单片机使用体系规划过程

1.设备的预备
① 必备的设备：计算机、仿真器、编程器以及数字万用表、电烙铁、钳子、螺钉旋具等东西。仿真器是调试程序用的，不同的单片机要有不向的仿真器，如51系列单片机就要51系列单片机仿真器。仿真器有通用型仿真器、专用型仿真器。通用型适用于多个系列，价高；专用型只适用于某一系列，价低。编程器是固化(或写入)芯片用的，编程器也分简易型和通用型，两者的不同首要是可固化芯片数目不同，前者数目少而后者数目多，其价格不同也很大。初学者选一种可固化自己所用芯片的简易型编程器即可。不管是仿真仍是编程都需要和计算机连起来，经过计算机来仿真或编程。
② 其它设备：双踪示波器、多功用信号产生器、直流稳压电源等。
2.总体规划
总体规划，分为产品的结构规划(或叫机械规划)、电气规划两种。
结构规划首要考虑产品的形状、体积、面板的尺度；面板上比方按钮、指示灯、显现器的安置；仪器背板的尺度、背板上信号线和电源线怎么引进；接线端子怎么组织等。
电气规划包含软件和硬件的规划、单片机的挑选、外围电路器材的挑选、编程言语的挑选等。在最终要画出单片机运用体系的结构框图，在结构框图里要包含所选单片机的框图以及各个功用块的框图。
3.硬件规划
硬件规划首要是指规划能完结所要求功用的硬件电路。依据前面总体规划时规划的体系结构框图画出电路原理图，结合产品的结构和工艺规划，再画出印制电路板图。在作单片机运用体系的硬件规划时，应考虑如下：
① 硬件规划中触及到的详细电路首要应是自己曾经在其他项目上用过的现成的电路，这种电路好与否自己最清楚。其次是学习别人的电路，留意选用别人电路时必定要先调试，不能直接放在电路中。
② 硬件电路选用模块化规划。如—个单片机运用体系有单片机最小体系、时钟电路、A／D转化电路、LED或LCD显现电路、串口通讯电路等，可别离作为独立模块来规划。模块化规划的优点在于能够“分而治之”。每一个模块都调试经过，那么整个体系的硬件就根本调试经过了，而且调试好的模块还可方便地移植到其它的单片机运用体系中去。
③ 挑选商场货源充足、常用的元器材，尤其是集成电路芯片不能选独家产品，独家产品一是价格太高，二是一旦缺货就无计可施。
④ 在进行硬件电路规划时，要充沛考虑体系各部分的驱动才能，若驱动才能不行，体系就不能牢靠作业或彻底不能作业。
⑤ 在画电路原理图时，要充沛考虑产品的结构规划和工艺规划，有必要在做印制电路板图之前完结，不然印制电路板的个数、巨细尺度和形状均无法确认。
⑥ 现在盛行的绘电路图的东西有很多种，其间最好和常用的是Protel 99SE/ Protel DXP，可是在用Protel 99SE/ Protel DXP画印制电路板时要充沛考虑到抗电磁搅扰问题。
⑦ 在用Protel 99SE/ Protel DXP制作印制电路板图时，有几个最小尺度值有必要留意：线宽一般情况下要大于等于15mil；过孔直径不小于30mil；线距(相邻两线的最小距离)不小于10 mil。mil是英制的长度单位，为1in(1in＝0.0254m)的千分之一。
⑧ 在制作印制电路板图时，大部分元器材引脚的宽度和距离都是规范的，但有些多脚插接件却欠好制作，即运用游标卡尺丈量，有时也会呈现插不上去的现象。处理的办法是：制作好印制电路板图后，以1：1的份额打印一份出来，然后再找一块较平的塑料泡沫，把印制电路板图贴上去，再把元器材插上去，看是否适宜，如不适宜，从头批改，直到适宜停止。
4.硬件调试
硬件调试在焊好元器材的印制电路板上进行，其过程如下：
① 查看印制电路板。在元器材的装置和焊接之前，先用眼睛和万用表查看印制电路板是否有短路和断路的当地。
② 元器材在装置的过程中必定要留意方向，在焊接的过程中要坚持印制电路板板面的整齐，留意有无漏焊、错焊、连焊。
③ 空载上电。查看电源输出是否正确、单片机引脚上电源和地的电位是否正确以及其它集成芯片上电源和地的电位是否正确。
④ 上电。空载上电查看正确后，即可将各芯片刺进各插座，正式上电，再查看各点电位是否正确。若发现电位不对或某个元器材发烫乃至冒烟，当即断电，查找原因，直至排除毛病方可从头上电。
⑤ 仿真调试。单片机的仿真器是协助规划者对运用体系进行调试的专用东西。在不通电的情况下，首要把仿真器与PC机的并口或USB口、串口相连，然后把仿真器的仿真头刺进单片机运用体系的专有插座中，这样单片机、仿真器以及PC机三者就构成了一个联机开发体系。
5.软件规划
在软件规划上，应留意如下几点：
① 与硬件规划相似，软件规划中所触及的完结某一功用的程序，首要也是自己曾经在其他项目上用过的现成的程序模块；其次学习别人的程序模块，详细途径是上网查找，包含硬件电路和源代码，相同也是在用之前必定要进行调试。
② 软件规划也应模块化。模块化的优点是便于测验、批改和扩展。调试作业能够并行进行，几个调试人员能够一同调试不同的模块。
③ 合理分配内存资源，要给仓库预留满足的RAM区，不能让仓库溢出。
④ 在软件上选用抗电磁搅扰办法，比方采样时，运用软件滤波；在运用看门狗电路时也需有软件的合作。
⑤ 为进步程序的可读性，要给程序模块添加必要的注释。
⑥ 编程言语的挑选。汇编言语是单片机前期开发运用的言语，由于其可读性、可移植性、可维护性差等缺陷，而逐渐被C言语替代。C言语是一种简练高效的高档言语，具有可读性好、牢靠性高、有功用丰厚的函数库、运算速度快、编译效率高、可移植性好等特色，而且能够直接完结对硬件的操控，因此逐渐成为了单片机运用体系开发中的干流编程言语。
6.软件调试
软件调试与所选用的软件结构和程序规划技能有关。假如选用模块程序规划技能，则逐一模块调好今后，再进行体系程序总调试。
关于模块结构程序，要一个个子程序别离调试。调试子程序时，必定要契合现场环境，即进口条件和出口条件。调试的手法可选用单步运转办法和断点运转办法，经过查看用户体系CPU的现场、RAM的内容和I/O口的状况，检测程序履行成果是否契合规划要求。经过检测，能够发现程序中的死循环过错、机器码过错及搬运地址的过错，一同也能够发现用户体系中的硬件毛病、软件算法及硬件规划过错。在调试过程中不断调整用户体系的软件和硬件，逐渐经过一个个程序模块。
各独立程序模块调试经往后，能够把各功用块联合起来一同进行全体程序综合调试。在这阶段若产生毛病，能够考虑各子程序在运转时是否损坏现场，缓冲单元是否产生冲突，零位的树立和铲除在规划上有否失误，仓库区域有否溢出，输入设备的状况是否正常，等等。（http://www.diangon.com/版权所有）若用户体系是在开发体系的监控程序下运转时，还要考虑用户缓冲单元是否和监控程序的作业单元产生冲突。
单步和断点调试后，还应进行接连调试，这是由于单步运转只能验证程序的正确与否，而不能确认守时精度、CPU的实时呼应等问题。待悉数完结后，应重复运转屡次，除了调查稳定性之外，还要调查用户体系的操作是否契合原始规划要求、组织的用户操作是否合理等，必要时还要作恰当批改。
7.固化
方针程序经仿真器调试经往后，即可固化。源程序经编译、衔接生成的机器码有两种格局（*.HEX格局或*.BIN格局）均可固化。固化的办法有两种：一是仿真器装备的固化功用；二是专用的编程器。专用的编程器有很多种，又分为简易和通用编程器两种，前者可固化芯片数目少，后者可固化芯片数目多。
8.运转测验
运转测验包含功用测验和牢靠性测验。功用测验是依照规划任务书查看各个功用是否逐个完结。牢靠性测验，又称“烤机”，“烤机”时刻不定，能够是48小时、72小时或更长，意图是测验在规则的时刻内体系能否正常运转。除检测运转时刻外，还要高温、低温测验以及抗电磁搅扰测验等。当功用测验和牢靠性测验都经过，该单片机运用体系开发成功。