单片机应用系统的硬件电路设计是嵌入式系统设计中极为重要的一环，它涉及到系统扩展和配置的方方面面。在设计过程中，必须遵循一定的原则以确保系统的稳定性和可靠性。
系统扩展是当单片机内部的功能单元无法满足应用系统的要求时，在片外进行的功能扩展。这可能包括ROM、RAM、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等的外接扩展。为了保证扩展的顺利进行，需要选择适当的芯片，并设计合适的电路。在选择芯片时，应该尽量使用典型电路，并遵循单片机的常规用法，以此为基础来标准化和模块化硬件系统。
系统配置是指根据系统功能的需求来配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D转换器、D/A转换器等，并设计相应的接口电路。在配置外围设备时，应确保所选用的器件性能能够满足系统的要求，并留有一定的余地以便进行二次开发。
在硬件设计原则中，还要考虑硬件结构与应用软件方案的结合。软件能实现的功能应尽可能由软件来实现，以简化硬件结构，但要注意，软件实现的功能通常响应时间较长，也会占用CPU的时间。此外，为了保证系统的可靠性，器件的选择要尽可能性能匹配，例如在构建低功耗系统时，所有芯片应尽可能选择低功耗产品。
抗干扰设计是单片机硬件设计中不可忽视的部分。它涉及芯片和器件的选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等方面。干扰源可能是雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等，它们在du/dt或di/dt较大时成为干扰源。干扰的传播路径主要是通过导线的传导和空间的辐射，而敏感器件则包括A/D转换器、D/A转换器、单片机和数字IC等。为抑制干扰，设计时应尽量使干扰源和被干扰对象间没有公共阻抗，还可以通过去耦电路来抑制干扰源。另外，设计时要注意增加器件的驱动能力，尤其是在单片机外围电路较多时，否则系统工作可能不可靠。
随着单片机片内集成的功能越来越强，真正的片上系统SoC（System on Chip）已经成为可能，如ST公司推出的μPSD32××系列，集成了80C32核心、大容量FLASH存储器、SRAM、A/D、I/O接口、两个串口、看门狗和上电复位电路等，这使得硬件设计更加集中和紧凑。
硬件抗干扰的方法多种多样，主要包括抑制干扰源、切断传播路径和增强敏感器件的抗干扰能力。对于干扰源，可以采取减小du/dt和di/dt的方法，如在干扰源两端并联电容或在干扰源回路串联电感或电阻，或增加续流二极管等。对于传播路径，可以通过加入去耦电路来切断干扰信号的传导。而对于敏感器件，则需要通过屏蔽、滤波、接地等手段来增强其抗干扰能力。
总体来说，单片机应用系统硬件电路设计是一个系统性的工程，它要求设计者具备综合的硬件知识，合理地结合软件方案，并充分考虑到抗干扰的要求。通过恰当的设计原则和实践方法，可以设计出既稳定又可靠的单片机应用系统硬件电路。
