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一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部门内容：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、间断系统等不能知足应用系统的要求时，必需在片外进行扩展，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，要设计合适的接口电路。

系统的扩展和配置应遵循以下原则：

1、尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的尺度化、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知足应用系统的功能要求，并留有适当余地，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由软件实殃，以简化硬件结构。但必需留意，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 CPU 时间。

4、系统中的相关器件要尽可能做到机能匹配。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门，它包括芯片、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，必需考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，可通过增设线驱动器增强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，也不可避免地降低了系统的不乱性。跟着单片机片内集成的功能越来越强，真正的片上系统 SoC 已经可以实现，如 ST 公司新近推出的μPSD32××系列产品在一块单片机芯片上集成了 80C32 核、大容量 FLASH 存储器、 SRAM、A/D、I/O、两个串口、看门狗、上电复位电路等等。