程序设计是用计算机解决实际问题过程中的一个环节。用计算机解决实际问题的过程包括了建立数学模型、选择计算方法、设计程序以及上机调试、运行程序并分析计算结果两个阶段。在分析一个具体的问题后，我们可以得出输入和输出量之间的关系，并用数学式进行描述，这个过程称之为建立数学模型。有了数学模型还必须选择适合于计算机实现的具体计算方法，然后再设计程序。程序设计实际上是对具体算法的实施。设计的程序还需在一定的调试环境中进行调试，此时应输入数据，并检查输出数据是否正确，为保证解题的正确性，应设计合理的输入数据，以检查程序可能出现的错误。
MCS-51单片机的程序设计通常分为下面3个步骤：
1．制作程序流程图
对提出的算法找出最合理、最简便的解决方法并作程序流程图，程序流程图表示了人们利用一定的算法解决问题的思路。流程图有粗略和详细的两种，粗略的流程图可以给出解题的大致步骤，而详细的流程图则给出每一步骤的细节。对一些大的问题，应先给出粗略的流程图以得出总体概念，然后作详细的流程图对每一步骤作具体的描述。
2．资源分配
根据算法的要求合理地分配系统的资源，如存储器分配、输入输出接口的分配等。在MCS-51系统中，程序和数据存储器分别编址，而存储器又分为内部和外部存储器，又有位寻址的存储器，因此资源分配得合理，将会给编制程序带来方便，不然可能会增加麻烦，甚至使程序产生错误。
3．源程序编制及调试
源程序编制就是将流程图表达的算法用程序实现，MCS-51系统的程序可用编辑器编辑，在集成的调试环境中读入，也可直接在集成的调试环境中输入，集成调试环境包括了程序的调试工具，如单步、断点、全速运行程序，还能实现寄存器检查、存储器内容检查等功能。
在上述步骤中，作程序流程图是程序设计的重要步骤。在复杂的问题中，它可以帮助设计者寻找最佳方案，减少源程序编写过程中的错误；在调试过程中它又可帮助寻找错误。而且它也是对源程序的简明解释，便于保留与交流。通常我们应先作程序流程图再编源程序。
