本章基本要求：通過對本章的學(xué)習(xí)主要了解一個單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的全過程，包括：提出要求、方案確定、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)可靠性設(shè)計及最后的調(diào)試通過、產(chǎn)品定型等。

7.1.1設(shè)計要求與設(shè)計步驟
(1)設(shè)計要求
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)大多數(shù)用于工業(yè)環(huán)境、嵌入到其它設(shè)備或作為部件組裝到某種產(chǎn)品中，所以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：
●高可靠性
●較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力
●較好的實時性
●易于操作和維護(hù)
●具有一定的可擴(kuò)充性
●具有通信功能
(2)設(shè)計步驟
單片機(jī)不同應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程基本相似，其一般步驟可以分為需求分析，總體方案設(shè)計、硬件設(shè)計與調(diào)試、軟件設(shè)計與調(diào)試、系統(tǒng)功能調(diào)試與性能測試、產(chǎn)品驗收和維護(hù)、文件編制和技術(shù)歸檔等。
①需求分析
需求分析就是要明確所設(shè)計的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)要“做什么”和“做的結(jié)果怎樣”。需求分析階段的結(jié)果是形成可操作的設(shè)計需求任務(wù)書。任務(wù)書應(yīng)包含單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)所應(yīng)具有的功能特性和性能指標(biāo)等主要內(nèi)容。如果是自主開發(fā)產(chǎn)品，還應(yīng)附有市場調(diào)研和可行性論證等內(nèi)容；如果是委托開發(fā)，則應(yīng)該與委托方討論擬制的需求任務(wù)書是否滿足對方的需求。
②總體方案設(shè)計
總體方案設(shè)計就是要從宏觀上解決“怎么做”的問題。其主要內(nèi)容應(yīng)包括：技術(shù)路線或設(shè)計途徑、采用的關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、主要硬件的選型和加工技術(shù)、軟件平臺和開發(fā)語言、測試條件和測試方法、驗收標(biāo)準(zhǔn)和條文等。如果是委托開發(fā)，設(shè)計需求任務(wù)書和總體方案設(shè)計的主要內(nèi)容往往以技術(shù)文件的形式附于合同書之后。
③硬件設(shè)計
硬件設(shè)計的主要內(nèi)容是基于總體方案設(shè)計，選擇系統(tǒng)所需的各類元器件、設(shè)計系統(tǒng)的電子線路圖和印刷電路板、安裝元器件的調(diào)試硬件線路。硬件設(shè)計應(yīng)確保功能設(shè)計和接口設(shè)計滿足系統(tǒng)的需求，并且充分考慮和軟件的協(xié)調(diào)工作關(guān)系，注重選用高集成度的器件和采用硬件軟化、軟件硬化等設(shè)計技術(shù)。
④軟件設(shè)計
本階段的主要任務(wù)是：基于軟件工程的思想，擬制出本系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案，劃分出主要的軟件模塊、根據(jù)需要繪制部分軟件模塊的流程圖、調(diào)試程序和測試軟件的基本功能。
⑤系統(tǒng)功能調(diào)試與測試
本階段的重點(diǎn)是：基于系統(tǒng)的設(shè)計需求，進(jìn)行系統(tǒng)功能調(diào)試和性能指標(biāo)的測試，形成測試報告，核對用戶需求或設(shè)計需求和系統(tǒng)現(xiàn)有功能、指標(biāo)的一致性程度，提出修改意見，循環(huán)上述某些步驟，直至滿足需求。
⑥產(chǎn)品驗收和維護(hù)
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)或產(chǎn)品開發(fā)結(jié)束后，必須經(jīng)過用戶的驗收。屬于國家或部委的科研項目，還應(yīng)通過有關(guān)部門的鑒定。產(chǎn)品投入市場或用戶生產(chǎn)現(xiàn)場后，維護(hù)工作就開始了，這步工作一直要持續(xù)到該產(chǎn)品退出市場。
⑦文檔編制和技術(shù)歸檔
為了維護(hù)單片機(jī)系統(tǒng)，或?qū)⒛壳暗脑O(shè)計成果作為資源用于以后的設(shè)計，有必要編制相應(yīng)的文檔。提供給用戶的安裝手冊、操作手冊和維護(hù)手冊等，是技術(shù)文檔的重要組成部分之一。技術(shù)文檔必須按國家標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，經(jīng)相關(guān)人員審核后存入技術(shù)檔案室進(jìn)行統(tǒng)一管理。