1.3 单片机应用系统的硬件与软件开发特点

如图1-2所示，单片机应用系统包括硬件系统和软件系统，对应地，单片机应用系统的开发，也主要包括硬件部分开发和软件部分开发。实际工作中，当软件和硬件开发工作完成之后，还要将软件开发生成的.hex文件下载（俗称“烧片）到单片机的程序存储器ROM中。由于下载烧片工作一般使用专门的设备（如编程器）来完成，因此操作比较简单，使用者只要正确操作该设备及相关软件，一般都能成功下载烧片，所以在单片机应用系统的开发流程中，下载烧片这一开发环节往往被淡化或者忽略不提。本书沿袭惯例，对下载烧片环节不做过多说明，有兴趣的读者请参看本书附录B或其他资料。此处专门提出这一环节，只是希望能引起读者的注意，不要忘记最后这一环节。

再说单片机开发中的软件和硬件，可以说，硬件是整个应用系统的基础，而软件则依赖于系统的硬件。在硬件不再改变的条件下，软件程序的改变，可以部分改变系统的功能。但从整体而言，单片机应用系统的开发，本是一个“软硬兼施”的过程，软件和硬件需要互相弥补，密切配合。部分用硬件不能实现或者不便实现的功能，可以考虑用软件去补充或实现；同样道理，选择适当的硬件，也可以弥补软件功能上的缺憾或不足，二者相得益彰，互相配合，才能使任务最终实现。

就单片机应用系统的开发流程而言，硬件和软件在开发次序方面，原则上无先后之分，先开发哪一个都可以，有时二者还可以同步进行设计和开发。但考虑到硬件是基础，所以通常情况下是先开发硬件，再开发软件。

对于硬件部分的开发，简言之就是设计和加工电子线路板，或者手动焊接电子线路板。具体而言，硬件部分的开发绝非易事。首先是硬件电路所用元器件种类繁多，特性各异，全部掌握或了解实属不大可能；再次，硬件电路的设计开发需要很高的设计技巧，绝非一日之功可以成就。本书作为单片机初学者的入门教材，对后续各章节中列举的各个实例，针对不同的任务要求，直接给出了硬件电路图，并对部分主要和重要元器件的特性和功能，也做了详细介绍，方便初学者参考学习并逐渐积累硬件设计的经验，以便日后能自行设计较复杂的硬件电路。

相对于硬件部分的开发，软件部分的开发则较为灵活。正如前面所述，开发语言可以选择汇编语言，也可以选择C语言，还可以选择汇编语言和C语言混合编程。本书主要选用的是C语言，开发环境则选用Keil μVision3。需要特别说明的是，在软件开发部分，开发流程几乎是固定不变的，如图1-4所示，主要包括工程建立、源程序编写和编译调试三个步骤；软件开发的结果是生成扩展名为.hex的文件，该文件被用于下载或者烧片到单片机的程序存储器ROM中，供单片机上电后再读出来执行，从而驱动或者控制外部设备按照预定的要求正常工作。从软件开发的流程可见，针对不同的项目任务，编写的源程序不大相同，其余步骤则基本固定不变。与硬件开发的处理思路一样，本书对于后续各章节中列举的各个实例，针对不同的任务要求，直接给出源程序清单，对主要和重要的功能模块，给予解释和说明，供初学者参考学习，而软件开发过程中的其他步骤则一概简化或略去，重点放在功能实现和源程序的编写上，其他与Keil相关的软件操作则被淡化，只因这些操作和步骤基本上是固定不变的。

鉴于以上概述，以下仅就软件开发的具体流程做详细说明。图1-5 是在图1-4的基础上，细化其中的三个主要步骤所得单片机软件开发流程图。