通俗一点说单片机就是一个微型电脑或者说它是一个微控制器，就是把电脑里面的关键性部件等全部集中到一颗芯片中。用数字电路中的若干高低电平（1表示高电平→“5V/3.3V”，0表示低电平→0V）100110这些高低电平数字转换进行运算。
单片机主要由三大部分组成，它们分别为CPU（Central Processing Unit）、存储器（随机存储器RAM、只读存储器ROM）、IO接口。
相比较电脑它少了键盘、鼠标和显示器，而它的价格低廉是工业控制设备中应用广泛的一种芯片。如果将单片机比作人，那么CPU是负责思考的大脑，内存是负责记忆的，IO接口相当于视觉的感官系统，及控制手脚动作的神经系统。
CPU主要功能是运算和控制；“运算”就是进行各种数学计算；“控制”就是根据程序代码控制输入输出以及电平的高低；“存储器”的主要功能是储存程序和数据。
单片机的存储器一般分为ROM和RAM二大类；RAM叫做只读存储器，用于存放系统固化程序和数据，保存在ROM中的数据不能删除，也不会因断电而丢失。
随机存储器RAM用于存放临时的程序和数据，可以随时读取数据，但关机后保存在RAM中的数据也随之消失。IO就是input/output，它是输入、输出模块，其中通过存储器有数据联系，可以中断系统、定时器和计数器；其主要作用是用于外部电路与CPU进行沟通，可以作为数据接口对外部存储器进行读写，也可以作为控制接口输出控制指令，例如：电机控制、继电器控制等；
在单片机上IO接口是英文的缩写（Input Output），IO接口其实就是芯片上的引脚，这些引脚既可以输出1和0，也可以输入1和0。
单片机的工作过程就是一个不断取指令、分析指令、执行指令的过程。首先将写好的程序，以一条一条指令的形式通过下载器烧录写入到单片机的只读存储器；单片机开始工作后就从存储器的特定位置开始取指令，然后由单片机内部的CPU对指令进行分析，根据指定要求进行“取数、送数、算数运算、逻辑运算和跳转”等基本操作中的一种或几种。如果在运算过程中产生了变量，那么产生的变量将存放在随机存储RAM中。这些操作都在一个规定的周期中完成，当执行完毕以后到下一个存储器单元中再去读取指令，重复刚才的操作，如此不断重复直到断电为止。
这里所说的存储器特定位置规定的周期等与单片机的型号有关，也有将晶振集成在芯片中的单片机。如果要单片机工作，那这个规定的周期从哪里来，这就要说到晶振，
晶振的作用就是给单片机提供一个时钟信号，时钟信号使单片机各内部组建同步工作，并且在和外部设备通信时也能达到同步，时钟信号会形成规律的时钟周期，时钟周期是单片机内CPU工作最基本的最小的时间单位，在一个或者多个时钟周期内，一系列的动作未执行，例如，取指令、读存储器、写存储器等，没有晶振就没有时钟周期，没有时钟周期就无法执行程序代码，单片机就无法工作。
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