8259APIC(Programmable Interrupt Controller)是一種可編程序中斷控制器，又稱優先權中斷控制器”(Priority Interrupt Controller)，它具有強大的中斷管理功能。
8259A的主要功能有：
(1)每一片8259A可管理8級優先權中斷源，通過8259A的級聯，最多可管理64級優先權的中斷源。
(2)對任何一級中斷源都可單獨進行屏蔽，使該級中斷請求暫時被掛起，直到取消屏蔽時為止。
(3)能向CPU提供可編程的標識碼，對于8086／8088CPU來說就是中斷類型碼。這個功能使原來沒有能力提供中斷類型碼的8255A、8253、8251A等可編程接口芯片，借助8259A同樣可以采用中斷I／O方式來進行管理。
(4)具有多種中斷優先權管理方式，有完全嵌套方式、自動循環方式、特殊循環方式、特殊屏蔽方式和查詢方式五種，這些管理方式均可通過程序動態地進行變化。
所以，8259A是IBM--PC機系統中不可缺少的接口芯片，除作為中斷優先權控制器外，還常常作為系統總線控制邏輯的組成部分。
一、8259A的內部結構
8259A的內部結構框圖如圖6-25(a)所示。由圖可見，8259A由八個基本組成部分組成，它們是：
(1)8位中斷請求寄存器(IRR)用來存放從外設來的中斷請求信號IR0—IR7，所以是一個中斷源中斷請求寄存器。它有“正跳變”邊沿觸發和“高電平”電平觸發兩種觸發方式。但無論采用何種觸發方式，中斷請求信號的高電平狀態必須保持到第一個中斷響應信號前一單元fix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />前一單元ferrelative="t" o:spt="75" coordsize="21600,21600"> 變為有效之后，否則將丟失中斷請求信號。
(2)8位中斷屏蔽寄存器( )．用來存放CPU送來的屏蔽信號，當它的某一位或某幾位為“1”時，則對應的中斷請求就被屏蔽，即對該中斷源的有效請求置之不理。
(3)8位中斷服務寄存器(ISR)是用來記憶正在處理中的中斷級別。當CPU正為某個中斷源服務時，8259A則使ISR中的相應位置“1”。當ISR為全“0”時，表示CPU正執行正常程序，無任何中斷服務。
(4)優先權判別器(PR)也稱優先權分析器，它是用來管理和識別各個中斷源的優先級別的。其基本功能有：
1)根據CPU送人的命令來定義或修改IRo—tR,中各位的優先級別。通常IR0的優先級最高(為“0”級)、IR7的優先級別最低(為“7”級)，但可通過軟件加以修改。
2)當有多個中斷請求同時出現時，分析出哪個中斷源的優先級最高。
3)判別是否可以進入多重中斷，即判別新產生的中斷源的優先級別是否高于正在處理的中斷級別。
4)當一個中斷請求被判別為較高優先級時，通過控制邏輯向CPU發出中斷請求信號INT(呈高電平)。當CPU響應中斷而獲得響應信號INTA，使ISR中的相應位置。
(5)控制邏輯將根據優先權判別器的請求向CPU發出中斷請求信號INT，該信號連接到8086／8088CPU的可屏蔽中斷INTR引腳；同時接受CPU來的中斷響應信號INTA，并作出相應的處理，如置位ISR中的相應位、釋放中斷類型碼到總線馬～島、清除INT信號等。
(6)數據總線緩沖器是8位三態雙向緩沖器，通常和CPU系統總線中的DB7一DB0相連接，在讀／寫邏輯的控制下實現CPU與8259A之間的信息交換。
(7)讀/寫邏輯是根據CPU送來的讀/寫信號和地址信息，通過數據總線緩沖器有條不紊地完成CPU對8259A的所有寫操作和讀操作。它還包含有四個初始化命令寄存器和三個操作命令寄存器，用于存放四個初始化命令字ICWl~ICW'4和三個操作命令字OCWl~OCW3。
(8)級聯緩沖器／比較器主要是為實現多片8259A的級聯應用而設計的。在級聯應用中只有一片8259A為主片，其他均為從片，但最多不能超過9片。此時各從片8259A的INT將與主片8259A的IRx相連接，而它們的三個級聯信號CAS0—CAS2將分別互連起來。此時，主8259A在第一個雨開響應周期內通過CAS0～CAS2送出三位識別碼，而和此識別碼相符的從8259A將在第二個 響應周期內釋放中斷類型碼到數據總線上，使CPU進入相應的中斷處理程序。
級聯緩沖器／比較器的第二個功能是提供一個 ／ 引腳信號，它是一個表示“從編程／緩沖器允許”的雙功能信號。當8259A工作于緩沖方式時，它作為控制系統總線緩沖器傳送方向的輸出信號；當8259A工作于非緩沖方式時，作為輸入信號，用于規定該片8259A是作為主片( )還是從片（ ），因此一個系統中，只可能主片8259A的 / 引腳接高電平，其他從片均應接地。
以上8259A的內部結構中，IRR、IMR、ISR、PR和控制邏輯五個部分是實現中斷優先權管理的核心部件。此外，8259A只有兩個I／O端口地址，它們由 和A0輸入的地址信息決定，一般 應連接到I／O地址譯碼器的輸出，而A0通常是和地址總線A0或A1相連接。當8259A應用于8088CPU時，A0端常和地址總線A0相連接；當8259A應用于 8086CPU時，A0端常和地址總線A1相連接。
二、8259A的中斷優先權管理方式及中斷結束方式
（一）8259A的中斷優先權管管理方式
8259A的中斷優先權管理方式共有5種，它們是：
1．完全嵌套方式
這是一種按固定的優先級別高低來管理中斷的方式。此時，當一個中斷請求正在處理過程中時，不再產生同級的或較低級別的中斷請求，但能產生較高級別的中斷請求，即 8259A的IR0、IRl…IR7 8個中斷源的中斷優先權隊列中固定為IR0的優先級別最高，IRl次之，而IR7為最低。這是一種最基本的中斷優先管理方式，如果8259A初始化未對優 先權管理方式編程時，則8259A就自動進入此方式。
2．自動循環方式
這是一種中斷源的中斷優先級別將隨著中斷響應過程的結束而隨時跟著改變的中斷優先權管理方式。其改變原則是一個中斷請求的中斷服務結束后，其中斷優先權降為最低，并且中斷隊列中的其余中斷源的優先級別相應作循環變化。因此，隊列中的任何一個中斷源都有享受最高優先權的資格，所以這種自動循環方式又稱為“等優先權方式”。
例如，CPU在進行IR5的中斷服務過程中，產生了IR3的中斷請求，因為IR3的優先級別高于IR5，所以CPU把IR5的中斷處理過程暫時掛起(或者暫停)，而進入IR3，的中斷服務程序，顯然這是一個雙重中斷過程。此時，8259A將對ISR和中斷優先級設置為：見表）
但是當IR3的中斷服務程序完成之后，復位IS3并改變IR3的中斷優先級別為最低級，而其余的中斷源優先級跟著作循環變化，此時ISR和優先級別設置成：（見表）

注意，此時IR5的中斷優先級別從原來較低級別改變為較高的級別了。
有兩種方法可使8259A工作于自動循環方式 ：
(1)在中斷服務程序的末尾發一條普通EOI循環命令；
(2)在主程序或中斷服務程序中發置位／復位自動EOI循環命令。
3、特殊循環方式
這是一種可以通過主程序或中斷服務程序中發特殊循環方式操作命令來指定某個中斷源的優先級別為最低級，-而其余中斷源的優先級別也隨之循環變化的中斷優先管理方式。例如，CPU正在處理IR7和IR2的中斷過程中，8259A對ISR和中斷優先級設置為：（見表）

當在IR4的中斷服務子程序中發一條IR4為最低優先級的命令，則中斷優先級將改變為：（見表）

由于此時IR4的優先級最低，使IR5的優先級最高，而原來優先級較高的IR2現在也改變為比較低的優先級別了。
也有兩種方法可使8259A的優先權管理方法改變為特殊循環方式：
(1)在程序的任何地方執行一條置位優先權命令；
(2)在中斷服務程序結束處執行一條特殊的EOI循環命令。
4．特殊屏蔽方式
在某些中斷應用場合，希望一個中斷服務程序能動態地改變中斷系統的優先權結構。例如在執行中斷服務程序的某一部分中要求禁止較低級的中斷請求，但在執行中斷服務程序的另一部分中又允許較低優先級別的中斷請求。為了達到此目的，一般可在中斷服務程序中應用中斷屏蔽命令將中斷屏蔽寄存器中對應當前中斷級別的位置“1”，使當前中斷級受到屏蔽，為開放較低級別的中斷請求提供可能。但是，由于此時中斷服務寄存器ISR中對應本級中斷的位為“1”，并將保持到中斷服務程序發出中斷結束命令后，才被清除為“0”，所以在中斷服務程序執行過程中，8259A仍然禁止較低級別的中斷請求。8259A的特殊屏蔽方式就是為解決上述矛盾而設置的中斷優先級管理方式。
在特殊屏蔽方式中，可在中斷服務程序中用中斷屏蔽命令來屏蔽當前正在服務的中斷級別時，同時使中斷服務寄存器中對應當前中斷級別的位自動清“0”，這時不僅屏蔽了當前正在處理的本級中斷，還真正開放了其他較低級別的中斷請求。此時，CPU雖然仍在繼續執行較高級別的中斷服務程序，但由于本級中斷已被屏蔽并且ISR中的對應位也為“0”，所以CPU好像不在執行中斷服務程序一樣，或者說8259A沒有產生過中斷請求一樣，所以即使是最低級別的中斷請求，8259A將及時產生INT中斷請求，而CPU也會及時響應較低級別的中斷請求。特殊屏蔽方式的設置或撤消均可通過操作命令OCW3來實現。
5．查詢排序方式
這是一種用軟件查詢方法來響應與8259A相連接的8級中斷請求，此時8259A的INT引腳可不連接到CPU的INTR引腳，或者CPU正處于關中狀態，所以CPU不能響應從8259A來的中斷請求。這時CPU若要了解有無中斷請求，必須先用操作命令字發查詢命令到8259A，然后再用輸入指令讀取IRR寄存器的狀態，并識別當前有無中斷請求及優先級最高的中斷請求。
(二)8259A的中斷結束方式
當8259A的某一中斷級別的中斷請求被CPU響應時，8259A中的中斷服務寄存器ISR中的對應位將被置為“1”，表示CPU正在執行ISx為1的中斷服務程序，要求在中斷服務程序中或末尾通過適當的手段將正在執行的ISx位清除為“0”。清除ISx為0的方法有兩種，其一是在中斷服務程序結束之前向8259A發出EOI命令；其二是在第二個INTA響應信號的后沿之后由8259A自動清除。
1．EOI命令方式
所謂EOI命令方式是指在中斷服務程序末尾向8259A發出中斷結束命令，清除ISR中的相應位，表示該級的中斷服務程序已經結束。EOI命令有普通EOI命令和特殊EOI命令兩種。
普通EOI命令將自動清除ISR中所有已置位的位中優先級最高的那一位，因此它適用于安全嵌套方式的中斷結束，因為此時正在服務的中斷源必定是優先級別最高的。
當8259A不工作于完全嵌套方式時，就不能應用普通EOI命令，因為此時ISR中優先級最高的那一位不一定就是正在服務的中斷級別，因而必須采用特殊EOI命令。因為特殊EOI命令中帶有用于指定ISR中相應位復位的三位編碼信息。所以特殊EOI命令可以作為任何優先級管理方式的中斷結束命令。
2．自動EOI方式
采用此方式時，在第二個 響應信號的后沿由8259A自動執行普通EOI操作，復位ISR中已置位的中斷優先級最高的位。
三、8259A的引腳信號
8259A的引腳信號排列圖如圖6-25(b)所示。可見，圖中的引腳信號可分為三類，包括和CPU總線相連接的信號、來自外部8個中斷源的中斷請求信號以及多片8259A級聯的級聯信號。各引腳信號的名稱和功能如表6-4所示。
四、中斷的順序
8259A是二種可編程序中斷控制器，具有很強的中斷尋址能力，可直接或間接地轉移到所需的中斷服務程序中去，而完全不必查詢中斷設備。
8259A的中斷工作順序為：
(1)一條或多條中斷請求(IR0~IR7)變為高電平，使IRR相應位置“1”；
(2)8259A接受這些請求，分析它們的優先級，向CPU發出中斷請求信號INT；
(3)CPU響應中斷，并以 脈沖作為回答；
(4)接受來自CPU的第一 脈沖，最高優先級的ISR位置位，而相應的IRR位被復位。在該周期，8259A沒有驅動數據總線；
(5)CPU啟動第二個 脈沖，在該脈沖期間，8259A向CPU發出中斷類型碼(中斷識別碼)；
(6)至此，已完成了整個中斷響應周期。在AEOI(自動結束中斷)方式中，當第二個 脈沖結束時，ISR位被復位。在其他情況下，ISR位置位，直到中斷服務程序結束，在IRET指令前，發出相應的EOI命令。
這是對iAPX86系統而言的中斷工作順序。
五、8259A的應用舉例
(一)8259A在IBM PC／XT中的應用
在IBM--PC／XT微型計算機中只有一片8259A，可連接8個外部中斷源，其連接方法、中斷源名稱、中斷類型碼及中斷服務程序入口地址如圖6-26和表6-5所示。
系統分配給8259A的I／O端口地址為20H和21H，8259H采用邊沿觸發方式、緩沖方式，中斷結束采用EOI命令方式，中斷優先權管理方式采用完全嵌套方式。
(二)8259A在IBM PC／AT中的應用
在IBM--PC／AT微機系統中采用80286CPU。此系統中的外部可屏蔽中斷源除PC／XT中的7個中斷源外，還有實時時鐘、INT0AH、80287協處理器和第二個硬磁盤等，因此外部中斷源數大于8個，故系統中采用二片8259A組成中斷系統，其中主片8259A的功能與圖6-26中的8259A功能相同，而從片8259A則管理其他的中斷源，其中斷請求信號INT和主片8259A的IR2輸入端相連接，二片8259A的CAS0～CAS2依次連接，不過此時主片8259A的CAS0—CAS2作為輸出信號，而從片8259A則作為輸入。
在IBM--PC／AT機中二片8259A的連接圖如圖6-27所示。若采用完全嵌套方式管理外部中斷源時，優先級別隊列為IRQ0>IRQl>IRQ8>IRQ9>IRQ10>……>IRQ15>IRQ3>IRQ4>IRQ5>IRQ6>IRQ7。