GPIO扩展电路的主要作用包括：

提供灵活的引脚功能

GPIO扩展电路允许将芯片上的多个引脚复用为不同的功能，例如输入、输出、中断等。这样可以通过配置单个引脚来实现多种不同的任务，提高了引脚的使用效率。

支持多种接口标准

GPIO扩展电路可以支持多种接口标准，如I2C、SPI等。这使得芯片能够通过这些接口与其他设备进行通信和数据传输。

保护电路

每个GPIO内部都有一个保护二极管，用于防止引脚外部过高或过低的电压输入，从而保护芯片免受损坏。

提供统一访问接口

GPIO子系统提供了统一的访问接口，简化了对芯片内部GPIO和扩展GPIO的管理。这使得无论是芯片自带的GPIO还是通过I2C、SPI接口扩展的GPIO，都可以通过相同的方式进行配置和操作。

支持高速度操作

对于芯片自带的GPIO，访问速度非常快，可以在获得spinlocks的情况下进行操作。而对于通过I2C、SPI接口扩展的GPIO，虽然访问速度可能较慢，但仍然可以实现输入、输出和中断功能。

支持低功耗模式

一些GPIO扩展电路支持低功耗模式，例如open drain和open source。这些模式在特定应用场景下非常有用，例如I2C接口通常需要低电平有效。

综上所述，GPIO扩展电路在单片机系统中起到了关键的作用，它不仅提高了引脚的使用效率，还支持多种通信接口，并提供了保护功能和统一的访问接口，使得系统设计更加灵活和高效。