1.工作原理
8086和8088的中断设计的是很巧妙的，比如给8259的IR1配置了一个中断，中断号为21H，那么当真个引脚出现高电平的时候，就会触发相应上的中断响应。但，这不是唯一能够触发21H中断的方法，还可以通过软件指令 INT 21H，实现这个中断的触发。
2.实现细节
3.测试结果
4.完整程序
; You may customize this and other start-up templates;
; The location of this template is c:\emu8086\inc\0_com_template.txt; =============================================
; PC16550 UART接收中断程序 + LED闪烁 + 中断计数器
; 硬件配置:
; - UART基地址: 100H
; - LED端口: 800H
; - 8259 PIC端口: 400H(命令), 402H(数据)
; - 中断请求线: IRQ1 (8259 IR1)
; - 中断向量号: 21H
; - 时钟频率: 18.432MHz
; - 波特率: 9600 bps (除数78H)
; =============================================ORG 100H
JMP INITIALIZATION ; 跳过数据区到初始化代码; 数据段定义
BUFFER_SIZE EQU 256 ; 接收缓冲区大小
recv_buffer DB BUFFER_SIZE DUP(0) ; 接收缓冲区
buffer_head DW 0 ; 缓冲区头指针
buffer_tail DW 0 ; 缓冲区尾指针
buffer_count DW 0 ; 缓冲区中字符计数; LED控制变量
led_state DB 0FFH ; LED状态: FFH=亮, 00H=灭
flash_counter DW 0 ; 闪烁计数器
FLASH_INTERVAL EQU 50 ; 闪烁间隔(约0.5秒); 中断计数器
interrupt_counter DW 0 ; 中断次数计数器
last_report DW 0 ; 上次报告时间
REPORT_INTERVAL EQU 1000 ; 报告间隔(主循环次数); 16550寄存器偏移
UART_BASE EQU 100H
RBR_THR EQU UART_BASE + 0 ; 接收缓冲/发送保持寄存器
IER EQU UART_BASE + 1 ; 中断使能寄存器
IIR_FCR EQU UART_BASE + 2 ; 中断标识/FIFO控制寄存器
LCR EQU UART_BASE + 3 ; 线路控制寄存器
MCR EQU UART_BASE + 4 ; 调制解调器控制寄存器
LSR EQU UART_BASE + 5 ; 线路状态寄存器
DLL EQU UART_BASE + 0 ; 除数锁存低字节 (DLAB=1)
DLM EQU UART_BASE + 1 ; 除数锁存高字节 (DLAB=1); 8259 PIC端口 (修改为400H/402H)
PIC_CMD EQU 400H
PIC_DATA EQU 402H; 中断向量号
UART_IRQ EQU 21H ; IRQ1对应中断21H; =============================================
; UART初始化子程序
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INIT_UART:; 设置波特率除数 (9600 @ 18.432MHz)MOV DX, LCRMOV AL, 80H ; 设置DLAB=1OUT DX, ALMOV DX, DLL ; 除数锁存低字节MOV AL, 78H ; 120 = 78H (18.432MHz / (16 * 9600))OUT DX, ALMOV DX, DLM ; 除数锁存高字节MOV AL, 00HOUT DX, AL; 设置线路参数: 8位数据, 1停止位, 无校验MOV DX, LCRMOV AL, 03H ; 8N1, DLAB=0OUT DX, AL; 启用并复位FIFOMOV DX, IIR_FCRMOV AL, 0C7H ; 启用FIFO, 14字节触发点, 清除接收FIFOOUT DX, AL; 设置调制解调器控制MOV DX, MCRMOV AL, 0BH ; 启用OUT2(中断使能), RTS和DTROUT DX, AL; 启用接收数据中断MOV DX, IER; MOV AL, 01H ; 仅启用接收数据中断MOV AL, 00H ; 仅启用接收数据中断OUT DX, ALRET; =============================================
; 8259 PIC初始化 (适配400H/402H端口)
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INIT_PIC:; 保存原始中断屏蔽字MOV DX, PIC_DATAIN AL, DXMOV [original_mask], AL; 初始化8259MOV DX, PIC_CMDMOV AL, 17H ; ICW1: 边沿触发, 级联, 需要ICW4OUT DX, ALMOV DX, PIC_DATAMOV AL, UART_IRQ-1 ; ICW2: 中断向量基值OUT DX, ALMOV AL, 01H ; ICW4: 8086模式, 非缓冲, 正常EOIOUT DX, AL; 允许IRQ1中断IN AL, DXAND AL, 0FDH ; 清除IRQ1屏蔽位(11111101)OUT DX, ALRET; =============================================
; 设置中断向量
; =============================================
SET_INTERRUPT_VECTOR:CLI ; 关中断XOR AX, AXMOV ES, AX ; ES = 0 (中断向量表段地址); 计算中断向量位置 (中断号 * 4)MOV AX, UART_IRQSHL AX, 2 ; 乘以4; 设置中断向量MOV DI, AXMOV AX, OFFSET UART_ISRCLDSTOSW ; 存储偏移地址MOV AX, CSSTOSW ; 存储段地址STI ; 开中断RET; =============================================
; UART中断服务程序 (IRQ1) - 增加中断计数器
; =============================================
UART_ISR PROC FARPUSH AXPUSH BXPUSH DXPUSH DS; 设置DS为当前数据段MOV AX, CSMOV DS, AX; 增加中断计数器INC [interrupt_counter]ISR_LOOP:; 检查中断源MOV DX, IIR_FCRIN AL, DXTEST AL, 01H ; 检查是否有待处理中断 (bit0=1表示无中断)JNZ ISR_EXIT ; 无中断则退出; 检查是否为接收数据中断TEST AL, 04H ; 检查中断类型位 (bit1-2)JNZ CHECK_OTHER ; 不是接收中断则检查其他; 处理接收数据中断MOV DX, RBR_THRIN AL, DX ; 读取接收到的字符; 将字符存入缓冲区CALL BUFFER_STORE; 继续检查其他中断JMP ISR_LOOPCHECK_OTHER:; 处理其他中断类型 (可选); 这里可以添加发送中断或错误中断的处理; ...ISR_EXIT:; 发送EOI到8259 (使用新端口)MOV AL, 20HMOV DX, PIC_CMD ; PIC_CMD = 400HOUT DX, ALPOP DSPOP DXPOP BXPOP AXIRET
UART_ISR ENDP; =============================================
; 串口发送字符子程序
; 输入: AL = 要发送的字符
; =============================================
SEND_CHAR:PUSH AXPUSH DX; 保存字符MOV AH, ALSEND_WAIT:; 检查发送保持寄存器是否为空MOV DX, LSRIN AL, DXTEST AL, 20H ; 检查THRE位(bit5)JZ SEND_WAIT ; 不为空则等待; 发送字符MOV DX, RBR_THRMOV AL, AHOUT DX, ALPOP DXPOP AXRET; =============================================
; LED控制子程序
; =============================================
UPDATE_LED:PUSH AXPUSH DX; 更新闪烁计数器INC [flash_counter]CMP [flash_counter], FLASH_INTERVALJB LED_DONE ; 未达到间隔; 重置计数器MOV [flash_counter], 0; 切换LED状态XOR [led_state], 0FFH; 输出到LED端口MOV DX, 800HMOV AL, [led_state]OUT DX, ALLED_DONE:POP DXPOP AXRET; =============================================
; 将字符存入缓冲区
; =============================================
BUFFER_STORE:PUSH BX; 检查缓冲区是否已满MOV BX, buffer_countCMP BX, BUFFER_SIZEJAE BUFFER_FULL ; 缓冲区已满，丢弃字符; 存储字符MOV BX, buffer_tailMOV [recv_buffer + BX], AL; 更新尾指针INC BXCMP BX, BUFFER_SIZEJB NO_WRAP_TAILXOR BX, BX ; 回绕到缓冲区开头NO_WRAP_TAIL:MOV buffer_tail, BX; 更新字符计数INC buffer_countBUFFER_FULL:POP BXRET; =============================================
; 从缓冲区读取字符
; =============================================
BUFFER_READ:PUSH BX; 检查缓冲区是否为空CMP buffer_count, 0JE BUFFER_EMPTY; 读取字符MOV BX, buffer_headMOV AL, [recv_buffer + BX]; 更新头指针INC BXCMP BX, BUFFER_SIZEJB NO_WRAP_HEADXOR BX, BX ; 回绕到缓冲区开头NO_WRAP_HEAD:MOV buffer_head, BX; 更新字符计数DEC buffer_count; 设置成功标志STCJMP READ_DONEBUFFER_EMPTY:XOR AL, AL ; 返回0CLC ; 清除进位标志 (失败)READ_DONE:POP BXRET; =============================================
; 串口发送字符串
; 输入: SI = 字符串偏移地址
; =============================================
SEND_STRING:PUSH AXPUSH SISEND_STR_LOOP:LODSB ; 加载字符到ALOR AL, AL ; 检查是否结束(0)JZ SEND_STR_DONE ; 是则结束CALL SEND_CHAR ; 发送字符JMP SEND_STR_LOOP ; 继续发送SEND_STR_DONE:POP SIPOP AXRET; =============================================
; 将数字转换为字符串并发送
; 输入: AX = 要发送的数字
; =============================================
SEND_NUMBER:PUSH AXPUSH BXPUSH CXPUSH DXPUSH DI; 准备数字转换MOV CX, 0 ; 数字位数计数器MOV BX, 10 ; 除数; 处理0特殊情况TEST AX, AXJNZ CONVERT_LOOPMOV AL, '0'CALL SEND_CHARJMP SEND_NUM_DONECONVERT_LOOP:XOR DX, DX ; 清零DXDIV BX ; AX = AX/10, DX = 余数ADD DL, '0' ; 转换为ASCIIPUSH DX ; 保存数字字符INC CX ; 增加位数计数TEST AX, AX ; 检查商是否为0JNZ CONVERT_LOOP ; 不为0则继续SEND_LOOP:POP AX ; 获取数字字符CALL SEND_CHAR ; 发送字符LOOP SEND_LOOP ; 循环发送所有数字SEND_NUM_DONE:POP DIPOP DXPOP CXPOP BXPOP AXRET; =============================================
; 报告中断计数器状态
; =============================================
REPORT_COUNTER:PUSH AXPUSH SI; 发送前缀消息MOV SI, OFFSET counter_msgCALL SEND_STRING; 发送中断计数MOV AX, [interrupt_counter]CALL SEND_NUMBER; 发送后缀消息MOV SI, OFFSET counter_endCALL SEND_STRINGPOP SIPOP AXRET; =============================================
; 初始化系统
; =============================================
INIT_SYSTEM:; 初始化缓冲区MOV buffer_head, 0MOV buffer_tail, 0MOV buffer_count, 0; 初始化LED状态MOV [led_state], 0FFH ; 初始状态: 亮MOV [flash_counter], 0; 初始化LED端口MOV DX, 800HMOV AL, [led_state]OUT DX, AL; 初始化计数器MOV [interrupt_counter], 0MOV [last_report], 0RET; =============================================
; 主初始化程序
; =============================================
INITIALIZATION:; 初始化系统CALL INIT_SYSTEM; 初始化UARTCALL INIT_UART; 初始化8259 PICCALL INIT_PIC; 设置中断向量CALL SET_INTERRUPT_VECTOR; 通过串口发送启动消息MOV SI, OFFSET startup_msgCALL SEND_STRING; =============================================
; 主程序循环
; =============================================
MAIN_LOOP:; 更新LED状态CALL UPDATE_LED INT 21H ; 更新报告计数器INC [last_report]CMP [last_report], REPORT_INTERVALJB SKIP_REPORT; 重置报告计数器MOV [last_report], 0; 报告中断计数CALL REPORT_COUNTER ;INT 21 SKIP_REPORT:; 检查是否有接收到的字符CALL BUFFER_READJNC NO_DATA ; 无数据则继续等待; 通过串口回显接收到的字符CALL SEND_CHAR; 检查是否为退出命令;CMP AL, 1BH ; ESC键;JE EXIT_PROGRAMNO_DATA:; 短延时以控制闪烁频率MOV CX, 3000 ; 延时参数
DELAY_SHORT:LOOP DELAY_SHORT ;INT 21HJMP MAIN_LOOP; =============================================
; 退出程序
; =============================================
EXIT_PROGRAM:; 发送最终中断计数报告CALL REPORT_COUNTER; 恢复原始中断屏蔽字MOV DX, PIC_DATAMOV AL, [original_mask]OUT DX, AL; 禁用UART中断MOV DX, IERMOV AL, 00HOUT DX, AL; 关闭LEDMOV DX, 800HMOV AL, 00HOUT DX, AL; 通过串口发送退出消息MOV SI, OFFSET exit_msgCALL SEND_STRING; 返回DOSMOV AH, 4CHINT 21H; =============================================
; 数据区
; =============================================
original_mask DB 0 ; 原始8259中断屏蔽字
startup_msg DB 0Dh, 0Ah, 'UART Interrupt Counter Program Started', 0Dh, 0AhDB 'Press ESC to exit...', 0Dh, 0Ah, 0
exit_msg DB 0Dh, 0Ah, 'Program terminated.', 0Dh, 0Ah, 0
counter_msg DB 0Dh, 0Ah, 'Interrupt count: ', 0
counter_end DB ' times', 0Dh, 0Ah, 0 end_flag DB 55h,55h,55h,55h,55hEND INITIALIZATION
)
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