硬件设计的任务是根据总体要求，在所选单片机基础上，具体确定系统中每一个元器件，设计出电路原理图，必要时做一些部件实验，验证电路正确性，进而设计加工印板，组装样机。
图9-1 单片机应用系统开发设计流程图
1.系统结构选择
根据系统对硬件的需求，确定是小系统、紧凑系统还是大系统。如果是紧凑系统或大系统，进一步选择地址译码方法。
2.可靠性设计
系统对可靠性的要求是由工作环境（湿度、温度、电磁干扰、供电条件等等）和用途确定的。可以采用下列措施，提高系统的可靠性。
（1）采用抗干扰措施。
1）抑制电源噪声干扰：安装低通滤波器、减少印板上交流电引进线长度，电源的容量留有余地，完善滤波系统、逻辑电路和模拟电路的合理布局等。
2）抑制输入/输出通道的干扰：使用双绞线、光隔离等方法和外部设备传送信息。
3）抑制电磁场干扰：电磁屏蔽。
（2）提高元器件可靠性。
1）选用质量好的元器件并进行严格老化、测试、筛选。
2）设计时技术参数留有一定余量。(https://www.xing528.com)
3）提高印板和组装的工艺质量。
4）FIASH型单片机不宜在环境恶劣的系统中使用。最终产品应选OTP型。
（3）采用容错技术。
1）信息冗余：通信中采用奇偶校验、累加和检验、循环码校验等措施，使系统具有检错和纠错能力。
2）使用系统正常工作监视器（Watchdog）：对于内部有Watchdog的单片机，合理选择监视计数器的溢出周期，正确设计监视计数器的程序。对于内部没有Watchdog的单片机，可以外接监视电路。
3.电路图和印板设计
（1）电路框图设计。在完成总体、结构、可靠性设计基础上，基本确定所用元器件后，可用手工方法画出电路框图。框图应能看出所用器件以及相互间逻辑关系。
（2）电路原理图设计。选择合适的计算机辅助电路设计软件，根据电路框图，进行电路原理图设计，由印板划分、电路复杂性，原理图可绘成一张或若干张。
（3）印刷电路板设计。根据生产条件和工艺，规划电路板（物理外形、尺寸、电气边界），设置布线参数[工作层面（单面、双面、多层），线宽，特殊线宽、间距，过孔尺寸等]，布局元器件，编辑元件标注，布线，检查、修改。最后保存文件，送加工厂加工印板，组装样机。
在元件布局时，逻辑关系紧密的元件尽量靠近，数字电路、模拟电路、弱电、强电应各自分块集中，滤波电容靠近IC器件；布线时电源线和地线尽可能宽（大于40mil），模拟地和数字地一点相连。对于熟手，人工布线可布出高质量印板，对于新手采用自动布线，然后对不合理处进行人工修改。
图9-2 软件设计流程图
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