PIC單片機

單片機，全稱單片微型計算機（英語：single-chip microcomputer），又稱微控制器（microcontroller），與應用在個人計算機中的通用型微處理器相比，它更強調自供應（不用外接硬件）和節約成本。它的最大優點是體積小，可放在儀表內部，但存儲量小，輸入輸出接口簡單，功能較低。由於其發展非常迅速，舊的單片機的定義已不能滿足，所以在很多應用場合被稱為範圍更廣的微控制器；由於單片機微計算機常用於當控制器故又名single chip microcontroller。“單芯片”是台灣對單片機的稱呼；中國大陸主要採用“單片機”的稱呼，英文縮寫為MCU。

絕大多數的單片機都是基於馮·諾伊曼結構的，這種結構清楚地定義了嵌入式系統所必需的四個基本部分：一個中央處理器核心，程序存儲器（只讀存儲器或者閃存）、數據存儲器（隨機存儲器）、一個或者更多的定時/計數器，還有用來與外圍設備以及擴展資源進行通信的輸入/輸出端口——所有這些都被集成在單個集成電路芯片上。

説單片機與通用型中央處理單元芯片不同，是因為前者一般很容易配合最小型的外部支持芯片製成工作計算機。這樣就可以很容易的把單片機系統植入裝置內部來控制裝置了。近年來為了在指令和數據上使用不同的字寬，並提高處理器流水線速度，哈佛結構在微控制器（Microcontrollers）和數字信號處理器也逐漸得到了廣泛的應用。

傳統的微處理器是不允許這麼做的。它要完成單片機的工作，就必須連接一些其他芯片。比如説，因為芯片上沒有數據存儲器，就必須要添加一些RAM的存儲芯片，雖然所添加存儲器的容量很靈活，但是至少還是要添加。另外還需要添加很多連線來傳遞芯片之間的數據。與以上的情況相比，單片機的工作則相對獨立，一個典型的微控制器只需要一個時鐘發生器和很少的RAM和ROM（或者EPROM, EPROM）就可以在軟件和晶振下工作了。同時，微控制器具有豐富的輸入輸出設備，例如模擬數字轉換器、定時器、串口，以及其他串行通訊接口，比如IC，串行周邊接口，控制器局域網等。通常，這些集成在內部的設備可以通過特殊的指令來操作。

單片機時鐘頻率通常較同時代的計算機芯片低，但它價格低廉，能夠提供充足的程序存儲器、豐富的片上接口。某些架構的單片機生產廠商眾多，例如8051系列、Z80系列。一些現代的微控制器支持一些內建的高級編程語言，比如BASIC(培基)語言、C語言、C++等。

根據總線或數據寄存器的寬度，單片機又分為4位、8位、16位和32位單片機。4位單片機多用於冰箱、洗衣機、微波爐等家電控制中；8位、16位單片機主要用於一般的控制領域，一般不使用操作系統；32位用於網絡操作、多媒體處理等複雜處理的場合，一般要使用嵌入式操作系統。