當單片機內置 I/O 口數量不足時，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據總線連接 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，但數據傳輸速度較慢。例如，在一個需要連接多個按鍵和 LED 的系統中，可使用 I2C 接口的 PCF8574 擴展 8 個 I/O 口，通過兩線（SDA、SCL）即可實現通信。此外，還可利用單片機的 GPIO 模擬串行通信協議，進一步靈活擴展 I/O 功能。選擇合適的單片機型號，需要考慮其性能、功耗、成本等多方面因素。ADM8830ACP-REEL7

    物聯網節點的數據中轉站：無線傳感器網絡的節點設備中，單片機是連接物理世界與數字世界的橋梁。它采用低功耗設計，在休眠模式下電流只有 10μA，使用兩節 AA 電池就能工作 2 年以上。通過 LoRa 無線模塊，單片機能將溫度、濕度等傳感數據發送到網關，傳輸距離可達 2 公里，采用擴頻技術確保在復雜環境下的通信可靠性。在智慧農業的應用中，數百個這樣的節點分布在農田各處，單片機通過自適應組網算法自動構建通信網絡，當某個節點故障時，會自動切換到備用路由，保證數據傳輸不中斷。AD9632AN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。

    在復雜工業場景中，多機通信與分布式控制系統依賴單片機實現高效協同。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據交換。主從模式下，主機負責協調任務分配與數據匯總，從機執行具體控制功能；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。分布式控制系統將多個單片機分散布置在不同節點，分別控制局部設備，通過通信網絡（如 CAN 總線、Modbus 協議）連接成整體，實現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控各工位狀態，協調生產節奏，提高系統可靠性與擴展性。

    低功耗是單片機在電池供電設備中的關鍵性能指標。設計策略包括硬件優化和軟件控制兩方面。硬件上，選用低功耗芯片型號，如 STM32L 系列單片機采用 Cortex-M 內核，在休眠模式下功耗低至微安級；合理配置外圍電路，避免不必要的器件運行，如關閉閑置的 I/O 接口、采用低功耗傳感器。軟件層面，通過動態調整 CPU 時鐘頻率，在空閑時降低主頻甚至進入休眠狀態；優化程序算法，減少 CPU 運算時間，例如采用查表法替代復雜計算。此外，利用定時器喚醒功能，使單片機周期性喚醒執行任務后再次休眠，進一步降低能耗。這些策略使單片機在智能手環、無線傳感器節點等設備中，實現數月甚至數年的超長續航。單片機編程中，常用的編程語言包括C語言、匯編語言等。

    智能穿戴設備（如智能手表、手環、耳機）的普及得益于單片機的小型化和低功耗設計。單片機在其中負責傳感器數據采集（如加速度計、心率傳感器）、數據處理和無線通信（如藍牙傳輸）。例如，Fitbit 智能手環通過單片機實時監測用戶步數、睡眠質量等數據，并同步至手機；Apple Watch 則利用高性能單片機實現 GPS 定位、運動檢測等復雜功能。為延長電池續航，穿戴設備通常采用休眠模式和動態電源管理，單片機在低功耗狀態下仍能保持基本功能運行。單片機在智能家居系統中發揮著重要作用，能實現燈光、窗簾等設備的自動化控制。ADM6315-46D4ARTZ

對于單片機的編程，可以使用 C 語言等多種編程語言，方便開發者根據自身情況進行選擇。ADM8830ACP-REEL7

    汽車電子領域廣泛應用單片機提升車輛性能與安全性。發動機控制單元（ECU）中的單片機實時監測轉速、溫度、進氣量等參數，通過計算精確控制噴油嘴和點火時間，優化燃油效率并減少尾氣排放；防抱死制動系統（ABS）利用單片機采集輪速傳感器信號，當檢測到車輪即將抱死時，快速調節制動壓力，防止車輛失控。此外，車身控制模塊（BCM）通過單片機控制車燈、雨刷、車窗等設備；車載娛樂系統中的單片機負責音頻解碼、屏幕顯示和人機交互。隨著自動駕駛技術發展，單片機還應用于傳感器數據融合、路徑規劃等關鍵環節，保障行車安全與智能體驗。ADM8830ACP-REEL7