一個單片機應用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含兩部門內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴展，即單片機內(nèi)部的功能單元，如 ROM、RAM、I/O、定時器 / 計數(shù)器、間斷系統(tǒng)等不能知足應用系統(tǒng)的要求時，必需在片外進行擴展，選擇適當?shù)男酒O(shè)計相應的電路。二是系統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機、 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計合適的接口電路。

系統(tǒng)的擴展和配置應遵循以下原則：

1、盡可能選擇典型電路，并符合單片機常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的尺度化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。

2、系統(tǒng)擴展與外圍設(shè)備的配置水平應充分知足應用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當余地，以便進行二次開發(fā)。

3、硬件結(jié)構(gòu)應結(jié)合應用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件實殃，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。但必需留意，由軟件實現(xiàn)的硬件功能，一般響應時間比硬件實現(xiàn)長，且占用 CPU 時間。

4、系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到機能匹配。如選用 CMOS 芯片單片機構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時，系統(tǒng)中所有芯片都應盡可能選擇低功耗產(chǎn)品。

5、可靠性及抗干擾設(shè)計是硬件設(shè)計必不可少的一部門，它包括芯片、器件選擇、去耦濾波、印刷電路板布線、通道隔離等。

6、單片機外圍電路較多時，必需考慮其驅(qū)動能力。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，可通過增設(shè)線驅(qū)動器增強驅(qū)動能力或減少芯片功耗來降低總線負載。

7、盡量朝“單片”方向設(shè)計硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)器件越多，器件之間相互干擾也越強，功耗也增大，也不可避免地降低了系統(tǒng)的不亂性。跟著單片機片內(nèi)集成的功能越來越強，真正的片上系統(tǒng) SoC 已經(jīng)可以實現(xiàn)，如 ST 公司新近推出的μPSD32××系列產(chǎn)品在一塊單片機芯片上集成了 80C32 核、大容量 FLASH 存儲器、 SRAM、A/D、I/O、兩個串口、看門狗、上電復位電路等等。

審核編輯 黃昊宇