单片机开发流程,你知道几个?
哈喽,我是华维麦琪,今天我整合了一些单片机开发流程的知识,让大家对产品开发有个初步的认识!
我们学习单片机的目的就是为了进行嵌入式系统的开发,学好单片机首先要有一个整体认识,下面将简要介绍一下单片机应用系统的开发流程!
一.明确任务
分析和了解项目的总体要求,并综合考虑系统使用环境、可靠性要求、可维护性及产品的成本等因素,制定出可行的性能指标。
二.划分软、硬件功能
单片机系统由软件和硬件两部分组成。在应用系统中,有些功能既可由硬件来实现,也可以用软件来完成。硬件的使用可以提高系统的实时性和可靠性;使用软件实现,可以降低系统成本,简化硬件结构。因此在总体考虑时,必须综合分析以上因素,合理地制定硬件和软件任务的比例。
三.确定希望使用的单片机及其他关键部件
根据硬件设计任务,选择能够满足系统需求并且性价比高的单片机及其他关键器件,如A/D、D/A转换器、传感器、放大器等,这些器件需要满足系统精度、速度以及可靠性等方面的要求。
四.硬件设计
根据总体设计要求,以及选定的单片机及关键器件,利用Protel等软件设计出应用系统的电路原理图。
五.软件设计
在系统整体设计和硬件设计的基础上,确定软件系统的程序结构并划分功能模块,然后进行各模块程序设计。
单片机程序设计语言可分为三类:
➢机器语言:又称为二进制目标代码,是CPU硬件唯一能够直接识别的语言(在设计CPU时就已经确定其代码的含义)。人们要计算机所执行的所有操作,最终都必须转换成为相应的机器语言由CPU识别、控制执行。CPU系列不同,其机器语言代码的含义也不尽相同。
➢汇编语言:由于机器语言必须转换为二进制代码描述,不便于记忆、使用和直接编写程序,为此产生了与机器语言相对应的汇编语言。用汇编语言编写的程序执行速度快,占用存储单元少,效率高。
➢高级语言:高级语言具有很好的可读性,使程序的编写和操作都十分方便,目前广泛使用的高级语言是C51。
注意:汇编语言和高级语言都必须被翻译成机器语言之后才能被CPU识别。
六.仿真调试
软件和硬件设计结束后,需要进行进行进入两者的整合调试阶段。为避免浪费资源,在生成实际电路板之前,可以利用Keil C51和Proteus软件进行系统仿真,出现问题可以及时修改。
七.系统调试
完成系统仿真后,利用Protel等绘图软件,根据电路原理图绘制PCB(Printed Circuit Board),即印刷电路板图,然后将PCB图交给相关厂商生产电路板。拿到电路板后,为便于更换器件和修改电路,可首先在电路板上焊接所需芯片插座,并利用编程器将程序写入单片机。然后将单片机及其他芯片插到相应的芯片插座中,接通电源及其他输入、输出设备,进行系统联调,直至调试成功。
八.测试修改、用户试用
经测试检验符合要求后,将系统交给用户试用,对于出现的实际问题进行修改完善,系统开发完成。
SO单片机指南3:单片机项目开发的一般流程是怎样的?
那么一个单片机开发项目的开发流程是怎样的呢?
一个推荐的开发流程如下:
第1步:功能分析
我们要做一个东西,肯定是要有目标的,单片机电路板要实现什么功能是需要首先明确的。功能分析的主要目的是为了确定待开发的单片机电路板的主要功能。
对于简单的东西,直接把功能写出来列一个表,然后检查几遍,看看是否有遗漏、是否把总目标都囊括了,一般就可以了。如果有多人进行开发的话,可以进行交叉检查。
对于复杂点的,需要做功能分析,例如用IDEF0方法。这个就需要列出各个分解出来的功能的输入、输出、受到的限制和约束,以及实现这些功能所需要一些软硬件资源(支撑),并把各个功能之间,和与外部之间的关系搞清楚。
功能分析的重点是不要有遗漏。
步骤2:资源规划
资源规划的目的是为组织实现步骤1的功能所需要的软硬件。前面在第1步里已经把所需要的功能整理出来了,接着就应当思考一下为实现这些功能所需要的软硬件资源。比如做一个单片机项目,一般需要这些东西:
l 单片机,选型。单片机的选型是根据性能需求确定的。
l 电源适配元件,单片机和其他外设所需要的电源。
l 其他元件,如ADC部件、继电器等,这些由功能需求来确定。
步骤3:硬件设计
硬件设计的目的是把实现整个功能的硬件都连接起来,这里电路板的设计就是重点,电路板设计一般包括了电路原理图设计、PCB文件设计等任务。
电路原理图设计包括了元件库绘制或者元件调用,元件布局,元件连线等;
PCB文件设计包括了元件布局、走线设计等工作,这个还是比较繁杂的工作,因为很多因素需要考虑,如EMC、载流量、最优化等。
步骤4:软件设计
这里说的软件设计,指单片机程序开发。这个工作也很繁杂,需要周密的考虑,需要对整个电路的性能需求、运行流程、可能出现的异常等多方面都非常清楚才行。
步骤5:加工与调试
有了加工好的空白电路板、有了元件,那么需要将它们焊接起来。在新产品设计的时候一般不会上贴片机的,那么就需要手工焊接,电烙铁(锥形和刀形的)、焊锡、松香一般是需要的,然后把元件安装在电路板上,烧热电烙铁,熔化焊锡将元件的引脚和电路板上的铜片焊接在一起即可。松香的目的是助焊和清理多余焊锡。
调试是一个迭代设计的过程,因为很少人能够一次性就把事情做完美,往往不是这里有问题就是那里有问题,其实把这一个个的问题都解决了,那就无限趋近完美了。
一般来说,单片机项目的调试是和软件开发同时进行的。把电路板焊接好后、写上一段代码烧录进入单片机里,验证一下预期的功能是否实现。如果实现了,那么进行下一步,如果没有实现,那么改程序、改硬件,再验证,反正就是要实现目标。
调试是一个很繁琐的过程,有时对开发者的内心是个煎熬,毕竟人对于久久没有成功的坚持是很难的。其实无关系的,多分析、多查查资料、多检查软硬件,要么找人帮忙,只要不放弃,熬过了苦日子,成功终会来到的。此时,最害怕的就是半途而废,也害怕遇到点挫折就长时间搁置,毕竟时间久了,你再来回忆再来分析的时候就更加困难了,最好就是一鼓作气持续地、每天地去思考解决问题,这样是最节省时间的。
OK,本节完,后续将逐一分解展开描述,精彩未完待续。
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