--------学院
《单片机原理与应用》 课程设计
班级： 姓名： 学号： 成绩： 教师：
2012 级通信工程 xxx 11111111
摘要
温度采集系统
【摘要】 本文介绍了一个基于单片机的、能够显示时钟和温度的系统，他能显示实时 温度，并在低于下限温度和高于上限温度时蜂鸣器发出报警，还能显示 24 小时 制的实时时钟， 并且可对时、 分、 秒进行调整。 MCU 采用基于 51 内核的 STC89C52RC 单片机，温度传感器采用单总线的、数字式的 DS18B20；时钟由 MCU 内部的高精 度定时器产生，并将结果显示在 LCD1602 液晶屏上。本设计还包含 EEPROM 芯片 AT24C02 用来存储需要保存的数据；以及 5 个按键，可以对温度的阈值和时间进 行调整，为节约资源降低成本，每个按键均有复用功能。 【关键字】 ：单片机；DS18B20；实时温度；LCD1602；上下限阈值
Ⅰ
目录
第一章 设计要求与设计任务..................................................................................................1 1.1 设计内容及功能要求 ......................................................................................................1 1.2 设计任务....................................................................................................................... 1 第二章主要功能及工作流程 ............................................................................................... 2 2.1 系统主要功能 .............................................................................................................. 2 2.2 系统的工作流程 ...............................................................................................................2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 主界面 ............................................................................................................... 2 调整温度阈值界面 ......................................................................................... 3 历史温度查看界面 ......................................................................................... 4
第三章硬件电路原理描述 ........................................................................................................5 3.1 硬件电路原理图.......................................................................................................... 5 3.2 电路原理说明 ....................................................................................................................6 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 MCU 最小系统 ................................................................................................. 6 温度采集 ........................................................................................................... 7 界面显示 ........................................................................................................... 7 I2C 串行 E2PROM.............................................................................................. 7 人机交互 ........................................................................................................... 7 编程接口 ........................................................................................................... 7 电源电路 ........................................................................................................... 7
第四章 软件设计流程及描述............................................................................................. 8 4.1 软件设计思路 .............................................................................................................. 8 4.2 软件设计流程 .............................................................................................................. 8 心得体会................................................................................................................................ 10 参考文献................................................................................................................................ 11
第一章设计内容及功能要求
第一章设计内容及功能要求
1.1 设计功能要求 利用 STC89C52、DS18B20、LCD1602、AT24C02 等芯片/元器件设计一个数据 采集与显示系统。系统具有以下功能：
1.1.1 基本功能要求 （1） 能实时采集温度，显示在 1602 上； （2） 能实时显示时钟，在 1602 上； （3） 按键 1 按下，将当前的温度值保存到 AT24C02 （4） 按键 2 按下，可逐个显示之前采集到的温度值； （5） 当温度超过设定值，则蜂鸣器报警。 1.1.2 扩展功能： 自行设定，如按键调整温度报警阈值、调整时间等 1.2 设计任务 （1） 根据设计内容与要求，查找资料，进行硬件设计，包括原理图的设计和 PCB 的绘制，元器件的焊接。 （2） 根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成系统的软 件设计，包括系统主程序、温度读取子程序、LCD 显示子程序、存储子程 序等，可使用汇编语言或是 C 语言编写，建议使用 C 语言编写。 （3） 建议首先使用 Proteus 进行仿真和调试，在仿真通过后，再程序下载到 单片机应用系统中，最终使得系统在脱机情况下，能稳定可靠地工作。 （4） 编写课程设计报告。
1
二章 主要功能及工作流程
第二章主要功能及工作流程
2.1 系统主要功能 本设计采用 STC89S52RC 作为主控器，负责控制整个系统的运转和数据的输 入输出。包含 1 个 LCD1602 显示屏，在主界面显示实时温度和实时时钟，温度通 过 MCU 模拟单总线时序从 DS18B20 读取经过数字化的温度，经过转换后以 2 位 整数和 1 位小数的形式呈现出来；实时时钟由定时器产生精准稳定的计数脉冲， 在显示屏上显示 24 小时制的时、分、秒。 为了能够更好的检测温度的变化，系统设置了两个温度阈值，同时配备了一 个有源蜂鸣器， 当低于下限阈值时蜂鸣器将发出间歇的蜂鸣声，当超过上限温度 阈值时将发出持续的蜂鸣声。 同时系统带有一块 2kbit 的 EEPROM 芯片 AT24C02， 可以保存这两个阈值，系统每次上电时从芯片读取阈值，使系统的可用性更佳。 系统还包含 5 个按键，通过操作按键可以方便的调整温度上下限阈值和校准 时钟，以及将需要保存的温度保存在 AT24C02 中和读取保存的历史温度。 2.2 系统的工作流程 在接受各种流程之前先介绍一下按键，系统挂载有 5 个按键，分上、下、左、右、和设置/退出键，布局如右。 由于 LCD1602 只能显示 2 行，每行显示 16 个字符，因此
2
二章 主要功能及工作流程
同时显示的内容有限， 所以依据不同功能分成 3 个屏幕内容显示分开， 分别如下： 2.2.1 主界面 该界面显示实时温度和时间，按固定时间刷新屏幕内容，其显示效果如下
2
二章 主要功能及工作流程
同时可以在该界面调整时钟，通过按下“设置/退出”键即可进入，此时光
标将开启， 通过按下 “左” 、 “右” 键可以选择对时、 分、 秒中的某一项进行调整， 默认是选择上一次操作过的项，通过按下“上” 、 “下”键对选中的项加或者减， 长按将持续累加或者减小。按下“设置/退出”键将进入下一个界面。操作效果 如下：
2.2.2 调整温度阈值界面 由于在不同场合下对温度的感知范围不同，所以需要对温度阈值做调整。本 系统基于这一点在做软件设计是加入了温度阈值调整的功能， 温度阈值分为上限 阈值和下限阈值，温度过低或者过高都将报警，以提醒用户。 该界面进入方法为：在主界面下按两下“设置/退出”键，或者在上述的时 间调整时再次按下“设置/退出”键。在该界面下，将显示之前保存的两个阈值， 通过按下左、右键可以选择对上限或者下限进行调整，通过按下上、下键对选中 的项加或者减， 长按将持续累加或者减小。但是这里对数据的合理性做了一些规
3
二章 主要功能及工作流程
范， 即温度下限阈值增加到比上限小一时将不再增加，同样上限阈值减小到比下 限大一时将不再减小。按下“设置/退出”键退出该界面，同时将设置好的阈值 将写入 EEPROM 中，保证系统掉电后不会重置该值。该界面效果如下
3
二章 主要功能及工作流程
2.2.3 历史温度查看界面 我想首先介绍一下温度保存的过程，在主界面下，通过按“上”键可以将此 刻的温度保存到 EEPROM 中， 一共只保存近三次的数据。 保存成功后屏幕右上角 将显示字符“S”以提示保存成功，下次刷新屏幕时会将其清除。其显示时间较 短，不容易捕获，所以在此不展示效果图。 现在介绍一下该界面的进入方式，在主界面下通过按下“下”键即可进入该 界面，默认显示第一次保存的温度数据，通过“左” 、 “右”键可以切换前一次或 者后一次保存的数据， 同时程序从 EEPROM 中读取对应的数据进行显示。 第一行 显示当前的显示是第几次保存的温度数据， 第二行显示温度数据。 再次按下 “下” 键可以退回到主界面。效果如下
4
第三章硬件电路原理描述
第三章硬件电路原理描述
3.1 硬件电路原理图
5
3.2 电路原理说明
本设计采用的控制器STC89C52RC是我国宏晶科技（STC）生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。其内部包含8k的FLASH和512B的RAM。STC89C52RC采用经典的MCS-51内核，完全兼容MCS-51的指令集。但又具备传统51单片机所不具备的功能。STC89C52RC可使用串口在系统编程（ISP），是得硬件设计得以到达简化。同时搭配合适的外围构成一个完整的温度采集系统。
3.2.1 MCU最小系统
单片机的最小系统采用经典的参数和结构，保证MCU温度可靠的运行。晶振频率为11.0592MHz，以使得处理器可以获得精准的波特率，方便系统的调试。同时P1口接有8个LED，在系统运行间隙，改变点亮数量和位置，可以形成跑马灯，一方面获得较好的观赏性，另外一方面可以监测系统是否正常运行。
3.2.2 温度采集
温度采集采用美国DALLAS半导体公司推出支持“一线总线”接口的温度传感器DS18B20，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成数字信号处理器处理。测量范围为-25℃~+125℃，测量误差为±0。5℃。可程序控制调整分辨率9~12位，可实现较高的测量精度。DS18B20采用单总线与控制器相连，采用开漏输出，因此要接上拉电阻以实现数据双向传输。
3.2.3 界面显示
人机界面采用字符液晶LCD1602，可以显示16*2个字符。内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，我们常用的数字和英文字符其代码与ASCII码一致，所以在传送数据时可以直接传送字符，不需要查找对应的代码。
3.2.4 I2C串行E2PROM
E2PROM用来存储温度上下限等需要掉电保持的数据，本设计采用的
E2PROM是Ateml公司的2KB的电可擦除存储芯片。该芯片采用两线串行的I2C总线和单片机通信，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10uA(5.5V)，芯片内的数据可以在断电的情况下保存40年以上。由于MCU没有带I2C的硬件控制器，所以需要利用I/O口模拟，因为I2C是双向通信的总线，因此需要接上拉电阻，典型值为10KΩ。
3.2.5 人机交互
为了让使用者更好的操作该系统，所以给系统设计了5个按键，为使用者提供了良好的人机交互平台。另外蜂鸣器可以让用户更直观和方便的感知处理结果。
3.2.6 编程接口
为了系统在开发期间可以方便的进行调试与修改，基于MAX232设计了
RS-232转TTL的串口转换电路，可以方便的通过ISP程序为系统编程。另外也留了4针的串口接口，可以方便使用笔记本的开发者利用USB转串口的下载器为系统编程，极大的提高了系统的灵活性。
3.2.7 电源电路
电源接口采用DC-005型直流电源插座，供电电压为5V±10%。为防止供电用的适配器电压参数的分散性，致使器件因过压而损坏。因此硬件设计时为系统加了LDO，以保证供电电压偏高时不会损坏电路，然而在可以确保供电电压为标准的5V电压时可以去掉LDO，并将LDO的输入输出焊盘短接。
第四章软件设计流程及描述
4.1 软件设计思路
由于本次设计的外围较多，任务量偏大，虽然采用以往的大循环式的编程结构可以实现整个功能。但是在这里使用这种软件结构将使软件的设计难度提高，开发周期同时不便调试和功能扩展。所以本设计采用状态机式的软件结构。所谓状态机就是将系统功能分成多个任务，根据不同触发条件来执行相应的任务。
在本设计中的任务可大致分为温度读取、刷新显示、温度保存、温度越限监测、按键扫描、时钟更新等多个任务，每个任务的执行时间相差很远，而且有些任务并不需要每次都执行。例如温度保存，其只在有相应的按键触发后执行，这样将导致每次的大循环时间摇摆不定，从而使系统的可控性降低，甚至诱发系统崩溃。所以软件只设定了5个状态，每个状态执行一个或多个任务，并保证每个状态的执行时间大致相当，再留出一定的余量。这样就可以利用定时器来定时切换状态，使之逐个状态执行下去。虽然看取来和大循环式的结构差不多，但是该方式非常便于功能扩展，可以在完全不影响任务执行的同时添加一些小任务，如果这些任务没有呈现如何结果给用户，那么用户根本不会察觉。
4.2 软件设计流程图
主函数
中断服务函数
心得体会
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。经过一个学期的单片机课程学习，怎么把“纸上”的东西转化为实物，本次课设就是最好的途径，他不光可以检测你学到了什么，更重要的是在过程中培养出来的实践能力。
对我而言，由于很早就自学了单片机，对51的软硬件均有一定了解。但之前做的都是小东西，复杂度远没有这次课设的高，因此也花了不少时间。相对硬件花的时间较短，一天半的时间就做完了，主要的时间花在软件的编写和调试。软件结构一开始采用的是大循环式的，从最简单的温度显示开始一点一点往上加，渐渐发现程序结构变得越来越乱，且增加功能也变得困难。然后果断采用了状态机式，才使得程序设计得以快速实现。
最后要感谢林峰老师的悉心指导，引导我们学习单片机课程，帮助我解决在学习过程中遇到问题和困难。本次课设成功的完成离不开林老师及同学们的帮助和指导，在此衷心感谢帮助过我的老师和同学！
参考文献
[1] 徐敏. 单片机原理及应用[Ｍ]. 北京：机械工业出版社，2012.
[2] 庹先国. 电子系统设计——基础篇（第三版）[Ｍ].北京：北京航空航天大学出版社，2014.
[3] 郭天祥. 新概念51单片机C语言教程[Ｍ]：北京: 电子工业出版社，2009.
[4] 童师白,华成英. 模拟电子技术基础[Ｍ]. 北京：高等教育出版社,1980.
2[5] 何立民．IC总线应用系统设计[Ｍ]．北京：北航出版社，1995．
[6] 王辉堂,颜自勇,陈文芗.一种基于C51的多任务机制及应用[Ｊ].电子设计应用，2006，(06)：45-48.
[7] 钱宜平. 基于单片机应用系统的多任务程序结构设计[Ｊ]. 无锡职业技术学院学报,2014，13(2)：31-35.
--------学院
《单片机原理与应用》 课程设计
班级： 姓名： 学号： 成绩： 教师：
2012 级通信工程 xxx 11111111
摘要
温度采集系统
【摘要】 本文介绍了一个基于单片机的、能够显示时钟和温度的系统，他能显示实时 温度，并在低于下限温度和高于上限温度时蜂鸣器发出报警，还能显示 24 小时 制的实时时钟， 并且可对时、 分、 秒进行调整。 MCU 采用基于 51 内核的 STC89C52RC 单片机，温度传感器采用单总线的、数字式的 DS18B20；时钟由 MCU 内部的高精 度定时器产生，并将结果显示在 LCD1602 液晶屏上。本设计还包含 EEPROM 芯片 AT24C02 用来存储需要保存的数据；以及 5 个按键，可以对温度的阈值和时间进 行调整，为节约资源降低成本，每个按键均有复用功能。 【关键字】 ：单片机；DS18B20；实时温度；LCD1602；上下限阈值
Ⅰ
目录
第一章 设计要求与设计任务..................................................................................................1 1.1 设计内容及功能要求 ......................................................................................................1 1.2 设计任务....................................................................................................................... 1 第二章主要功能及工作流程 ............................................................................................... 2 2.1 系统主要功能 .............................................................................................................. 2 2.2 系统的工作流程 ...............................................................................................................2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 主界面 ............................................................................................................... 2 调整温度阈值界面 ......................................................................................... 3 历史温度查看界面 ......................................................................................... 4
第三章硬件电路原理描述 ........................................................................................................5 3.1 硬件电路原理图.......................................................................................................... 5 3.2 电路原理说明 ....................................................................................................................6 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 MCU 最小系统 ................................................................................................. 6 温度采集 ........................................................................................................... 7 界面显示 ........................................................................................................... 7 I2C 串行 E2PROM.............................................................................................. 7 人机交互 ........................................................................................................... 7 编程接口 ........................................................................................................... 7 电源电路 ........................................................................................................... 7
第四章 软件设计流程及描述............................................................................................. 8 4.1 软件设计思路 .............................................................................................................. 8 4.2 软件设计流程 .............................................................................................................. 8 心得体会................................................................................................................................ 10 参考文献................................................................................................................................ 11
第一章设计内容及功能要求
第一章设计内容及功能要求
1.1 设计功能要求 利用 STC89C52、DS18B20、LCD1602、AT24C02 等芯片/元器件设计一个数据 采集与显示系统。系统具有以下功能：
1.1.1 基本功能要求 （1） 能实时采集温度，显示在 1602 上； （2） 能实时显示时钟，在 1602 上； （3） 按键 1 按下，将当前的温度值保存到 AT24C02 （4） 按键 2 按下，可逐个显示之前采集到的温度值； （5） 当温度超过设定值，则蜂鸣器报警。 1.1.2 扩展功能： 自行设定，如按键调整温度报警阈值、调整时间等 1.2 设计任务 （1） 根据设计内容与要求，查找资料，进行硬件设计，包括原理图的设计和 PCB 的绘制，元器件的焊接。 （2） 根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成系统的软 件设计，包括系统主程序、温度读取子程序、LCD 显示子程序、存储子程 序等，可使用汇编语言或是 C 语言编写，建议使用 C 语言编写。 （3） 建议首先使用 Proteus 进行仿真和调试，在仿真通过后，再程序下载到 单片机应用系统中，最终使得系统在脱机情况下，能稳定可靠地工作。 （4） 编写课程设计报告。
1
二章 主要功能及工作流程
第二章主要功能及工作流程
2.1 系统主要功能 本设计采用 STC89S52RC 作为主控器，负责控制整个系统的运转和数据的输 入输出。包含 1 个 LCD1602 显示屏，在主界面显示实时温度和实时时钟，温度通 过 MCU 模拟单总线时序从 DS18B20 读取经过数字化的温度，经过转换后以 2 位 整数和 1 位小数的形式呈现出来；实时时钟由定时器产生精准稳定的计数脉冲， 在显示屏上显示 24 小时制的时、分、秒。 为了能够更好的检测温度的变化，系统设置了两个温度阈值，同时配备了一 个有源蜂鸣器， 当低于下限阈值时蜂鸣器将发出间歇的蜂鸣声，当超过上限温度 阈值时将发出持续的蜂鸣声。 同时系统带有一块 2kbit 的 EEPROM 芯片 AT24C02， 可以保存这两个阈值，系统每次上电时从芯片读取阈值，使系统的可用性更佳。 系统还包含 5 个按键，通过操作按键可以方便的调整温度上下限阈值和校准 时钟，以及将需要保存的温度保存在 AT24C02 中和读取保存的历史温度。 2.2 系统的工作流程 在接受各种流程之前先介绍一下按键，系统挂载有 5 个按键，分上、下、左、右、和设置/退出键，布局如右。 由于 LCD1602 只能显示 2 行，每行显示 16 个字符，因此
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二章 主要功能及工作流程
同时显示的内容有限， 所以依据不同功能分成 3 个屏幕内容显示分开， 分别如下： 2.2.1 主界面 该界面显示实时温度和时间，按固定时间刷新屏幕内容，其显示效果如下
2
二章 主要功能及工作流程
同时可以在该界面调整时钟，通过按下“设置/退出”键即可进入，此时光
标将开启， 通过按下 “左” 、 “右” 键可以选择对时、 分、 秒中的某一项进行调整， 默认是选择上一次操作过的项，通过按下“上” 、 “下”键对选中的项加或者减， 长按将持续累加或者减小。按下“设置/退出”键将进入下一个界面。操作效果 如下：
2.2.2 调整温度阈值界面 由于在不同场合下对温度的感知范围不同，所以需要对温度阈值做调整。本 系统基于这一点在做软件设计是加入了温度阈值调整的功能， 温度阈值分为上限 阈值和下限阈值，温度过低或者过高都将报警，以提醒用户。 该界面进入方法为：在主界面下按两下“设置/退出”键，或者在上述的时 间调整时再次按下“设置/退出”键。在该界面下，将显示之前保存的两个阈值， 通过按下左、右键可以选择对上限或者下限进行调整，通过按下上、下键对选中 的项加或者减， 长按将持续累加或者减小。但是这里对数据的合理性做了一些规
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二章 主要功能及工作流程
范， 即温度下限阈值增加到比上限小一时将不再增加，同样上限阈值减小到比下 限大一时将不再减小。按下“设置/退出”键退出该界面，同时将设置好的阈值 将写入 EEPROM 中，保证系统掉电后不会重置该值。该界面效果如下
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二章 主要功能及工作流程
2.2.3 历史温度查看界面 我想首先介绍一下温度保存的过程，在主界面下，通过按“上”键可以将此 刻的温度保存到 EEPROM 中， 一共只保存近三次的数据。 保存成功后屏幕右上角 将显示字符“S”以提示保存成功，下次刷新屏幕时会将其清除。其显示时间较 短，不容易捕获，所以在此不展示效果图。 现在介绍一下该界面的进入方式，在主界面下通过按下“下”键即可进入该 界面，默认显示第一次保存的温度数据，通过“左” 、 “右”键可以切换前一次或 者后一次保存的数据， 同时程序从 EEPROM 中读取对应的数据进行显示。 第一行 显示当前的显示是第几次保存的温度数据， 第二行显示温度数据。 再次按下 “下” 键可以退回到主界面。效果如下
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第三章硬件电路原理描述
第三章硬件电路原理描述
3.1 硬件电路原理图
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3.2 电路原理说明
本设计采用的控制器STC89C52RC是我国宏晶科技（STC）生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。其内部包含8k的FLASH和512B的RAM。STC89C52RC采用经典的MCS-51内核，完全兼容MCS-51的指令集。但又具备传统51单片机所不具备的功能。STC89C52RC可使用串口在系统编程（ISP），是得硬件设计得以到达简化。同时搭配合适的外围构成一个完整的温度采集系统。
3.2.1 MCU最小系统
单片机的最小系统采用经典的参数和结构，保证MCU温度可靠的运行。晶振频率为11.0592MHz，以使得处理器可以获得精准的波特率，方便系统的调试。同时P1口接有8个LED，在系统运行间隙，改变点亮数量和位置，可以形成跑马灯，一方面获得较好的观赏性，另外一方面可以监测系统是否正常运行。
3.2.2 温度采集
温度采集采用美国DALLAS半导体公司推出支持“一线总线”接口的温度传感器DS18B20，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成数字信号处理器处理。测量范围为-25℃~+125℃，测量误差为±0。5℃。可程序控制调整分辨率9~12位，可实现较高的测量精度。DS18B20采用单总线与控制器相连，采用开漏输出，因此要接上拉电阻以实现数据双向传输。
3.2.3 界面显示
人机界面采用字符液晶LCD1602，可以显示16*2个字符。内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，我们常用的数字和英文字符其代码与ASCII码一致，所以在传送数据时可以直接传送字符，不需要查找对应的代码。
3.2.4 I2C串行E2PROM
E2PROM用来存储温度上下限等需要掉电保持的数据，本设计采用的
E2PROM是Ateml公司的2KB的电可擦除存储芯片。该芯片采用两线串行的I2C总线和单片机通信，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10uA(5.5V)，芯片内的数据可以在断电的情况下保存40年以上。由于MCU没有带I2C的硬件控制器，所以需要利用I/O口模拟，因为I2C是双向通信的总线，因此需要接上拉电阻，典型值为10KΩ。
3.2.5 人机交互
为了让使用者更好的操作该系统，所以给系统设计了5个按键，为使用者提供了良好的人机交互平台。另外蜂鸣器可以让用户更直观和方便的感知处理结果。
3.2.6 编程接口
为了系统在开发期间可以方便的进行调试与修改，基于MAX232设计了
RS-232转TTL的串口转换电路，可以方便的通过ISP程序为系统编程。另外也留了4针的串口接口，可以方便使用笔记本的开发者利用USB转串口的下载器为系统编程，极大的提高了系统的灵活性。
3.2.7 电源电路
电源接口采用DC-005型直流电源插座，供电电压为5V±10%。为防止供电用的适配器电压参数的分散性，致使器件因过压而损坏。因此硬件设计时为系统加了LDO，以保证供电电压偏高时不会损坏电路，然而在可以确保供电电压为标准的5V电压时可以去掉LDO，并将LDO的输入输出焊盘短接。
第四章软件设计流程及描述
4.1 软件设计思路
由于本次设计的外围较多，任务量偏大，虽然采用以往的大循环式的编程结构可以实现整个功能。但是在这里使用这种软件结构将使软件的设计难度提高，开发周期同时不便调试和功能扩展。所以本设计采用状态机式的软件结构。所谓状态机就是将系统功能分成多个任务，根据不同触发条件来执行相应的任务。
在本设计中的任务可大致分为温度读取、刷新显示、温度保存、温度越限监测、按键扫描、时钟更新等多个任务，每个任务的执行时间相差很远，而且有些任务并不需要每次都执行。例如温度保存，其只在有相应的按键触发后执行，这样将导致每次的大循环时间摇摆不定，从而使系统的可控性降低，甚至诱发系统崩溃。所以软件只设定了5个状态，每个状态执行一个或多个任务，并保证每个状态的执行时间大致相当，再留出一定的余量。这样就可以利用定时器来定时切换状态，使之逐个状态执行下去。虽然看取来和大循环式的结构差不多，但是该方式非常便于功能扩展，可以在完全不影响任务执行的同时添加一些小任务，如果这些任务没有呈现如何结果给用户，那么用户根本不会察觉。
4.2 软件设计流程图
主函数
中断服务函数
心得体会
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。经过一个学期的单片机课程学习，怎么把“纸上”的东西转化为实物，本次课设就是最好的途径，他不光可以检测你学到了什么，更重要的是在过程中培养出来的实践能力。
对我而言，由于很早就自学了单片机，对51的软硬件均有一定了解。但之前做的都是小东西，复杂度远没有这次课设的高，因此也花了不少时间。相对硬件花的时间较短，一天半的时间就做完了，主要的时间花在软件的编写和调试。软件结构一开始采用的是大循环式的，从最简单的温度显示开始一点一点往上加，渐渐发现程序结构变得越来越乱，且增加功能也变得困难。然后果断采用了状态机式，才使得程序设计得以快速实现。
最后要感谢林峰老师的悉心指导，引导我们学习单片机课程，帮助我解决在学习过程中遇到问题和困难。本次课设成功的完成离不开林老师及同学们的帮助和指导，在此衷心感谢帮助过我的老师和同学！
参考文献
[1] 徐敏. 单片机原理及应用[Ｍ]. 北京：机械工业出版社，2012.
[2] 庹先国. 电子系统设计——基础篇（第三版）[Ｍ].北京：北京航空航天大学出版社，2014.
[3] 郭天祥. 新概念51单片机C语言教程[Ｍ]：北京: 电子工业出版社，2009.
[4] 童师白,华成英. 模拟电子技术基础[Ｍ]. 北京：高等教育出版社,1980.
2[5] 何立民．IC总线应用系统设计[Ｍ]．北京：北航出版社，1995．
[6] 王辉堂,颜自勇,陈文芗.一种基于C51的多任务机制及应用[Ｊ].电子设计应用，2006，(06)：45-48.
[7] 钱宜平. 基于单片机应用系统的多任务程序结构设计[Ｊ]. 无锡职业技术学院学报,2014，13(2)：31-35.