL,6FH				;设置OCW1，开放MIR7和IR4
	
	OUT 21H,AL
	STI	;开中断
	
WIN:JMP WIN					;等待中断

;子程序
MIR7:
	STI
	MOV AX,0137H				;显示字符7
	INT 10H
	MOV AX,0120H				;显示空格
	INT 10H
	MOV AL,20H      			;中断结束命令
	OUT 20H,AL
	IRET						;中断返回
CODE ENDS
	END START

解释

MOV AX,OFFSET MIR7		;取MIR7的偏移地址	
	MOV BX,003CH				;中断类型号为n，BX设置为4*n
	MOV [BX],AX				;偏移地址放入4n,4n+1单元
	MOV AX,SEG MIR7			;取MIR7的段地址
	MOV [BX+2],AX				;偏移地址放入4n+2,4n+3单元

为什么上面几行代码中地址是003C和003E?
首先我们知道子程序入口是中断类型号*4，那么IR7的中断类型号是多少呢？
从下图可以看出，IR7的中断类型号是F(0F),0F×4=003C
003E=0F×4+2
现在知道入口地址怎么来了吧 O(∩_∩)O哈哈~


为什么ICW1送入20H，而ICW2-ICW3,OCW1都送入21H呢？

MOV AL,11H				;初始化ICM1
	OUT 20H,AL
	MOV AL,08H				;初始化ICM2
	OUT 21H,AL

这也比较好理解：首先我们需要初始化ICW、OCW，就是给他们赋初值。那么第一步肯定得知道他们在哪吧，然后再赋值。8088规定的是ICW1送入地址在20H，其他在21H(别问为什么，我也不知道，按照规则办事就行)。

双中断优先级实验代码（前一个代码懂了，这一个就简单了 ）


CODE SEGMENT
	ASSUME CS:CODE
START:
	CLI
	PUSH DS            		;设置中断向量
	MOV AX,8
	MOV DX,AX
	MOV AX,OFFSET MIR7
	MOV BX,003CH
	MOV [BX],AX
	MOV AX,SEG MIR7
	MOV [BX+2],AX
	
	MOV AX,8           		;设置中断向量
	MOV DX,AX
	MOV AX,OFFSET SIR1
	MOV BX,00C4H
	MOV [BX],AX
	MOV AX,SEG SIR1
	MOV [BX+2],AX
	POP DS
	
	MOV AL,11H          		;初始化ICW1－ICW4
	OUT 20H,AL
	MOV AL,08H
	OUT 21H,AL
	MOV AL,04H
	OUT 21H,AL
	MOV AL,01H
	OUT 21H,AL
	
	MOV AL,11H          		;初始化ICW1－ICW4
	OUT 0A0H,AL
	MOV AL,30H
	OUT 0A1H,AL
	MOV AL,02H
	OUT 0A1H,AL
	MOV AL,01H		
	OUT 0A1H,AL
	
	MOV AL,6BH         		;01101011
	OUT 21H,AL
	MOV AL,0FDH         		;设置OCM1，开放MIR7和SIR1
	OUT 0A1H,AL
	STI
	
WIN:JMP WIN             		;主程序循环
MIR7:
	STI
	MOV AX,014DH        		;显示M
	INT 10H
	MOV AX,0137H        		;显示7
	INT 10H
	MOV AX,0120H       		;显示空格
	INT 10H
	MOV AL,20H
	OUT 20H,AL
	IRET
SIR1:
	STI
	MOV AX,0153H        		;显示S
	INT 10H
	MOV AX,0131H        		;显示1
	INT 10H
	MOV AX,0120H
	INT 10H             		;显示空格
	MOV AL,20H
	OUT 0A0H,AL
	OUT 20H,AL
	IRET
CODE ENDS
	END START

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