8259中断控制实验报告.docx

# 8259中断控制实验报告 ## 引言 在现代计算机系统中，中断管理是实现多任务并行和提高系统实时响应的关键技术。8259中断控制器作为早期微处理器中广泛使用的中断控制芯片，为系统提供了一套有效管理多个中断源的方法。本报告旨在详细阐述8259中断控制器的工作原理及其编程应用，通过实验加深对中断控制技术的理解。 ## 8259中断控制器概述 8259中断控制器是一种由Intel公司开发的可编程中断控制器（PIC），主要用于管理CPU的中断请求。其主要功能包括中断请求的记录、优先级判断以及中断类型号的传输。8259通过内部的逻辑电路，能够处理多达8级中断，且通过级联方式可将中断级数扩展至64级。在多级中断系统中，8259允许系统根据预设的优先级顺序响应中断请求，确保系统能够及时响应最高优先级的中断。 ## 实验目的与内容 本实验的目的在于通过实践活动，学习8259中断控制器的内部结构及其编程配置方法。实验内容主要包括对8259控制器进行初始化设置、编写中断服务程序、实现中断请求响应，并通过实验验证中断处理的有效性。 实验内容覆盖了以下几个方面： 1. 硬件连接：将8259控制器与微处理器及其他硬件设备相连，确保中断信号能够正确传递至控制器。 2. 程序编写：通过汇编语言编写中断处理程序，定义中断矢量地址、相关I/O地址和中断屏蔽字等。 3. 执行与测试：运行程序，设置中断屏蔽字以允许中断请求，触发中断并验证中断服务程序是否被正确执行。 ## 8259内部结构与编程 在8259中断控制器的内部结构中，有几个重要的功能单元：中断请求寄存器（IRR），用于记录中断请求；就绪寄存器（ISR），记录正在服务的中断请求；中断屏蔽寄存器（IMR），用于屏蔽或允许特定中断请求；以及中断服务优先级电路，负责判断中断请求的优先级。 8259控制器通过编程命令字进行配置，包括初始化命令字（ICW1-ICW4）和操作命令字（OCW1-OCW3）。ICW1-ICW4设置包括中断向量的基地址、是否级联、主片或从片的选择等，而OCW1-OCW3则用于管理中断屏蔽、优先级循环和中断结束方式等。 ## 实验步骤 1. 硬件连接：按照实验要求连接8259中断控制器至微处理器及其他硬件设备，确保电路的正确性。 2. 编写程序：编写汇编语言程序，设置中断矢量地址，定义I/O地址和中断屏蔽字。在程序中编写中断服务程序，用于响应中断请求。 3. 执行程序：在设置好中断屏蔽字后，通过触发IR1中断请求，查看中断服务程序是否被正确调用，并在屏幕上显示预期的字符。 ## 实验结果与分析 实验结果表明，当IR1中断请求被触发时，屏幕上正确显示了字符“1”，验证了中断服务程序能够被正确执行。通过此次实验，可以确认8259控制器能够有效地管理和响应中断请求，同时证明了通过编程方式配置中断控制器的可行性和正确性。 ## 结论 8259中断控制器实验不仅让我们了解了8259的工作原理，而且还掌握了其应用编程方法。通过实际操作，我们能够更好地理解中断在计算机系统中的重要性，以及如何通过编程技术实现中断服务和优先级管理。这对于从事计算机系统设计与维护的工程师而言，是一项必备的技术知识。 通过本实验，我们进一步认识到了中断控制器在提升计算机系统性能和稳定性中的关键作用。8259中断控制实验不仅巩固了理论知识，还提高了实践动手能力和问题解决能力，对于未来从事计算机硬件相关工作具有重要的指导意义。