1.1　单片机开发流程
        单片机的开发主要分为硬件开发和软件开发，在系统设计上又有最小系统和扩展系统两种。下面将通过系统硬件设计、软件设计进行开发流程的介绍，并以最小系统及一些典型的扩展系统为例进行简单的说明。
1.1.1 单片机应用系统设计步骤
       单片机应用系统是指以单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，能实现某种或几种功能的应用系统。它由硬件部分和软件部分组成。一般来说，应用系统所要完成的任务不同，相应的硬件配置和软件配置也就不同。因此，单片机应用系统的设计应包括硬件设计和软件设计两大部分。为保证系统能可靠工作，在软、硬件的设计中，还要考虑其抗干扰能力。
        在应用系统的设计中，软件、硬件和抗干扰设计是紧密相关、不可分离的。在有些情况下硬件的任务可由软件来完成（如某些滤波、校准功能等）；而在另一些要求系统实时性强、响应速度快的场合，则往往用硬件代替软件来完成某些功能。设计者应根据实际情况，合理地安排软、硬件的比例，选取最佳的设计方案，使系统具有最佳的性能价格比。
        设计一个单片机测控系统，一般可分为4个步骤。
需求分析、方案论证和总体设计阶段
        需求分析、方案论证是单片机测控系统设计工作的开始，也是工作的基础。只有经过深入细致的需求分析和周密而科学的方案论证才能使系统设计工作顺利完成。
        需求分析的内容主要包括：被测控参数的形式（电量、非电量、模拟量、数字量等）、被测控参数的范围、性能指标、系统功能、工作环境、显示、报警、打印要求等。
        方案论证是根据用户要求设计出符合现场条件的软硬件方案，在选择测量结果输出方式上，既要满足用户要求，又要使系统简单、经济、可靠，这是进行方案论证与总体设计一贯坚持的原则。
器件选择、电路设计制作、数据处理、软件编写阶段
器件选择和电路设计主要根据方案中所确定的指标进行，同时需要考虑器件的电气特性。
        数据处理、软件编写是单片机系统实现功能最重要的步骤。首先，设计数据处理的算法，如果是简单的控制可以跳过这一步。然后，设计程序的结构，得到流程图。最后进行程序的编写工作。
整个系统的设计与性能测定阶段
        编制好的程序或焊接好的线路，不能按预计的那样正确工作是常有的事，这就需要查错和调试。查错和调试有时是很费时间的。
        调试时，应将硬件和软件分成几部分，逐个部分调试，各部分都调试通过后再进行联调。调试完成后，应在实验室模拟现场条件，对所设计的硬件、软件进行性能测定。
文件编制阶段
        文件不仅是设计工作的结果，而且是以后使用、维修以及进一步再设计的依据。因此，一定要精心编写，描述清楚，使数据及资料齐全。
        文件应包括：任务描述；设计的指导思想及设计方案论证；性能测定及现场试用报告与说明；使用指南；软件资料（流程图、子程序使用说明、地址分配、程序清单）；硬件资料（电原理图、元件布置图及接线图、接插件引脚图、线路板图、注意事项）。
        一个项目定下来后，经过详细调研、方案论证后，就进入正式研制阶段。从总体上来看，设计任务可以分为硬件设计和软件设计，这两者互相结合，不可分离。从时间上来看，硬件设计的绝大部分工作量是在最初阶段，到后期往往还要作一些修改。软件设计任务贯彻始终，到中后期基本上都是软件设计任务。
1.1.2 系统硬件设计
        单片机应用系统的硬件设计包括3大部分内容：单片机系统的扩展部分设计、各功能模块的设计和工艺设计。
1．单片机系统的扩展部分设计
        系统扩展设计包括存储器扩展和接口扩展。存储器的扩展指EPROM、EEPROM和RAM的扩展，接口扩展是指8255、8155、8279以及其他功能器件的扩展。它们都属于单片机系统扩展的内容。
2．各功能模块的设计
        如信号测量功能模块、信号控制功能模块、人机对话功能模块、通信功能模块等，根据系统功能要求配置相应的A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等外围设备。
为使硬件设计尽可能合理，应重点考虑以下几点：
（1）尽可能采用功能强的芯片，以简化电路。
（2）留有余地。在设计硬件电路时，要考虑到将来修改、扩展方便。
（3）ROM空间。目前EPROM容量越来越大，一般选用2764以上的EPROM，它们都是28脚，要升级很方便。
（4）RAM空间。8031内部RAM不多，当要增强软件数据处理功能时，往往觉得不足。这就要求系统配置外部RAM，如6264、62256等。
（5）I/O端口。在样机研制出来后进行现场试用时，往往会发现一些被忽视的问题，而这些问题是不能单靠软件措施来解决的。如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端；有些物理量需要控制，就必须增加输出端。如果硬件设计之初就多设计出一些I/O端口，这问题就会迎刃而解。
（6）A/D和D/A通道。和I/O端口同样的原因，留出一些A/D和D/A通道将来可能会解决大问题。
3．工艺设计
        工艺设计包括机箱、面板、配线、接插件等。设计时必须考虑到安装、调试、维修的方便。另外，硬件抗干扰措施也必须在硬件设计时一并考虑进去。
1.1.3 系统软件设计
        在进行应用系统的总体设计时，软件设计和硬件设计应综合考虑，同时进行。当系统的电路设计定型后，软件的任务也就明确了。
        系统中的应用软件是根据系统功能要求设计的。一般地讲，软件的功能可分为两大类：一类是执行软件，它能完成各种实质性的功能，如测量、计算、显示、打印、输出控制等；另一类是监控软件，它专门用来协调各执行模块和操作者的关系，在系统软件中充当组织调度角色。
设计人员在进行程序设计时应从以下几个方面加以考虑：
（1）根据软件功能要求，将系统软件分成若干个相对独立的部分。设计出合理的软件总体结构，使其清晰、简捷，流程合理。
（2）各功能程序实行模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植、修改。
（3）在编写应用软件之前，应绘制出程序流程图。这不仅是程序设计的一个重要组成部分，而且是决定成败的关键部分。从某种意义上讲，多花些时间来设计程序流程图，就可以节约几倍源程序编辑调试时间。
（4）要合理分配系统资源，包括ROM、RAM、定时器/计数器、中断源等。其中最关键的是片内RAM分配。对8031来讲，片内RAM指00H～7FH单元，这128个字节的功能不完全相同，分配时应充分发挥其特长，做到物尽其用。例如在工作寄存器的8个单元中，R0和R1具有指针功能，是编程的重要角色，避免作为他用；20H～2FH这16个字节具有位寻址功能，用来存放各种标志位、逻辑变量、状态变量等；设置堆栈区时应事先估算出子程序和中断嵌套的级数及程序中栈操作指令使用情况，其大小应留有余量。若系统中扩展了RAM存储器，应把使用频率最高的数据缓冲器安排在片内RAM中，以提高处理速度。当RAM资源规划好后，应列出一张RAM资源详细分配表，以备编程查用方便。
（5）注意在程序的有关位置处写上功能注释，提高程序的可读性。

以3.10单片机数据采集与串口通信系统设计为例，进行方案设计

备注：建议使用Microsoft Office Visio绘制，也可以使用Word或WPS或其他软件画放方案框图，框图中文字，比报告正文小1号。

系统总体方案设计

经过方案论证选型后

略

系统详细方案设计

备注：注意箭头方向。

在方案设计基础上，初步设计硬件电路，利用仿真软件优化和修改完善电路设计，使用Proetus或AD或立创EDA画电路硬件电路图。

因为各组设计的信号采集电路不同、显示电路不同、报警电路不同，不再统一给出硬件电路，各组自行在仿真中不断完善硬件电路设计。

流程图设计

程序流程图是一种用图形、流程线和文字说明描述程序基本操作和控制流程的方法，它是程序分析和过程描述的最基本方式。程序流程图使用特定符号表示，它的基本元素如下图所示。

论文报告中，软件设计以流程图形式展示，不以代码形式体现。

流程图分为主程序流程图和功能模块子程序流程图。

主程序流程图是系统总体程序流程，包括初始化部分、循环部分，要形成无限循环。

备注：建议使用Microsoft Office Visio绘制，也可以使用Word或WPS或其他软件画放流程图，流程图中文字，比报告正文小1号。

子程序有开始和结束，中间可以有判断等，不能形成死循环。

在流程图基础上，初步撰写程序代码，利用仿真软件优化和修改完善程序设计。

代码略。

2024届毕业设计论文中错误

1、主程序永远没有结束和停止，只能形成无限循环

2、条件判断要使用菱形，一个进入，两个分支输出，分别是满足条件或和不满足条件。

3、子程序要通过“结束”反馈，程序不能运行过程中截止，也不能在子程序中死循环。

4、菱形判断要标注是/否、Y/N、YES/NO。箭头只能指向箭头，不能指向框。