在深入探讨51系列单片机的系统扩展之前，首先要了解51单片机的基本构成和应用领域。51单片机，即基于Intel 8051架构的一系列微控制器，其设计以小型化、集成化和多功能化为特点，在嵌入式系统开发领域中占据重要位置。它内建了包括CPU、定时器/计数器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、特殊功能寄存器、并行输入/输出接口、串行口、时钟电路和中断系统等部件，可视为一个功能完备的微型计算机系统。
随着信息技术的飞速发展，出现了更多需要嵌入式系统控制的设备，如智能手机、智能家电等。单片机面临的控制任务变得日益复杂和多样化，因此，原生的51单片机在某些情况下可能无法完全满足系统需求。为此，需要对单片机进行系统扩展，以增强其存储能力和外设接口功能。
系统扩展主要分为串行扩展和并行扩展两种方式。串行扩展一般利用诸如UART、SPI、I2C等串行通信协议，通过单片机的串行接口实现数据传输。串行总线具有线路简单、占用引脚少、易于远距离传输等优点。而并行扩展则是通过地址总线、数据总线和控制总线将外部芯片与单片机连接起来，能够提供更快的数据传输速度，但连线较复杂。
在扩展的过程中，可编程I/O接口芯片8255扮演了重要角色。8255芯片是一个经典的可编程并行输入/输出接口，能够通过编程控制数据传输的方向和模式。其内部有三个独立的8位并行I/O端口（A、B、C口），能够连接到各种外围设备。控制字通过命令数据线发送给8255，以设置端口的工作模式。8255芯片提供了强大的I/O扩展能力，使得系统能够控制更多的外部设备。
为了达到系统扩展的目的，可以借助外部的存储器、接口芯片、A/D转换器、D/A转换器等外设，来弥补单片机固有资源的不足。例如，当需要更多程序存储空间时，可以连接外部的ROM或RAM芯片，并通过编程实现对这些外设的访问和管理。这种外部扩展为嵌入式系统提供了更高的灵活性和更强的功能性。
在系统扩展的同时，也需要注意单片机最小应用系统的设计。最小应用系统一般由单片机核心、晶振电路以及复位电路组成，它们是保证单片机正常工作的基础。在设计中，还需考虑电源管理、信号完整性和电磁兼容性等因素。
随着技术的进步和应用需求的不断提升，对51单片机进行系统扩展变得越来越重要。通过掌握串行和并行扩展方法，以及合理运用8255等可编程I/O接口芯片，可以有效地提升单片机的应用性能，满足日益复杂的控制需求。这不仅需要硬件开发人员具备扎实的理论知识，还要求他们在实践中不断积累经验，灵活运用各种技术手段，以达到最佳的设计效果。
