单片机开发流程
单片机系统开发流程
单片机系统开发流程1. 硬件设计硬件设计是单片机系统开发的第一步，它涉及到电路原理图设计、PCB布局和元器件选型等工作。
1.1 电路原理图设计根据项目需求，使用相应的EDA软件（如Altium Designer、Cadence等）进行电路原理图设计。
在设计过程中，需要注意以下几点： - 确定单片机型号和外部器件的连接方式，包括引脚定义和功能。
- 根据外设模块的要求进行接口设计，如LCD显示屏、按键、传感器等。
- 考虑电源管理电路，包括稳压器、滤波电容和保护电路等。
- 进行信号调试和仿真验证，确保原理图没有错误。
1.2 PCB布局根据电路原理图进行PCB布局设计。
在布局过程中，需要注意以下几点： - 根据外部器件的位置和尺寸进行布局安排，尽量减少信号线的长度和干扰。
- 分析信号线的走向和层次分配，在不同层次上布置不同类型的信号线（如时钟线、数据线、地线等）。
- 合理安排元器件的焊盘位置和间距，方便手工焊接或自动插件。
- 添加必要的电源和地平面，增强电磁兼容性（EMC）和信号完整性（SI）。
1.3 元器件选型根据项目需求和硬件设计要求，选择合适的元器件。
在选型过程中，需要注意以下几点： - 确定单片机型号，考虑处理器性能、存储容量、接口等因素。
- 根据外设模块的要求选择合适的器件，如LCD显示屏、按键、传感器等。
- 考虑元器件的可获得性、价格和可靠性等因素。
2. 软件开发软件开发是单片机系统开发的核心环节，它涉及到嵌入式软件编程和调试等工作。
2.1 嵌入式软件编程根据项目需求和硬件设计要求，选择合适的嵌入式开发平台（如Keil、IAR Embedded Workbench等），进行软件编程。
在编程过程中，需要注意以下几点：- 编写初始化代码，配置单片机的时钟源、引脚功能和外设模块等。
- 设计主程序框架，包括任务调度、中断处理和状态机控制等。
- 编写驱动程序，实现对外设模块的控制和数据交互。
51单片机项目教程项目 1 构建单片机开发环境
图1- 3安装驱动程序软件步骤二
图1- 4安装驱动程序软件步骤三
图1- 5安装驱动程序软件步骤四
1.2 技术准备
1.2.3程序烧录方法和相关工具
STC单片机的烧写及实验，具体方法如下： 第一步：硬件连接 将配套的USB电源线，及串口线连上，在锁紧坐上放入STC的单片机，其他的硬件 连接保存默认，打开电源，硬件连接完毕； 第二步：软件操作 1.打开软件，出现如下画面
在单片机应用系统开发中，单片机是整个设计的核心。如图11所示，单片机应用系统由硬件和软件组成。硬件是应用系统的基 础，软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完 成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可。
1.2 技术准备
1.2.2安装USB驱动程序
1.确保电脑联网。 B口插入开发板后电脑会自动识别设备，自动联网安装驱动设 备成功。 3.若电脑未自动安装驱动，打开设备管理器，找到插入开发板后弹 出的新设备(未安装好驱动的情况下在“其他设备”中，带有黄色 感叹号或问号)，右键点击设备，选择“更新驱动程序软件“—— —“自动搜索更新的驱动程序软件”即可安装驱动。
任务1：用Keil C51编写程序 编程语言都是需要开发环境的，这样才能完成程序的编写、调试和编译。 C51程序开发是在Keil µVision开发环境下进行，首先介绍该开发环境Keil µVision4。 软件启动 软件启动画面如图1-11所示。
图1- 11Keil µVision4
1.点击“project --- New uVision Project”新建一个工程，如图112所示。
1.1 项目分析
学习单片机之前，必须要掌握构建单片机开发环境 的方法。本项目详细讲解USB驱动程序的安装方法，如 何安装使用开发软件keil4，如何烧录程序和使用相关工 具。
简述单片机系统的开发流程
简述单片机系统的开发流程单片机系统是指由单片机芯片、外围电路和软件程序组成的一种嵌入式系统。
单片机系统的开发流程包括硬件设计、软件开发和系统调试等多个阶段。
1. 硬件设计阶段硬件设计是单片机系统开发的第一步，主要包括电路设计和PCB设计两个部分。
(1) 电路设计：根据系统需求，选择合适的单片机芯片和外围器件，设计电路原理图。
在电路设计过程中，需要考虑功耗、时钟频率、IO口数量、通信接口等因素，并根据需求进行电源供应、时钟电路、外设接口电路等设计。
(2) PCB设计：根据电路原理图，进行PCB的布线设计。
通过布线设计，将电路原理图中的元器件进行合理的布局和连接，以满足信号传输、电源供应等要求。
在PCB设计过程中，需要注意信号完整性、电源稳定性、阻抗匹配等问题。
2. 软件开发阶段软件开发是单片机系统开发的核心部分，主要包括编写程序和调试两个环节。
(1) 编写程序：根据系统需求和硬件设计，选择合适的开发工具和编程语言，编写单片机的软件程序。
在编写程序过程中，需要了解单片机的指令集、寄存器配置、中断处理等相关知识，并根据需求实现系统的各项功能。
(2) 调试：将编写好的软件程序下载到单片机芯片中，通过调试工具进行调试。
调试过程中，可以通过单步执行、断点调试等方式，逐步检查程序的运行情况，发现并解决程序中的错误和问题。
调试完成后，可以对系统的功能进行验证和优化。
3. 系统调试阶段系统调试是单片机系统开发的最后一步，主要包括硬件调试和软件调试两个环节。
(1) 硬件调试：通过仪器设备和测试工具，对硬件电路进行测试和验证。
主要包括电源稳定性、信号传输、外设功能等方面的测试。
在硬件调试过程中，可以使用示波器、逻辑分析仪等工具对信号进行观测和分析，发现并解决硬件电路中的问题。
(2) 软件调试：在硬件调试完成后，对软件程序进行全面的功能测试。
通过输入不同的参数和数据，验证系统的各项功能是否正常运行。
在软件调试过程中，可以使用调试工具和仿真器对程序进行调试和测试，以确保系统的稳定性和可靠性。
stm32单片机的工作原理
stm32单片机的工作原理STM32单片机是一款广泛应用于嵌入式系统的微控制器，具有高性能、低功耗和丰富的外设资源等特点。
本文将详细介绍STM32单片机的工作原理，并对其各个部分进行解析。
一、概述STM32单片机是由意法半导体（STMicroelectronics）公司开发的一款32位微控制器。
它采用了先进的ARM Cortex-M内核，非常适用于嵌入式控制应用。
STM32单片机具有丰富的外设资源，如通用IO口、定时器、通信接口（如USART、SPI、I2C）等，可以满足不同应用的需求。
二、内核结构STM32单片机的内核结构采用了Harvard体系结构，主要由处理器核、存储器和总线组成。
处理器核负责指令执行和数据处理，存储器用于存储程序代码和数据，总线则用于连接处理器核和存储器。
1. 处理器核STM32单片机的处理器核采用了ARM Cortex-M系列的核心。
它具有强大的计算能力和高效的指令执行速度，支持多种指令集和调试接口，能够满足不同应用的需求。
处理器核负责执行存储在存储器中的程序代码，控制外设的操作，并根据指令完成相应的数据处理。
2. 存储器STM32单片机的存储器分为Flash存储器和RAM存储器两部分。
Flash存储器用于存储程序代码和常量数据，可在电源关闭后保持数据的不变性。
RAM存储器用于存储临时的变量和数据，速度较快但断电后数据会消失。
3. 总线STM32单片机的总线用于连接处理器核和存储器，同时也用于连接外设。
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三部分。
数据总线用于传输数据，地址总线用于指定存储器或外设的地址，控制总线用于传递读写和控制信号。
三、外设资源STM32单片机具有丰富的外设资源，可以满足各种嵌入式控制应用的需求。
这些外设包括通用IO口、定时器、通信接口等。
1. 通用IO口通用IO口是STM32单片机最常用的外设之一，它可以配置为输入或输出，用于连接外部设备或传感器。
通用IO口的数量和类型取决于具体型号，一般都有多个引脚可供使用。
PIC单片机的最小系统及开发流程
; 设置RA口为IO口 ;选择数据存储器的体0
第三讲 5. PIC单片机的集成开发环境MPLAB 编译失败的原因1-拼写错误 学会看Output窗口的信息
第三讲 5. PIC单片机的集成开发环境MPLAB 编译失败的原因2-用中文输入法输入“；”“，”
DIP封装的 PIC16F877A
SOIC和SSOP封 装的PIC单片机
TQFP封装的 PIC6F877A
更加详细的封装信息在datasheet里面
第三讲 3，PIC单片机的封装
•
小知识点 • 环氧树脂聚合物 成本低，重量 轻 欣赏下黑胶芯片的内部 • 光照（包括紫外线）会影响晶 体管的工作性能，所以外壳不 能透光。
第三讲 5. PIC单片机的集成开发环境MPLAB 软件安装详见课本P32, 3.3节 安装程序，下课学习委员来找我拷贝
可官方免费下 载，但只支持 汇编编译，C 语言编译的话 需要安装其他 C编译器，而 且不同信号的 编译器不同
MPLAB 8.8 IDE (本课程讲解用)
MPLAB X IDE (最新版本)
asm文件第三讲pic单片机的集成开发环境mplab软件安装详见课本p3233节安装程序下课学习委员来找我拷贝mplab88ide本课程讲解用mplabide最新版本可官方免费下载但只支持汇编编译c语言编译的话需要安装其他c编译器而且不同信号的编译器不同第三讲pic单片机的集成开发环境mplabmplabide提供以下功能
TQFP封装的 PIC6F877A
集 成 电 路 的 封 装 （ Package ） 指 厂 商 对 由 集 成 电 路 的 核 心 —— 半 导 体硅片的包装方式，也即 芯片的载体。
第三讲 4，PIC单片机的烧写流程
大学单片机开发知识点总结
大学单片机开发知识点总结一、单片机概述单片机（Microcontroller）是具有存储器、计算机和一些通用输入/输出端口的特种集成电路。
它是一种集成了微处理器、存储器和计时器/定时器功能的芯片，能够实现控制、数据处理、数据传输和数据存储等功能。
与微处理器相比，单片机的集成度更高，功能更全面，价格更便宜，功耗更低。
单片机广泛应用于控制系统、嵌入式系统、仪器仪表、家电、工业自动化、通信设备等领域。
二、单片机基础知识1. 单片机的组成单片机通常由CPU、存储器、输入/输出端口、定时器/定时器、串行接口、模拟数字转换器（ADC）等组成。
其中，CPU是单片机的核心，负责执行程序和数据处理；存储器用于存储指令和数据；输入/输出端口用于与外部设备进行数据交换；定时器/定时器用于生成定时信号和计数器功能；串行接口用于与外部设备进行串行通信；ADC用于将模拟信号转换为数字信号。
2. 单片机的分类单片机按照存储程序方式可以分为只读存储器单片机（ROM单片机）和可编程存储器单片机（EPROM单片机、EEPROM单片机、FLASH单片机）；按照指令长度可以分为8位单片机、16位单片机和32位单片机；按照工作电压可以分为低功耗单片机、普通单片机和高性能单片机。
3. 单片机的开发工具单片机的开发工具包括开发板、仿真器、编译器、调试器、下载器等。
其中，开发板是用来调试和测试单片机程序的工具；仿真器可以用来仿真单片机的工作方式；编译器用来将源代码编译成二进制文件；调试器用来调试程序；下载器用来将程序下载到单片机中。
三、单片机的编程语言1. 汇编语言汇编语言是直接面向机器语言的，可直接控制硬件，是非常底层的语言。
它的优点是执行速度快，可直接操作硬件，适用于对时间要求严格的应用场景。
但是，汇编语言编写的程序复杂度高，语言表达能力差，可移植性差。
2. C语言C语言是一种高级语言，具有良好的可移植性和可移植性。
它结构化程度高，语言表达能力强，编程效率高，适合开发大型复杂应用程序。
keil下开发TI-M4流程-keil521
Keil下开发TI-M4流程by cuier at 2017.03.17 一个最基本的单片机工程至少包含两个文件：启动文件和含有main主函数的C文件。
启动文件可以是.c后缀的C文件也可以.s后缀的汇编文件，主要功能是定义堆栈空间、中断向量等。
启动文件一般不需要开发者自己去写，keil软件在生成工程的时候会自动生成启动文件，也可以从其它地方拷贝启动文件到工程中，做适当的修改即可。
主程序文件是需要开发者自己完全创作的，建议将其命名为main.c。
主程序中的main函数的结尾一定是个死循环语句，最常见的是while（1）。
这不像在PC机上写的软件程序（没有特殊要求的话一般都要能够退出，否则会一直占用cpu），因为操作系统本身就是个死循环，一直在接受命令和响应命令。
下面是整个keil下开发Ti-M4工程的完整流程，是以keil521为例做的，第一部分：创建工程1．开始菜单中打开Keil软件,或者在桌面上双击keil图标打开keil软件。
2．Project->New uVision Project。
3．选择工程的保存路径并设置工程名称（最好用全英文路径，每建一个工程前先为这个工程建一个文件夹，下图是在E->projects->keil521文件夹下创建了一个新的文件夹test作为工程test的工程文件夹，点击“保存”继续。
注意：每一个工程对应一个文件夹！4．为工程选择目标芯片，即目标板卡上的芯片（板卡上的芯片型号在芯片上有显示，图4.1标5的地方有芯片型号，这里是TM4C123GH6PMI），在Device下选择Texas Instruments（德州仪器）的TM4C123x Series系列（图4.2），然后下拉找到TM4C123GH6PM（图4.3），点“Ok”。
紧接着出现的窗口点ok。
图4.2 芯片系列选择图4.3 芯片选择图4.4 管理实时环境到这里，一个不包含任何设计文件的工程就创建完成了，这时软件的工程栏中截图如图5所示，工程文件目录截图如图6所示图5 Project标签图6 工程文件夹目录图4.1 小红板5．接下来需要给工程添加设计文件。
51单片机入门教程
如果不具备上述任何一项，请不要继续阅读本教程，收起你的书本,回家吧，你 无法学会单片机。知识方面的欠缺请自己尽快弥补。教材与应用书籍可以借阅，但是我建议各买 一本，因为它们属于工具书，需要随时翻看，版本我就不推荐了，各种版本内容基本都一样，这 个投资需要数十元。实验板可以使用我提供的这一款，硬件功底好的也可以自制，成本在 100 元以内，网上有很多这方面的资料，且基本配置都大同小异。具有 ISP 功能的 RD2 系列（价格 40 元左右）设计的（周立功单片机 公司全面代理飞利浦单片机，可以联系邮购）。其他 ISP 功能的单片机也行，如华邦的 W78E 系 列，AVR 哈佛结构（不是 51 内核）高速系列，不过我都没有使用过。具有 ISP 功能的单片机虽 然比 AT89C51 之类（10 元左右）贵很多，但是配置很强（仅 ROM 容量就有 64K，是 AT89C51 的 16 倍），而且相对于数百元的编程器或者仿真器来说，性价比还是很高的，有利于降低硬件投 资给初学者造成的门槛。KEIL 软件网上随处都可以下载到（搜索 KEIL 下载即可），当然尽量使 用高版本的。ISP 编程软件周立功单片机的网站可以下载，名称为 ZLGISP，飞利浦的 WINISP 也 可以。不算 PC 电脑的话，200 元的投资足够开始学习 51 单片机了（实验板+串口线+单片机+教 材）。
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Protel 99SE绘制的原理图
Proteus绘制的原理图
硬件制作
硬件制作的过程也就是是PCB制版和按原 理图焊接元器件的过程 也可以使用万用板制作，从而避免PCB制 版工艺 焊接的锻炼只能通过实践
三、硬件测试
在测试必须在硬件制作完成的基础上进行 一般工程上喜欢用单片机开发板或工程评 估板——依据原理图将单片机的管脚用杜 邦线与外部扩展元器件连接，然后验证原 理图的设计是否合理。 实际生产中，往往在设计阶段使用单片机 芯片，然后用ASIC(大批量)/FPGA/CPLD （小批量）来量产。
单片机开发板
淘宝一搜一大堆，80～300元不等 建议：有条件购买到元件的同学买裸板自 己动手制作
杜邦线
硬件仿真
硬件仿真是在硬件制作未完成前对软硬件 逻辑进行测试的另一种方法。 常用的单片机仿真软件为Proteus 必须明确，硬件仿真只能用于原理图逻辑 检验，并不能取代硬件测试。 无论做硬件仿真还是硬件测试，很多时候 我们都需要编写测试程序来验证硬件电平 逻辑
烧写软件
计算机与开发板的JTAGHale Waihona Puke 接串口ISP电路图
相关网址
串口ISP下载电路及软件 /lg05128018/96263/Me ssage.aspx
并口ISP下载器制作电路原理图 /html/dianziDIY/2006/0905/53 3.html /htm/BBMVISP.htm 有兴趣的同学自己上网查找USB接口ISP电路
四、软件设计
开发环境的搭建
IDE：Keil，Wave，Mplab（PIC）， AVR studio（AVR），GCC（linux）， Avocet …… 目标文件烧写器：VR_fighter, ProgISP， STC_ISP……（各芯片厂家均提供免费烧 写工具，很多IDE也附带烧写功能） 仿真软件：Proteus
Step 1： 创建项目文件
创建项目文件夹
输入项目名并保存
选择MCU型号后确定
项目创建完成
STEP 2 ：新建程序文件 （源文件）
输入完程序后保存源文 件 （*.asm or *.c）
程序文本输入区
将保存后的程序文件添加至项目
STEP 3 编译项目
编译时生成 16进制文件
编译后的16进制文件
单片机开发基础
本部分主要介绍单片机系统的一般开发 方法和利用Proteus进行硬件仿真的方 法。
单片机工程开发过程
理解目标 需求分析 选定技术路线 硬件设计及制作 硬件测试 软件设计 软硬件联调 仿真（可选）
七、单片机程序设计
接到任务 项目需求 分析报告
需求分析，要做什么？
相关软件简介
集成开发环境（IDE） KEIL uVison
德国KEIL公司出品，国内代理：周立功 功能简介： /Blog/Detail_RD.Blog_gcjlx_10096.ht ml 下载地址： /search/folders?kw=keil
二、硬件设计
硬件设计的产物是系统硬件原理图 原理图——用连线或标签标示电路硬件管 脚连接关系的图纸。 原理图的绘制软件很多，常用的有： protel（Altium Designer），proteus， orCAD等 此阶段需要查阅厂家提供的硬件手册 （datasheet），弄清楚元件和芯片每个 管脚的用途
芯片选型及方案选择，怎么做？
硬件设计及制作 软件设计
PCB电路板
电路原理图
控制程序
一. 硬件选型
ATMEL 89S51系列
特点：便宜（3～8元/片） 支持ISP
PLCC封装
DIP封装 TQFP封装
AT51系列
型号简介 后缀的数字部分，表示支持的最高系统时钟。 例：AT89S51-24AU，“24”表示可支持最高为 24MHZ的系统时钟。 后缀第一个字母，表示封装。“P”：DIP封装，“A”： TQFP封装，“J”：PLCC封装。 例：AT89S51-24AU，“A”表示TQFP封装。 后缀最后一个字母，表示应用级别。“C”：商业级， “I”：工业级（有铅）、“U”工业级（无铅）。 例：AT89S51-24AU，“U”表示无铅工业级。 AT89S51-24AI，“I”表示有铅工业级。
单片机不支持ISP怎么办？
目前多数MCU都带flash ROM，选型的时 候不要选不带flash ROM的老芯片 只有EEPROM的 的芯片需要编程器 来把程序烧写进芯片
本课作业
上网查阅概念：ASIC，FPGA，CPLD以 及各自用途 在自己的计算机上安装和配置 Keil， Proteus 课后自行学习Proteus软件进行单片机仿 真的使用方法，以及Proteus和Keil的联调 有开发板的同学，用开发板附送的ISP软 件烧写一个小程序到板子上。
PIC单片机简介
AVR单片机性能简介
其他外围器件
缓冲、译码芯片：74ls273，74ls244，74ls138…… 通用输入输出（GPIO）扩展： 8155，8255…… 串口通讯芯片：MAX232，MAX485，MAX13184E…… A/D，D/A转换器: ADC0832,DAC0809，MAX197…… 其他外设驱动芯片：L297/298 外部ROM、RAM：AT24C02，FM24C64…… 学习阶段使用少量芯片，推荐Maxim，可以到其公司网站免费 申请样片：/samples/
该文件可用于Proteus仿真 或烧写flash ROM
STEP 4 下载程序（写芯片ROM）
下载到芯片flash ROM 擦除芯片的flash ROM 配置flash工具
下载必备条件：1. 芯片支持flash （含有flash ROM） 2. 计算机与单片机板ISP线路连接良好 双龙公司开发的ISP下载软件。 下载地址： /down/tools/SLISP_V1527.rar