在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，一般先進(jìn)行硬件開發(fā)，再進(jìn)行軟件開發(fā)。單片機(jī)的硬件開發(fā)一般可按下面幾個(gè)步驟進(jìn)行。

明確單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能

在進(jìn)行單片機(jī)開發(fā)時(shí)，一定要明確開發(fā)出來(lái)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)什么樣的功能，之后的硬件、軟件設(shè)計(jì)都要圍繞著單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行。

例如，要開發(fā)一個(gè)控制發(fā)光二極管亮滅的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，具體功能要求如下。

① 采用4個(gè)開關(guān)控制4只發(fā)光二極管。

② 按下某個(gè)開關(guān)，相應(yīng)的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)光;松開開關(guān)，發(fā)光二極管會(huì)熄滅。

③ 同時(shí)按下4個(gè)開關(guān)，4只發(fā)光二極管都亮。

選擇單片機(jī)型號(hào)

明確單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能后，再選擇單片機(jī)的種類和型號(hào)。單片機(jī)的種類很多，如PIC系列單片機(jī)、MCS-51系列單片機(jī)等，這些單片機(jī)又有很多型號(hào)，不同型號(hào)的單片機(jī)結(jié)構(gòu)和功能有所不同，編程時(shí)軟件指令也有所不同。

在選擇單片機(jī)型號(hào)時(shí)，一般應(yīng)注意以下兩點(diǎn)。

① 在功能夠用的情況下，考慮性能價(jià)格比。有些型號(hào)的單片機(jī)功能強(qiáng)大，但相應(yīng)的價(jià)格也較高，而選擇單片機(jī)型號(hào)時(shí)功能足夠即可，不要盲目選用功能強(qiáng)大的單片機(jī)。

② 選擇自己熟悉的單片機(jī)。不同系列的單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和軟件指令或多或少有些不同，而選擇自己熟悉的單片機(jī)可以提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)時(shí)間。

這里選擇Atmel公司的AT89S51型號(hào)的單片機(jī)，選擇的理由除了AT89S51單片機(jī)與8051單片機(jī)完全兼容(引腳數(shù)及功能相同，軟件指令也相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同)外，AT89S51單片機(jī)在市場(chǎng)上也比較容易獲得(8051已不生產(chǎn))，另外AT89S51單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器采用可反復(fù)擦寫的EEPROM，這樣有利于反復(fù)修改程序，而8051單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器只能寫一次。

設(shè)計(jì)單片機(jī)外圍電路

單片機(jī)的外圍電路主要有基本工作條件電路、輸入電路和輸出電路。根據(jù)單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能設(shè)計(jì)出來(lái)的單片機(jī)外圍電路如圖3-2所示。

圖3-2 單片機(jī)外圍電路

(1)基本工作條件電路

單片機(jī)的VCC電源引腳接 5V電源，C3、R5構(gòu)成復(fù)位電路，晶振X和電容C1、C2與內(nèi)部電路構(gòu)成時(shí)鐘電路，這些電路分別為單片機(jī)提供電源、復(fù)位信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)即開始工作。

(2)輸入電路

按鍵S1～S4構(gòu)成輸入電路。當(dāng)按下某按鍵時(shí)，單片機(jī)相應(yīng)的輸入引腳為低電平;當(dāng)按鍵彈起時(shí)，相應(yīng)的輸入引腳為高電平。

(3)輸出電路

發(fā)光二極管VD1～VD4和電阻R1～R4構(gòu)成單片機(jī)的輸出電路，其中R1～R4為限流電阻，用于防止流過(guò)發(fā)光二極管的電流過(guò)大而損壞發(fā)光二極管。當(dāng)單片機(jī)的某個(gè)輸出引腳為低電平或高電平時(shí)，該引腳外接的發(fā)光二極管就會(huì)亮或滅。

單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)好后，可以將這些電路做在一塊電路板上，為了方便之后的單片機(jī)軟件開發(fā)，可在安裝單片機(jī)的位置處安裝一個(gè)40引腳的插座，這樣在仿真、編程時(shí)可使單片機(jī)容易插入和取出。這樣制作出來(lái)的電路板常稱作實(shí)驗(yàn)板。