At89c51单片机定时中断

Question

设计一个15秒定时器，若时间到，则进行声明期报警计数器规定若按钮按下，则重新15秒计时。
硬件设计与软件设计

Answer 1

晚上好🌙🌙🌙
本答案参考通义千问

设计一个基于 AT89C51 单片机 的 15秒定时器，功能如下：

• 按下按钮后，重新开始 15 秒倒计时；
• 当时间到（即 15 秒结束）后，触发报警（如 LED 点亮、蜂鸣器响等）；
• 使用 定时中断 实现定时功能。

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一、硬件设计

1.1 所需硬件组件

| 名称 | 功能说明 | |--------------|----------------------------------| | AT89C51 单片机 | 核心控制器 | | 按钮开关 | 用于重置定时器 | | LED | 报警指示灯 | | 蜂鸣器 | 报警声音输出 | | 电阻、电容 | 用于电路稳定与滤波 |

1.2 硬件连接图（简要描述）

• 按钮：连接至 P3.2 引脚（外部中断 0），低电平有效；
• LED：连接至 P1.0 引脚，高电平点亮；
• 蜂鸣器：连接至 P1.1 引脚，控制其发声；
• 晶振：使用 12MHz 晶振，配置为内部时钟；
• 复位电路：使用上拉电阻 + 按钮实现复位功能。

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二、软件设计

2.1 系统流程图

开始
│
├─ 初始化定时器、中断、IO
│
├─ 等待按钮按下（或进入中断）
│
├─ 启动定时器，开始 15 秒倒计时
│
├─ 定时中断发生，计数器减 1
│
└─ 若计数器为 0 → 触发报警 → 停止定时器

2.2 关键代码逻辑

2.2.1 定时器设置（使用定时器 0，方式 1）

void Timer0_Init() {
    TMOD = 0x01;      // 定时器 0 工作方式 1（16 位）
    TH0 = 0x3C;       // 设置初值，1ms 中断（12MHz 晶振）
    TL0 = 0x0B;
    ET0 = 1;          // 开启定时器 0 中断
    EA = 1;           // 全局中断开启
    TR0 = 1;          // 启动定时器 0
}

注意： 在 12MHz 晶振下，定时器初值计算公式为：

初值 = 65536 - (12e6 / 12 / 1000) = 65536 - 1000 = 64536 = 0xFFD8

但为了简化，我们采用每 1ms 中断一次的方式，通过 计数 15000 次 来实现 15 秒。

2.2.2 定时器中断服务程序

unsigned int count = 0;

void Timer0_ISR() interrupt 1 {
    TH0 = 0x3C;       // 重新加载初值
    TL0 = 0x0B;
    count++;          // 计数器加 1

    if (count == 15000) {  // 15 秒到
        P1_0 = 0;       // LED 点亮
        P1_1 = 0;       // 蜂鸣器响
        TR0 = 0;        // 停止定时器
    }
}

2.2.3 按钮中断处理（外部中断 0）

void External0_Init() {
    EX0 = 1;          // 开启外部中断 0
    IT0 = 1;          // 下降沿触发
    EA = 1;
}

void External0_ISR() interrupt 0 {
    count = 0;        // 重置计数器
    TR0 = 1;          // 重新启动定时器
}

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三、完整 C 语言代码示例

#include <reg51.h>

#define LED P1_0
#define BUZZER P1_1

unsigned int count = 0;

void Timer0_Init() {
    TMOD = 0x01;      // 定时器 0 方式 1
    TH0 = 0x3C;       // 1ms 中断
    TL0 = 0x0B;
    ET0 = 1;
    EA = 1;
    TR0 = 1;
}

void External0_Init() {
    EX0 = 1;
    IT0 = 1;
    EA = 1;
}

void Timer0_ISR() interrupt 1 {
    TH0 = 0x3C;
    TL0 = 0x0B;
    count++;

    if (count == 15000) {
        LED = 0;      // 报警
        BUZZER = 0;
        TR0 = 0;
    }
}

void External0_ISR() interrupt 0 {
    count = 0;
    TR0 = 1;
}

void main() {
    LED = 1;          // 初始状态关闭
    BUZZER = 1;
    Timer0_Init();
    External0_Init();

    while(1);
}

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四、解决方案步骤总结

1. 初始化定时器和中断

   • 配置定时器 0 为方式 1，设置初值以实现 1ms 中断
   • 开启全局中断和定时器中断

2. 设置外部中断

   • 配置 P3.2 为外部中断 0，下降沿触发
   • 编写中断服务程序，用于重置计数器并重启定时器

3. 编写定时器中断服务程序

   • 每次中断将计数器 count 加 1
   • 当 count == 15000（即 15 秒）时，触发报警（LED 和蜂鸣器）
   • 停止定时器，防止重复触发

4. 主函数中运行循环

   • 保持程序在等待中断状态

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五、注意事项

• 定时器初值计算：根据晶振频率调整初值，确保精度；
• 中断优先级：如果有多中断，需合理设置中断优先级；
• 去抖动处理：按钮可能产生抖动，建议在软件或硬件中做消抖处理；
• 报警恢复：报警后需手动复位或通过其他方式重新启动定时器。

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如有需要，我也可以提供 Proteus 仿真图 或 Keil 编译环境配置。是否需要？