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    當單片機內置 I/O 口數(shù)量不足時，需進行擴展。常見的擴展方法有并行擴展和串行擴展兩種。并行擴展通過地址總線和數(shù)據(jù)總線連接 I/O 擴展芯片（如 8255A），可同時擴展多個 I/O 口，但占用資源較多；串行擴展則通過 SPI、I2C 等串行總線連接擴展芯片（如 MCP23S17、PCF8574），占用引腳少，但數(shù)據(jù)傳輸速度較慢。例如，在一個需要連接多個按鍵和 LED 的系統(tǒng)中，可使用 I2C 接口的 PCF8574 擴展 8 個 I/O 口，通過兩線（SDA、SCL）即可實現(xiàn)通信。此外，還可利用單片機的 GPIO 模擬串行通信協(xié)議，進一步靈活擴展 I/O 功能。單片機可以通過擴展外圍電路，實現(xiàn)更多的功能和應用場景。2SK2036

    單片機型號繁多，按數(shù)據(jù)總線寬度可分為 4 位、8 位、16 位、32 位甚至 64 位；按內核架構分為 51 內核、ARM 內核、AVR 內核等。8 位單片機（如經典的 8051、ATmega 系列）結構簡單、成本低，適合對性能要求不高的控制場景，如玩具、小家電；32 位單片機（如 STM32、MSP430 系列）憑借強大的處理能力和豐富的外設資源，廣泛應用于工業(yè)控制、汽車電子等領域。選型時需綜合考慮性能需求（如運算速度、存儲容量）、功耗要求、開發(fā)成本、生態(tài)支持等因素。例如，開發(fā)低功耗便攜式設備可選 MSP430 系列；追求高性能與豐富外設則優(yōu)先考慮 STM32 系列。合理選型是確保單片機應用成功的關鍵。STM32F429NIH7從簡單的計算器到復雜的機器人，單片機都發(fā)揮著關鍵作用。

    單片機的通信接口包括串行通信（如 UART、SPI、I2C）和并行通信。UART（通用異步收發(fā)器）是較基本的串行通信方式，通過 RX 和 TX 兩根線實現(xiàn)全雙工通信，常用于單片機與 PC、藍牙模塊等設備的數(shù)據(jù)傳輸，典型應用如 AT 指令控制藍牙模塊。SPI（串行外設接口）是高速同步串行通信協(xié)議，通過 MOSI、MISO、SCK 和 SS 四根線實現(xiàn)主從通信，常用于連接 Flash 存儲器、LCD 顯示屏等高速外設。I2C（集成電路總線）則是兩線制串行通信協(xié)議，通過 SDA 和 SCL 兩根線實現(xiàn)多主多從通信，廣泛應用于傳感器數(shù)據(jù)采集（如溫濕度傳感器 DHT22）。此外，USB、CAN 等通信接口也在特定領域得到應用，如 USB 接口用于單片機與電腦的高速數(shù)據(jù)傳輸，CAN 接口則常用于汽車電子和工業(yè)控制中的分布式通信。

    交通管理領域，單片機為智能交通系統(tǒng)的發(fā)展提供了有力支持。在交通信號控制方面，安裝在交通燈上的單片機，通過檢測實時交通流量，智能調節(jié)信號燈的變換時間，提高道路通行效率。例如，在車流量較大的路口，延長綠燈時間，減少車輛等待時間；在車流量較小的路口，縮短綠燈時間，避免資源浪費。在行人過街報警系統(tǒng)中，單片機與行人檢測傳感器配合，判斷行人過街情況，及時發(fā)出報警提示，保障行人安全。在車載系統(tǒng)中，單片機用于監(jiān)測車速、燃油消耗、GPS 定位等信息，實現(xiàn)車況分析與實時警報，提升駕駛安全性。單片機在智能儀表中扮演著重要角色，確保儀表的精確測量和可靠運行。

    醫(yī)療設備對精度和可靠性要求極高，單片機在其中發(fā)揮關鍵作用。例如，血糖儀通過單片機處理血液樣本的電化學信號，快速計算出血糖值；輸液泵通過單片機精確控制藥液流速，避免人工調節(jié)誤差。在監(jiān)護設備中，單片機采集心電、血壓、血氧等生理信號，進行濾波和分析，并通過顯示屏或通信接口輸出。便攜式醫(yī)療設備（如智能手環(huán)、體溫貼）則利用低功耗單片機實現(xiàn)長時間監(jiān)測。例如，德州儀器的 MSP430 系列單片機因其較低功耗特性，廣泛應用于可穿戴醫(yī)療設備?？稍诰€編程的單片機，允許開發(fā)者通過 USB 接口快速更新程序，極大提升產品功能迭代效率。RD36FM-T1/AZ

隨著技術發(fā)展，單片機的性能不斷提升，功能愈發(fā)強大。2SK2036

    在復雜工業(yè)場景中，多機通信與分布式控制系統(tǒng)依賴單片機實現(xiàn)高效協(xié)同。多機通信通過主從模式或對等模式，使多個單片機之間進行數(shù)據(jù)交換。主從模式下，主機負責協(xié)調任務分配與數(shù)據(jù)匯總，從機執(zhí)行具體控制功能；對等模式則允許各單片機平等通信，適用于需要靈活組網的場景。分布式控制系統(tǒng)將多個單片機分散布置在不同節(jié)點，分別控制局部設備，通過通信網絡（如 CAN 總線、Modbus 協(xié)議）連接成整體，實現(xiàn)集中管理與分散控制。例如，在大型自動化生產線中，每個工位由單獨單片機控制，主控制器通過通信網絡監(jiān)控各工位狀態(tài)，協(xié)調生產節(jié)奏，提高系統(tǒng)可靠性與擴展性。2SK2036