我們學習單片機的目的，就是為了進行嵌入式產品的開發。要想學好單片機，首先就得對流程有一個整體了解。

本文，先簡要介紹一下單片機應用系統的開發流程。

單片機系統開發流程

上圖是單片機系統開發流程框圖。

1、明確任務

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

2、劃分軟、硬件功能

單片機系統由軟件和硬件兩部分組成。在應用系統中，有些功能既可由硬件來實現，也可以用軟件來完成。硬件的使用可以提高系統的實時性和可靠性;使用軟件實現，可以降低系統成本，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

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

4、硬件設計

根據總體設計要求，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的電路原理圖。

5、軟件設計

在系統整體設計和硬件設計的基礎上，確定軟件系統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時就已經確定其代碼的含義)。人們要計算機所執行的所有操作，最終都必須轉換成為相應的機器語言由CPU識別、控制執行。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。

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時就已經確定其代碼的含義)。人們要計算機所執行的所有操作，最終都必須轉換成為相應的機器語言由CPU識別、控制執行。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軟件進行系統仿真，出現問題可以及時修改。

7、系統調試

完成系統仿真后，利用Protel等繪圖軟件，根據電路原理圖繪制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寫入單片機。

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，進行系統聯調，直至調試成功。

8、測試修改、用戶試用

經測試檢驗符合要求后，將系統交給用戶試用，對于出現的實際問題進行修改完善，系統開發完成。

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，例如內核結構、內存分配、中斷處理、定時計數、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、數字電子、C語言程序開發以及原理圖和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，在進行系統開發的時候，才能順利地進行原理設計、PCB布板、程序編寫、系統聯調等工作。相關文章：如何成為高級嵌入式硬件工程師？

第二階段：研究其他單片機功能、特點

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、華邦等這類臺灣芯片;如果客戶要求工業級的性能，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，選用MSP430系列應該有一定優勢;在進行測量儀器設計的時候，C8051和AduC842這類數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，日后若在其他的項目開發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，這樣一來會節約大量開發成本。

第三階段：工作項目中積累經驗

在實際的項目開發過程中，不斷深入研究單片機應用技術，不斷積累應用行業的專業知識。

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、結構最合理的單片機應用系統。

來源：STM32嵌入式開發
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審核編輯 黃宇