8259A主要功能
?、僖黄?259A可以接受并管理8級可屏蔽中斷請求，通過8片8259A級聯(lián)可擴展至63級可屏蔽中斷優(yōu)先控制。
?、趯γ恳患壷袛喽伎梢酝ㄟ^程序來屏蔽或允許。
?、墼谥袛囗憫?yīng)周期，8259A可為CPU提供相應(yīng)的中斷類型碼。
?、芫哂卸喾N工作方式，并可通過編程來加以選擇。
8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)
8259A引腳圖
8259A與CPU相連的接口引腳：
Do~D 7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，是CPU和8259A進行數(shù)據(jù)、命令狀態(tài)傳送的通道。
WH：寫控制輸入信號，低電平有效。有效時，表明當(dāng)前正在向8259A寫入命令字。
RD 讀控制輸入信號，低電平有效。有效時，表明CPU正在向8259A讀數(shù)據(jù)。
Ao： 片內(nèi)地址選擇信號，用來指出當(dāng)前8259A的哪個端口被訪問。每片8259A有兩端口地址。
cs 片選輸入信號，低電平有效，通過地址譯碼邏輯電路與地址總線相連。
INT：與CPU的INTR端相連，由8259A向CPU發(fā)出中斷請求信號。
INTA：接收來自CPU的中斷響應(yīng)信號。8259A要求中斷響應(yīng)信號由兩個負(fù)脈沖構(gòu)成
8259A工作方式
8259A的中斷管理功能很強，單片可以管理8級外部中斷，在多片級聯(lián)方式下最多可以管理64級外部中斷，并且具有中斷優(yōu)先權(quán)判優(yōu)、中斷嵌套、中斷屏蔽和中斷結(jié)束等多種中斷管理方式。
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)方式和自動循環(huán)優(yōu)先權(quán)方式兩種
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。
3.中斷屏蔽方式
中斷屏蔽方式是對8259A的外部中斷源IR7~IRO實現(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。
4.中斷結(jié)束方式
中斷結(jié)束方式分為：自動結(jié)束方式、普通結(jié)束方式和特殊結(jié)束方式
5.8259A數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的連接有緩沖和非緩沖兩種方式。
8259A工作原理
一個外部中斷請求信號通過中斷請求線IRQ，傳輸?shù)絀MR（中斷屏蔽寄存器），IMR根據(jù)所設(shè)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的位置置1，以表示此IRQ有中斷請求信號，并同時向CPU的INTR（中斷請求）管腳發(fā)送一個信號。但CPU這時可能正在執(zhí)行一條指令，因此CPU不會立即響應(yīng)。而當(dāng)這CPU正忙著執(zhí)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，那么這些請求也會被放到IRR中，也即IRR中代表它們的IRQ的相應(yīng)位會被置1。
當(dāng)CPU執(zhí)行完一條指令時后，會檢查一下INTR管腳是否有信號。如果發(fā)現(xiàn)有信號，就會轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)，此時，CPU會立即向8259A芯片的INTA（中斷應(yīng)答）管腳發(fā)送一個信號。當(dāng)芯片收到此信號后，判優(yōu)部件開始工作，它在IRR中，挑選優(yōu)先級最高的中斷，將中斷請求送到ISR（中斷服務(wù)寄存器），也即將ISR中代表此IRQ的位置一，并將IRR中相應(yīng)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，不知你是否還記得ICW2的最低三位在指定時都是0，而在這里，它們被利用了?。┻@時，CPU還會送來第二個INTA信號，當(dāng)收到此信號后，芯片將IVR中的內(nèi)容，也就是此中斷的中斷號送上通向CPU的數(shù)據(jù)線。
這個內(nèi)容看起來仿佛十分復(fù)雜，但如果我們用一個很簡單的比喻來解釋就好理解了。CPU就相當(dāng)于一個公司的老總，而8259A芯片就相當(dāng)于這個老總的秘書?，F(xiàn)在有很多人想見老總，但老總正在打電話，于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愿見到的人，如果沒有就把它放到一個盒子里面。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里了。老總打完電話了，探出頭來問秘書：有人想見我嗎？這時，秘書就從盒子里挑選一個級別最高的，并把他的名片交給老總。
這里需要理解的是中斷屏蔽與優(yōu)先級判定并不是一回事，如果被屏蔽了，那么參加判定的機會也都沒了。在默認(rèn)情況下，IRQ0的優(yōu)先級最高，IRQ7最低。當(dāng)然我們可以更改這個設(shè)定，這樣在下面有詳細(xì)描述。
當(dāng)芯片把中斷號送上通往CPU的數(shù)據(jù)線后，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(yīng)位清零。如果EOI沒有被置位，則需要中斷處理程序向芯片發(fā)送EOI消息，芯片收到EOI消息后才會將ISR中的相應(yīng)位清零。
這里的機關(guān)存在于這樣一個地方。優(yōu)先權(quán)判定是存在于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(yīng)的位是置1的。這時來了一個IRQ2的中斷請求，8259A會將其同ISR中的位進行比較，發(fā)現(xiàn)比它高的IRQ1所對應(yīng)的位被置位，于是8259A會很遺憾的告訴IRQ2：你先在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(yīng)的位置位，并向CPU發(fā)送中斷請求。這時由于IRQ1還在被CPU處理，所以ISR中IRQ1的位也還是被置位的，但由于IRQ0的優(yōu)先級高，所以IRQ0的位也會被置位，并向CPU發(fā)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(fā)生，非常正常。
如果EOI被設(shè)為自動的，那么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(fā)送了中斷號就會將ISR中的相應(yīng)位清零），也就是如果有中斷來，芯片就會馬上再向CPU發(fā)出中斷請求，即使CPU正在處理IRQ0的中斷，CPU并不知道誰的優(yōu)先級高，它只會簡單的響應(yīng)8259A送來的中斷，因此，這種情況下低優(yōu)先級的中斷就可能會中斷高優(yōu)先級的中斷服務(wù)程序。所以在PC中，我們總是將EOI位清零，而在中斷服務(wù)程序結(jié)束的時候才發(fā)送EOI消息。
8259A應(yīng)用實例
在Intel 80486 CPU系統(tǒng)中，使用2片8259A管理中斷，采用級聯(lián)方式。主片中的8個中斷請求IR7~IRO除IR2擴展從片以外，其他均為系統(tǒng)使用，從片中的8個中斷請求IR7~IR0供用戶使用。
