STC15W4K32S4系列8051单片机应用系统设计

1.产品需求分析和可行性分析

在进行应用系统设计时，要先调查市场和用户需求，了解用户对未来产品性能的需求。对国内外同类产品状况进行调查，包括结构及性能存在的问题，搜集该产品的各种技术资料，整理供求关系和可行性分析报告，得出市场和用户的需求、经济效益和社会效益情况、技术支持与开发环境，以及现在的竞争力与未来的生命力等结论。

2.确定系统的功能和性能

系统的功能主要有数据采集、数据处理和输出控制等，对各项功能要进行细分。系统性能主要有精度、速度、功耗、硬件、体积、重量、价格和可靠性等技术指标。一旦产品的功能和性能指标确定，就应该在这些指标的限定下进行设计。

3.系统设计方案

系统设计方案是系统实现的基础。方案的设计主要依据市场和用户的需求、应用环境状况、关键技术支持、同类系统经验借鉴和开发人员的设计经验，主要内容包括系统结构设计、系统功能设计、系统实现方法等，方案中应提供系统模型如硬件结构框图与程序流程图。

4.系统硬件电路设计

根据系统设计方案，将硬件电路框图转化为具体的电路。电路设计包括单片机的选型、外围器件的选择、外围电路的连接方法、PCB设计与加工，以及元器件采购、焊接、组装和调试等工作。

在硬件设计方面，全球半导体公司（如STC、PIC、Atmel、Philiph、Motorola等公司）都竞相推出各种高性能、低功耗的单片机和外围芯片，使得进行硬件设计时可以很快地得到最先进的芯片。在这种情况下，硬件设计的外部条件越来越好，集成度越来越高，在实现相同功能的情况下电路越来越简化。

5.系统软件设计(www.xing528.com)

在开始系统软件设计前首先应进行软件功能规划，主要内容是功能性设计、可靠性设计和管理设计。工作内容是将系统要实现的任务划分成多个子功能，将各子功能分解成若干程序模块。功能性设计和运行管理设计通过各种不同程序模块来实现，可靠性设计渗透到各模块的设计之中。因此，整个软件系统可以看成由若干功能模块组成。

完成功能模块设计后，还要进行软件层次规划，要理清主程序、中断程序以及子程序之间的层次关系，将各功能模块合理地组织到主程序及各中断子程序中。由于每个功能模块的实现都在一定程度上与硬件电路有关，因此每个功能模块的安排方式一般不是唯一的，对应不同的硬件设计可以有不同的安排。

在软件设计方面，虽然开发工具和程序设计语言在不断地提高，但技术人员本身的软件素质对软件设计水平无疑起决定作用。软件设计水平在单片机系统产品开发的过程中占有重要地位，直接影响到产品的竞争力。软件设计是一门科学，有其自身的规律，也有很多成熟的理论和算法。因此在软件开发过程中，需要不断地学习软件设计理论和算法思想，通过模仿和实验相结合，总结出软件设计规律和设计经验，以提高自身的软件设计能力和水平。

6.系统调试

系统调试的作用是检验所设计的系统是否正确可靠，从中发现软、硬件设计或组装过程中出现的错误。硬件电路设计问题可采用万用表、示波器、信号发生器、逻辑笔及逻辑分析仪等手段进行检查和排除。软件设计问题应采用单片机仿真器、仿真软件调试环境（如Keil uVision3）对系统调试板和各种程序进行逐一编译、调试和运行，保证其通过，最后进行程序连接、系统综合统调和测试，直到程序运行正确为止。最后，将程序编译并生成扩展名为HEX的目标文件，再将此文件写入单片机，即可进行软件运行和整机测试。

7.系统方案局部修改及再调试

对于在系统综合调试过程中发现的问题、错误及出现的不可靠因素要提出有效的解决办法，然后对原方案进行局部修改，再进行调试运行，直到运行成功并达到系统的设计要求。

8.生成正式产品

作为正式产品，不仅要有正确、可靠的软硬件系统，还应提供该产品的全部文档资料，包括系统设计方案、电路原理图、软件清单（加注释）、软硬件功能说明书、配置说明书和系统操作手册等。此外还需要考虑产品的外观设计、包装、运输、促销及售后服务等商品化问题。