本章基本要求：通過對本章的學習主要了解一個單片機系統設計的全過程，包括：提出要求、方案確定、硬件設計、軟件設計、系統可靠性設計及最后的調試通過、產品定型等。

7.1.1設計要求與設計步驟
(1)設計要求
單片機應用系統大多數用于工業環境、嵌入到其它設備或作為部件組裝到某種產品中，所以單片機應用系統的設計應滿足以下要求：
●高可靠性
●較強的環境適應能力
●較好的實時性
●易于操作和維護
●具有一定的可擴充性
●具有通信功能
(2)設計步驟
單片機不同應用系統的開發過程基本相似，其一般步驟可以分為需求分析，總體方案設計、硬件設計與調試、軟件設計與調試、系統功能調試與性能測試、產品驗收和維護、文件編制和技術歸檔等。
①需求分析
需求分析就是要明確所設計的單片機應用系統要“做什么”和“做的結果怎樣”。需求分析階段的結果是形成可操作的設計需求任務書。任務書應包含單片機應用系統所應具有的功能特性和性能指標等主要內容。如果是自主開發產品，還應附有市場調研和可行性論證等內容；如果是委托開發，則應該與委托方討論擬制的需求任務書是否滿足對方的需求。
②總體方案設計
總體方案設計就是要從宏觀上解決“怎么做”的問題。其主要內容應包括：技術路線或設計途徑、采用的關鍵技術、系統的體系結構、主要硬件的選型和加工技術、軟件平臺和開發語言、測試條件和測試方法、驗收標準和條文等。如果是委托開發，設計需求任務書和總體方案設計的主要內容往往以技術文件的形式附于合同書之后。
③硬件設計
硬件設計的主要內容是基于總體方案設計，選擇系統所需的各類元器件、設計系統的電子線路圖和印刷電路板、安裝元器件的調試硬件線路。硬件設計應確保功能設計和接口設計滿足系統的需求，并且充分考慮和軟件的協調工作關系，注重選用高集成度的器件和采用硬件軟化、軟件硬化等設計技術。
④軟件設計
本階段的主要任務是：基于軟件工程的思想，擬制出本系統的軟件設計方案，劃分出主要的軟件模塊、根據需要繪制部分軟件模塊的流程圖、調試程序和測試軟件的基本功能。
⑤系統功能調試與測試
本階段的重點是：基于系統的設計需求，進行系統功能調試和性能指標的測試，形成測試報告，核對用戶需求或設計需求和系統現有功能、指標的一致性程度，提出修改意見，循環上述某些步驟，直至滿足需求。
⑥產品驗收和維護
單片機應用系統設或產品開發結束后，必須經過用戶的驗收。屬于國家或部委的科研項目，還應通過有關部門的鑒定。產品投入市場或用戶生產現場后，維護工作就開始了，這步工作一直要持續到該產品退出市場。
⑦文檔編制和技術歸檔
為了維護單片機系統，或將目前的設計成果作為資源用于以后的設計，有必要編制相應的文檔。提供給用戶的安裝手冊、操作手冊和維護手冊等，是技術文檔的重要組成部分之一。技術文檔必須按國家標準對其進行標準化，經相關人員審核后存入技術檔案室進行統一管理。