在单片机应用系统中，最常用的程序设计方法是模块程序设计。模块程序设计具有结构清晰、功能明确、设计简便、程序模块可共享、便于功能扩展及便于程序维护等特点。为了编制模块程序，先要将软件功能划分为若干子功能模块，然后确定出各模块的输入、输出及相互间的联系。
模块程序需要在管理程序的管理下方可有效地运行，其结构如图11.4所示。这个管理程序就是通常所说的用户实时监控程序，用来协调管理各模块的工作。在简单系统中，实时监控程序可按实时单任务操作系统模式建立；在复杂系统中，实时监控程序可按实时多任务操作系统模式建立。最简单的实时监控程序就是按时间顺序调度各功能模块的调用程序。
图11.4 单片机应用系统软件的一般结构
实际操作中，模块划分的好坏，直接影响实时监控程序对模块的管理效率。模块划分的一般原则是：模块不宜过长，功能相对独立。
3. 程序设计
在前面工作的基础上开始编写程序。首先根据系统功能及操作过程，绘制程序流程图。实时监控程序依据调度算法编写流程图；控制模块依据控制时序编写流程图；处理模块依据处理算法编写流程图；抗干扰模块依据抗干扰措施(如滤波算法)或出错处理办法编写流程图。在程序流程编写时，要明确规定数据来源、流向及存储位置。
在完成流程图设计以后，首先应对片内RAM区进行具体分配，指定各模块使用的工作寄存器、分配标志位（20H～2FH）。然后再估算子程序、中断以及程序中栈操作指令的使用情况，流出堆栈区，最后剩下部分作为数据缓冲区。最后着手编写程序，将所有程序流程图的每一步用相应的指令来实现，就得到了应用系统的全部程序。将编写的程序汇编成机器码，经调试正常运行后，便可固化到EPROM中，至此系统软件设计完成。
最后值得强调的一点是还应编写详细的软件设计说明书。
单片机应用系统的总体调试是系统开发的重要环节。当完成了单片机应用系统的硬件、软件设计和硬件组装后，便可进入单片机应用系统调试阶段。系统调试的目的是要查出用户系统中硬件设计与软件设计中存在的错误及可能出现的不协调问题，以便修改设计，最终使用户系统能正确可靠地工作。
系统调试包括硬件调试、软件调试和软、硬件联调。根据调试环境不同，系统调试又分为模拟调试与现场调试。各种调试所起的作用是不同的，它们所处的时间段也不一样，不过它们的目的都是为了查出用户系统中存在的错误或缺陷。系统调试的一般过程如图
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