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一个单片机应用系统的硬件单路设计包含两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路；二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，要设计和式的接口电路。

系统的扩展和配置遵循以下原则：

1、          尽可能选择典型电路并符合单片机常规用法，为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。

2、          系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有合适的余地，以便进行二次开发。

3、          硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能有软件实现，以简化硬件结构。但是必须注意，由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用的CPU时间。

4、          系统中的相关部件要尽可能做到性能匹配，如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。

5、          可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分，它包括芯、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。

6、          单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，可通过增设线驱动器增前驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载。

7、          尽量朝单片方向设计硬件系统。系统器件越多，器件之间相互干扰也越强，功耗也增大，不可避免地减低了系统的稳定性。随着单片机片内集成的功能越来越强大，真正的片上系统SOC已经可以实现。