51單片機應用開發(fā)從入門到精通單片機的開發(fā)主要分為硬件開發(fā)和軟件開發(fā)，在系統(tǒng)設計上又有最小系統(tǒng)和擴展系統(tǒng)兩種。下面將通過系統(tǒng)硬件設計、軟件設計進行開發(fā)流程的介紹，并以最小系統(tǒng)及一些典型的擴展系統(tǒng)為例進行簡單的說明。

　　單片機應用系統(tǒng)設計步驟

　　單片機應用系統(tǒng)是指以單片機為核心，配以一定的外圍電路和軟件，能實現(xiàn)某種或幾種功能的應用系統(tǒng)。它由硬件部分和軟件部分組成。一般來說，應用系統(tǒng)所要完成的任務不同，相應的硬件配置和軟件配置也就不同。因此，單片機應用系統(tǒng)的設計應包括硬件設計和軟件設計兩大部分。為保證系統(tǒng)能可靠工作，在軟、硬件的設計中，還要考慮其抗干擾能力。在應用系統(tǒng)的設計中，軟件、硬件和抗干擾設計是緊密相關、不可分離的。在有些情況下硬件的任務可由軟件來完成（如某些濾波、校準功能等）；而在另一些要求系統(tǒng)實時性強、響應速度快的場合，則往往用硬件代替軟件來完成某些功能。設計者應根據(jù)實際情況，合理地安排軟、硬件的比例，選取最佳的設計方案，使系統(tǒng)具有最佳的性能價格比。設計一個單片機測控系統(tǒng)，一般可分為4個步驟。需求分析、方案論證和總體設計階段需求分析、方案論證是單片機測控系統(tǒng)設計工作的開始，也是工作的基礎。只有經(jīng)過深入細致的需求分析和周密而科學的方案論證才能使系統(tǒng)設計工作順利完成。

　　需求分析的內容主要包括：被測控參數(shù)的形式（電量、非電量、模擬量、數(shù)字量等）、被測控參數(shù)的范圍、性能指標、系統(tǒng)功能、工作環(huán)境、顯示、報警、打印要求等。方案論證是根據(jù)用戶要求設計出符合現(xiàn)場條件的軟硬件方案，在選擇測量結果輸出方式上，既要滿足用戶要求，又要使系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、可靠，這是進行方案論證與總體設計一貫堅持的原則。器件選擇、電路設計制作、數(shù)據(jù)處理、軟件編寫階段器件選擇和電路設計主要根據(jù)方案中所確定的指標進行，同時需要考慮器件的電氣特性。數(shù)據(jù)處理、軟件編寫是單片機系統(tǒng)實現(xiàn)功能最重要的步驟。首先，設計數(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，設計程序的結構，得到流程圖。最后進行程序的編寫工作。整個系統(tǒng)的設計與性能測定階段編制好的程序或焊接好的線路，不能按預計的那樣正確工作是常有的事，這就需要查錯和調試。查錯和調試有時是很費時間的。調試時，應將硬件和軟件分成幾部分，逐個部分調試，各部分都調試通過后再進行聯(lián)調。調試完成后，應在實驗室模擬現(xiàn)場條件，對所設計的硬件、軟件進行性能測定。文件編制階段文件不僅是設計工作的結果，而且是以后使用、維修以及進一步再設計的依據(jù)。因此，一定要精心編寫，描述清楚，使數(shù)據(jù)及資料齊全。文件應包括：任務描述；設計的指導思想及設計方案論證；性能測定及現(xiàn)場試用報告與說明；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）。一個項目定下來后，經(jīng)過詳細調研、方案論證后，就進入正式研制階段。從總體上來看，設計任務可以分為硬件設計和軟件設計，這兩者互相結合，不可分離。從時間上來看，硬件設計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。軟件設計任務貫徹始終，到中后期基本上都是軟件設計任務。