单片机又称单片微控制器，并不是完成某种逻辑功能的芯片，而是集成在一块芯片上的计算机系统，相当于一台微型计算机。单片机与计算机相比，只缺少I/O设备，通俗地说，一块芯片就成了一台计算机。它体积小，重量轻，价格便宜，为学习、应用、开发提供了便利的条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理和结构的最佳选择。单片机的用途已经非常广泛，如智能仪器仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等，各种产品一旦使用单片机，就能起到产品升级换代的作用。产品名称前常常冠以形容词“智能”，如智能洗衣机。
硬件功能
1、主流MCU包含CPU、4KB RAM、128KB ROM、2个16位定时器/计数器、4个8位并行口、全双工串行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。
2、系统结构简单、使用方便、模块化；
3、单片机可靠性高，可无故障工作10^6~10^7小时；
4、处理功能强大，速度快。
5.低电压、低功耗，易于制作便携式产品
6.控制功能强
7、适应环境能力强。
单片机原理
单片机主要由运算器、控制器和寄存器三部分组成。其中，运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、寄存器等组成。首先，累加器和寄存器将两个8位源数据输入到ALU，然后ALU完成源数据的逻辑运算，最后将运算结果存放到寄存器中；控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和运算控制器等组成，是发出命令的“机构”，用于协调整个系统各部分之间的操作；寄存器主要有累加器A、数据寄存器DR、指令寄存器IR、指令译码器ID、程序计数器PC、地址寄存器AR等。
微处理器内部的运算器、控制器、寄存器三者相互连接，控制器向各部分发出运算命令，运算器接收到命令后进行相应的运算，并将运算结果存放到相应的寄存器中。
微控制器应用
单片机现在已经渗透到我们日常生活的每一个领域，小到家用电器、仪器仪表，大到医疗设备、航空航天等。一旦在产品上加入了单片机，原来的产品就更贴近互联网，得到“智能化”的前缀。单片机在各个领域的具体应用如下：
1）在仪器仪表领域，一旦采用单片机进行控制，仪器仪表就走向了数字化、智能化、小型化，功能也更加强大；
2）在家电领域，已广泛实现单片机控制家用电器，如电饭锅、冰箱、空调、彩电、音响等；
3）在网络通讯领域，移动电话、小型程控交换机、楼宇自动通讯呼叫系统等都已由单片机进行控制，而且单片机一般都带有通讯接口，使得通讯设备可以很方便地与计算机进行数据通讯；
4）在工业控制领域，利用单片机可以组成多种控制系统，例如工厂流水线的智能管理、电梯的智能控制、各种报警系统，以及与计算机联网组成二次控制系统等；
5）在医疗设备领域，单片机也大大发挥了它的价值，在各类分析仪、监护仪、床边呼叫系统、医用呼吸机等医疗设备中得到了广泛的应用；
6）模块化系统中，可以利用单片机来实现特定的功能，进行模块化应用，不需要操作人员了解其内部结构，大大缩小了体积，简化了电路，降低了损坏率和出错率；
7）在汽车电子领域，单片机已广泛应用于发动机控制器、GPS导航系统、ABS防抱死制动系统、制动系统等；
8）除上述应用外，单片机还在工商、金融、教育、物流等领域不同程度地发挥着自己的作用。
