51單片機應用開發從入門到精通單片機的開發主要分為硬件開發和軟件開發，在系統設計上又有最小系統和擴展系統兩種。下面將通過系統硬件設計、軟件設計進行開發流程的介紹，并以最小系統及一些典型的擴展系統為例進行簡單的說明。

　　單片機應用系統設計步驟

　　單片機應用系統是指以單片機為核心，配以一定的外圍電路和軟件，能實現某種或幾種功能的應用系統。它由硬件部分和軟件部分組成。一般來說，應用系統所要完成的任務不同，相應的硬件配置和軟件配置也就不同。因此，單片機應用系統的設計應包括硬件設計和軟件設計兩大部分。為保證系統能可靠工作，在軟、硬件的設計中，還要考慮其抗干擾能力。在應用系統的設計中，軟件、硬件和抗干擾設計是緊密相關、不可分離的。在有些情況下硬件的任務可由軟件來完成（如某些濾波、校準功能等）；而在另一些要求系統實時性強、響應速度快的場合，則往往用硬件代替軟件來完成某些功能。設計者應根據實際情況，合理地安排軟、硬件的比例，選取最佳的設計方案，使系統具有最佳的性能價格比。設計一個單片機測控系統，一般可分為4個步驟。需求分析、方案論證和總體設計階段需求分析、方案論證是單片機測控系統設計工作的開始，也是工作的基礎。只有經過深入細致的需求分析和周密而科學的方案論證才能使系統設計工作順利完成。

　　需求分析的內容主要包括：被測控參數的形式（電量、非電量、模擬量、數字量等）、被測控參數的范圍、性能指標、系統功能、工作環境、顯示、報警、打印要求等。方案論證是根據用戶要求設計出符合現場條件的軟硬件方案，在選擇測量結果輸出方式上，既要滿足用戶要求，又要使系統簡單、經濟、可靠，這是進行方案論證與總體設計一貫堅持的原則。器件選擇、電路設計制作、數據處理、軟件編寫階段器件選擇和電路設計主要根據方案中所確定的指標進行，同時需要考慮器件的電氣特性。數據處理、軟件編寫是單片機系統實現功能最重要的步驟。首先，設計數據處理的算法，如果是簡單的控制可以跳過這一步。然后，設計程序的結構，得到流程圖。最后進行程序的編寫工作。整個系統的設計與性能測定階段編制好的程序或焊接好的線路，不能按預計的那樣正確工作是常有的事，這就需要查錯和調試。查錯和調試有時是很費時間的。調試時，應將硬件和軟件分成幾部分，逐個部分調試，各部分都調試通過后再進行聯調。調試完成后，應在實驗室模擬現場條件，對所設計的硬件、軟件進行性能測定。文件編制階段文件不僅是設計工作的結果，而且是以后使用、維修以及進一步再設計的依據。因此，一定要精心編寫，描述清楚，使數據及資料齊全。文件應包括：任務描述；設計的指導思想及設計方案論證；性能測定及現場試用報告與說明；使用指南；軟件資料（流程圖、子程序使用說明、地址分配、程序清單）；硬件資料（電原理圖、元件布置圖及接線圖、接插件引腳圖、線路板圖、注意事項）。一個項目定下來后，經過詳細調研、方案論證后，就進入正式研制階段。從總體上來看，設計任務可以分為硬件設計和軟件設計，這兩者互相結合，不可分離。從時間上來看，硬件設計的絕大部分工作量是在最初階段，到后期往往還要作一些修改。軟件設計任務貫徹始終，到中后期基本上都是軟件設計任務。