單片機主要由運算器、控制器和寄存器三大部分構成。其中，運算器由算術邏輯單元(ALU)、累加器、寄存器等構成，首先累加器和寄存器向ALU輸入兩個8位源數據，其次ALU完成源數據的邏輯運算，最后將運算結果存入寄存器中;控制器由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序發(fā)生器和操作控制器等構成，是一個下達命令的“組織”，用于協調整個系統各部分之間的運作;寄存器主要有累加器A、數據寄存器DR、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、程序計數器PC、地址寄存器AR等。

在微處理器內部運算器、控制器、寄存器之間是相互連接的，由控制器向各部分發(fā)布操作命令，運算器接到命令后進行相應運算，并將運算后結果存入相應的寄存器中。單片機問世以來，在短短的二十幾年間，經歷了四次更新換代。

單片機是一種集成在電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。

早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統?；谶@一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產品大發(fā)展，單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端[1]的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。

單片機內部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。

單片機在汽車電子中的應用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器、GPS導航系統、abs防抱死系統、制動系統、胎壓檢測等。　 此外，單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。　　關于單片機：　　單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業(yè)控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發(fā)展到現在的300M的高速單片機。

單片機現已滲透到我們日常生活中的各個領域，小到家用電器、儀器儀表，大到醫(yī)療器械、航空航天，無不存在著單片機的身影。一旦在某種產品上添加了單片機，便使得原產品向互聯網靠攏，獲得了“智能型”的前綴。