8254中断实验

### 8254中断实验知识点解析 #### 一、实验背景及目的 在计算机硬件系统中，中断机制是处理外部设备与CPU交互的关键技术之一。通过中断，系统能够及时响应外设请求，提高系统的实时性和效率。本实验旨在通过实践操作加深对8254定时/计数器和中断控制器8259A的理解，并掌握如何利用它们来实现精确的定时中断功能。 #### 二、实验原理与硬件配置 **8254定时/计数器**： - 8254是一种可编程定时/计数器芯片，通常用于实现定时或计数功能。 - 它具有三个独立的计数通道，每个通道都可以工作在不同的模式下。 - 本实验中，8254被配置为每隔一定时间（例如4秒）产生一个中断信号，该信号会被8259A捕获并进一步处理。 **8259A中断控制器**： - 8259A是一种可编程中断控制器，用于管理多个中断源。 - 在实验中，8259A被用来接收来自8254的中断信号，并将其传递给CPU。 - 通过配置8259A，可以控制哪些中断可以被接受以及中断服务程序的地址。 #### 三、实验程序分析 **初始化设置**： - **INT_VECTEQU0BH**：定义中断向量为0BH，即当接收到IRQ3中断时，CPU将跳转到0BH所指向的中断服务程序。 - **IRQ_MASKEQU011110111B**：定义了一个掩码值，其中IRQ3对应的位为0，表示IRQ3中断未被屏蔽，可以正常工作。 - 初始化8254和8259A，包括设置工作模式、计数初始值等。 **中断处理流程**： 1. **保存原中断向量**： - 使用`INT 21H`调用DOS函数，读取当前的中断向量，并保存下来，以便之后恢复使用。 - 保存原中断向量是为了确保在进行修改后，如果需要的话，可以恢复到原始状态。 2. **设置新的中断向量**： - 将INT_PROC中断服务程序的地址设置为新的中断向量。 - 这样当8259A接收到中断信号时，就会跳转到INT_PROC执行相应的处理。 3. **屏蔽中断**： - 使用`CLI`指令禁用所有中断，以防止在配置过程中发生意外中断。 - 使用`AND AL, IRQ_MASK`屏蔽除IRQ3之外的所有中断。 4. **启动定时器**： - 初始化8253，使其每4秒产生一次中断。 - 通过写入特定的计数初值到8253，配置它的工作模式，使得它能够在设定的时间间隔后触发中断。 5. **循环等待中断**： - 循环检查`IRQ_TIMES`变量是否为0，如果不是则继续等待下一个中断。 - 每次中断发生后，`IRQ_TIMES`会递减，直到为0时退出循环。 6. **恢复中断**： - 在退出前，恢复原来的中断向量和中断状态。 - 使用`IRET`指令返回到中断之前的上下文。 7. **中断服务程序INT_PROC**： - 处理中断请求，显示消息提示用户已经发生中断。 - 减少`IRQ_TIMES`计数器，表示已经处理了一次中断。 - 发送EOI（End of Interrupt）信号给8259A，通知中断处理完成。 #### 四、实验总结 通过本次实验，我们深入了解了8254和8259A的工作原理及其在实际应用中的配置方法。同时，我们也学会了如何编写程序来控制这两个芯片，从而实现精确的定时中断功能。这对于开发实时操作系统、嵌入式系统等方面都具有重要的意义。 通过具体的实验操作和代码实现，我们可以更好地理解中断机制在计算机系统中的作用，为进一步学习高级计算机系统打下坚实的基础。