我們學習單片機的目的就是為了進行嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，學好單片機首先要有一個整體認識，下面將簡要介紹一下單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)流程，如圖1-22所示。

圖1-22單片機系統(tǒng)開發(fā)流程

(1)明確任務

分析和了解項目的總體要求，并綜合考慮系統(tǒng)使用環(huán)境、可靠性要求、可維護性及產(chǎn)品的成本等因素，制定出可行的性能指標。

(2)劃分軟、硬件功能

單片機系統(tǒng)由軟件和硬件兩部分組成。在應用系統(tǒng)中，有些功能既可由硬件來實現(xiàn)，也可以用軟件來完成。硬件的使用可以提高系統(tǒng)的實時性和可靠性;使用軟件實現(xiàn)，可以降低系統(tǒng)成本，簡化硬件結構。因此在總體考慮時，必須綜合分析以上因素，合理地制定硬件和軟件任務的比例。

(3)確定希望使用的單片機及其他關鍵部件

根據(jù)硬件設計任務，選擇能夠滿足系統(tǒng)需求并且性價比高的單片機及其他關鍵器件，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、傳感器、放大器等，這些器件需要滿足系統(tǒng)精度、速度以及可靠性等方面的要求。

(4)硬件設計

根據(jù)總體設計要求，以及選定的單片機及關鍵器件，利用Protel等軟件設計出應用系統(tǒng)的電路原理圖。

(5)軟件設計

在系統(tǒng)整體設計和硬件設計的基礎上，確定軟件系統(tǒng)的程序結構并劃分功能模塊，然后進行各模塊程序設計。

單片機程序設計語言可分為三類：

? 機器語言 ：又稱為二進制目標代碼，是CPU硬件唯一能夠直接識別的語言(在設計CPU時就已經(jīng)確定其代碼的含義)。人們要計算機所執(zhí)行的所有操作，最終都必須轉(zhuǎn)換成為相應的機器語言由CPU識別、控制執(zhí)行。CPU系列不同，其機器語言代碼的含義也不盡相同。

? 匯編語言 ：由于機器語言必須轉(zhuǎn)換為二進制代碼描述，不便于記憶、使用和直接編寫程序，為此產(chǎn)生了與機器語言相對應的匯編語言。用匯編語言編寫的程序執(zhí)行速度快，占用存儲單元少，效率高。

? 高級語言 ：高級語言具有很好的可讀性，使程序的編寫和操作都十分方便，目前廣泛使用的高級語言是C51。

匯編語言和高級語言都必須被翻譯成機器語言之后才能被CPU識別。

(6)仿真調(diào)試

軟件和硬件設計結束后，需要進行進行進入兩者的整合調(diào)試階段。為避免浪費資源，在生成實際電路板之前，可以利用Keil C51和Proteus軟件進行系統(tǒng)仿真，出現(xiàn)問題可以及時修改。

(7)系統(tǒng)調(diào)試

完成系統(tǒng)仿真后，利用Protel等繪圖軟件，根據(jù)電路原理圖繪制PCB(Printed Circuit Board)印刷電路板圖，然后將PCB圖交給相關廠商生產(chǎn)電路板。拿到電路板后，為便于更換器件和修改電路，可首先在電路板上焊接所需芯片插座，并利用編程器將程序?qū)懭雴纹瑱C。

接下來將單片機及其他芯片插到相應的芯片插座中，接通電源及其他輸入、輸出設備，進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，直至調(diào)試成功。

(8)測試修改、用戶試用

經(jīng)測試檢驗符合要求后，將系統(tǒng)交給用戶試用，對于出現(xiàn)的實際問題進行修改完善，系統(tǒng)開發(fā)完成。

單片機學習方法探討

單片機學習的過程應該是一個循序漸進、不斷學習、不斷積累的過程，大致分為三個階段。

第一階段：掌握開發(fā)單片機的必備基礎知識。

首先是熟練掌握單片機的基本原理，雖然現(xiàn)在單片機廠商眾多，但各家單片機的基本結構和原理都比較相近，例如內(nèi)核結構、內(nèi)存分配、中斷處理、定時計數(shù)、串行通信、端口復用等一些最基本的概念和原理。除此之外，我們還需要學習模擬電子、數(shù)字電子、C語言程序開發(fā)以及原理圖和PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)設計等知識。只有扎實的掌握了這些知識，在進行系統(tǒng)開發(fā)的時候，才能順利地進行原理設計、PCB布板、程序編寫、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等工作。

第二階段：在掌握好一款單片機原理和應用的基礎上，開始學習其他各家單片機，了解其獨有的功能和特點。

例如實際工作中若客戶要求低成本，那我們可以選用和泰、義隆、華邦等這類***芯片;如果客戶要求工業(yè)級的性能，那么最好從PIC、NEC、飛思卡爾、NXP等這些歐美和日式單片機中選擇;若要進行功耗的開發(fā)，選用MSP430系列應該有一定優(yōu)勢;在進行測量儀器設計的時候，C8051和AduC842這類數(shù)模混合芯片又顯得比較實用。

另外，平時要注意技術積累。在項目開發(fā)過程中將一些常用的接口程序和控制算法整理成模塊或者函數(shù)，日后若在其他的項目開發(fā)中有同樣或者接近的需求時，原程序可以直接或者進行少量改動后使用，這樣一來會節(jié)約大量開發(fā)成本。

第三階段：在實際的項目開發(fā)過程中，不斷深入研究單片機應用技術，不斷積累應用行業(yè)的專業(yè)知識。

有了扎實的單片機應用相關的基礎知識，并且熟悉掌握了幾款不同類型單片機的開發(fā)方法后，對于各種實際的應用項目，往往還需要理解和掌握外圍電路相關的原理和分析方法，并結合實際的應用背景，綜合考慮各種因素，才能設計出性能最優(yōu)、結構最合理的單片機應用系統(tǒng)。