如何使用单片机开发设计一款产品

 
    现在的电子设备几乎离不开单片机，那如何利用单片机来设计一款产品呢？今天来和大家探讨一下。  
    1 制定需求 
    首先要清楚你要做一个什么样的产品，这个产品包含哪些功能，要采集哪些信号？要控制哪些设备？要走哪些通讯协议？通讯协议走什么接口？是不是要显示界面？是不是要声光提示？是不是要低功耗？清楚了这些需求以后就可以选型了。  
    比如说我要做一个单片机密码锁，要求：  1. 有4位数码管显示;  2. 控制一个继电器;  3. 控制一个蜂鸣器;  4. 控制五个LED灯;  5. 两个按键输入。
    2 芯片选型 
    根据你的需求来确定所选芯片型号。如第一部分的功能需求，这5个需求都只需要用到单片机的IO口，没有用到片上资源，所以只要IO口够用就可以了。  
    1.  4位数码管：为了方便大家学习，这里选用74HC595来驱动，该芯片与单片机相连只需要3个IO口;  
    2. 控制一个继电器, 主要考虑线圈电压，单片机是5V供电，所以选用5V的继电器，占用1个IO口;  
    3. 控制蜂鸣器：选用有源蜂鸣器，即只要給电蜂鸣器就发声，占用1个IO口;  
    4. 控制5个LED灯：采用灌电流的方式，占用5个IO口;  
    5. 两个按键输入：采用上拉电阻，按下低电平实现，占用2个IO口;  
    总共用了3+1+1+5+2=12个IO口;为了方便初学者，那我们就选用STC的51单片机来完成这个设计吧，所选型号为STC89C51，封装形式为DIP40，相信大家在大学里学单片机的时候老师都是用这一款教的吧。  
    3 硬件原理设计 
    芯片选型完毕之后，又有了设计思路，那就赶快把电路图画出来吧。画电路图用什么软件呢？这样的EDA工具很多，像Protel99se、DXP、Altium Designer 等，这些都是软件都是一家出的，还有Cadence、PowerPcb、AD09等。原理图设计的内容是什么呢？设计的内容包括单片机的最小系统、还有扩展出来的功能电路。  
    4 硬件PCB设计 
    当原理图画完，并且检查没有错误后，就开始画PCB，什么是PCB？PCB就是印制电路板的英文缩写，PCB文件设计好后，发给厂家去打样制版，做回来的就是真实的电路板了。电路板可用直插元件（DIP），也可用贴片元件（SMC）。什么是直插元件，什么是贴片元件？这就涉及到元器件的不同形式的封装问题了，在印制板上各有其标准外形。
    5 样板焊接 
    就是把电子元器件焊接在pcb板上。如果封装简单、样板及元件数量少那完全可以自己动手焊接了，顺便也锻炼一下自己的焊接水平，对于一个搞电的人而言，一般都是从焊电路板过来的，不会自己组装焊接，在产品调试检测时非常不便，别人会笑话你的。  
    6 调试程序 
    程序该怎么写？用什么工具写？不同的单片机有不同的编程环境，比如PIC单片机使用MPLAB编程环境，MSP430单片机使用IAR Embedded Workbench编程环境，DSP使用CCS编程环境。这里重点推荐的编程环境是Keil，Keil是目前所有编程环境中应用最为广泛最好用的，也是支持芯片最多的，是目前最主流的编程环境。  
    7 程序烧录 
    程序烧录的意思就是把写好的程序下载到单片机里，这样单片机才会按照用户编写的程序来执行命名、实现功能。程序要怎么样才能烧写到单片机中去呢？每种单片机都有各自的程序烧录接口。详情可参看设备的相关资料。
    以上7个步骤完成之后，这个产品的电气部分就算完成了，但这却不是终点。为什么？因为一款产品贯穿着很多设计环节，比如说结构设计环节、电气设计环节、样机测试环节等。所以在电气开发的过程之中要和做结构的人多配合、多探讨，还要和产品经理多探讨，反复修改需求，这样才能做出一款漂亮、实用、受欢迎的产品。