51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)從入門到精通單片機(jī)的開發(fā)主要分為硬件開發(fā)和軟件開發(fā)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上又有最小系統(tǒng)和擴(kuò)展系統(tǒng)兩種。下面將通過系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行開發(fā)流程的介紹，并以最小系統(tǒng)及一些典型的擴(kuò)展系統(tǒng)為例進(jìn)行簡單的說明。

　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是指以單片機(jī)為核心，配以一定的外圍電路和軟件，能實(shí)現(xiàn)某種或幾種功能的應(yīng)用系統(tǒng)。它由硬件部分和軟件部分組成。一般來說，應(yīng)用系統(tǒng)所要完成的任務(wù)不同，相應(yīng)的硬件配置和軟件配置也就不同。因此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分。為保證系統(tǒng)能可靠工作，在軟、硬件的設(shè)計(jì)中，還要考慮其抗干擾能力。在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，軟件、硬件和抗干擾設(shè)計(jì)是緊密相關(guān)、不可分離的。在有些情況下硬件的任務(wù)可由軟件來完成（如某些濾波、校準(zhǔn)功能等）；而在另一些要求系統(tǒng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、響應(yīng)速度快的場(chǎng)合，則往往用硬件代替軟件來完成某些功能。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理地安排軟、硬件的比例，選取最佳的設(shè)計(jì)方案，使系統(tǒng)具有最佳的性能價(jià)格比。設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，一般可分為4個(gè)步驟。需求分析、方案論證和總體設(shè)計(jì)階段需求分析、方案論證是單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的開始，也是工作的基礎(chǔ)。只有經(jīng)過深入細(xì)致的需求分析和周密而科學(xué)的方案論證才能使系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作順利完成。

　　需求分析的內(nèi)容主要包括：被測(cè)控參數(shù)的形式（電量、非電量、模擬量、數(shù)字量等）、被測(cè)控參數(shù)的范圍、性能指標(biāo)、系統(tǒng)功能、工作環(huán)境、顯示、報(bào)警、打印要求等。方案論證是根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)場(chǎng)條件的軟硬件方案，在選擇測(cè)量結(jié)果輸出方式上，既要滿足用戶要求，又要使系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠，這是進(jìn)行方案論證與總體設(shè)計(jì)一貫堅(jiān)持的原則。器件選擇、電路設(shè)計(jì)制作、數(shù)據(jù)處理、軟件編寫階段器件選擇和電路設(shè)計(jì)主要根據(jù)方案中所確定的指標(biāo)進(jìn)行，同時(shí)需要考慮器件的電氣特性。數(shù)據(jù)處理、軟件編寫是單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能最重要的步驟。首先，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理的算法，如果是簡單的控制可以跳過這一步。然后，設(shè)計(jì)程序的結(jié)構(gòu)，得到流程圖。最后進(jìn)行程序的編寫工作。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能測(cè)定階段編制好的程序或焊接好的線路，不能按預(yù)計(jì)的那樣正確工作是常有的事，這就需要查錯(cuò)和調(diào)試。查錯(cuò)和調(diào)試有時(shí)是很費(fèi)時(shí)間的。調(diào)試時(shí)，應(yīng)將硬件和軟件分成幾部分，逐個(gè)部分調(diào)試，各部分都調(diào)試通過后再進(jìn)行聯(lián)調(diào)。調(diào)試完成后，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)條件，對(duì)所設(shè)計(jì)的硬件、軟件進(jìn)行性能測(cè)定。文件編制階段文件不僅是設(shè)計(jì)工作的結(jié)果，而且是以后使用、維修以及進(jìn)一步再設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，一定要精心編寫，描述清楚，使數(shù)據(jù)及資料齊全。文件應(yīng)包括：任務(wù)描述；設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想及設(shè)計(jì)方案論證；性能測(cè)定及現(xiàn)場(chǎng)試用報(bào)告與說明；使用指南；軟件資料（流程圖、子程序使用說明、地址分配、程序清單）；硬件資料（電原理圖、元件布置圖及接線圖、接插件引腳圖、線路板圖、注意事項(xiàng)）。一個(gè)項(xiàng)目定下來后，經(jīng)過詳細(xì)調(diào)研、方案論證后，就進(jìn)入正式研制階段。從總體上來看，設(shè)計(jì)任務(wù)可以分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，這兩者互相結(jié)合，不可分離。從時(shí)間上來看，硬件設(shè)計(jì)的絕大部分工作量是在最初階段，到后期往往還要作一些修改。軟件設(shè)計(jì)任務(wù)貫徹始終，到中后期基本上都是軟件設(shè)計(jì)任務(wù)。