1971年，美国英特尔公司推出世界上第一台计算机微处理器型号4004。 与此同时，单片机技术也逐渐发展并得到广泛应用。 单片机的全称是单片机，也称为单片机，可以理解为精简版的计算机。
微控制器主要由三部分组成，即CPU、存储器和IO。 这三个组件的作用是什么？
CPU的主要功能是计算和控制。 运算是进行各种数学计算，控制是根据程序代码控制输入、输出和电平。 那么程序代码存放在哪里呢？
程序代码放置在内存中。 单片机中的存储器一般分为两种，一种是只读存储器ROM，另一种是随机存储器RAM。 只读存储器用于存储用户编译的程序。 运行时，CPU直接从只读存储器中读取指令来运行。 指令执行过程中产生的临时数据（例如变量）被放置在随机存取存储器中。 所以可以理解为只读存储器是用来存储程序的，而随机存储器是用来存储数据的。
IO是输入输出模块，主要用于外部电路与CPU进行通信。
那么这三者的具体工作流程是怎样的呢？
这是一个包含CPU、只读存储器、随机存取存储器和IO输入输出模块的微控制器。 首先将写入的程序通过下载器烧录到单片机的只读存储器ROM中，然后程序逐一进入CPU并在CPU中执行。 例如，CPU可以按照程序指令，通过IO模块输出高电平，点亮外部发光二极管。
如果程序对应的指令是运算指令，则CPU执行运算过程。 如果运算过程中产生了变量，则产生的变量将被存储在随机存取存储器中。 因为CPU内部没有地方存储变量。
IO接口是单片机与外界之间的接口。 可以作为数据接口读写外部存储器，也可以作为控制接口输出控制指令，如电机控制继电器控制等，还可以作为人机交互接口，如液晶显示、键盘输入等。单片机中的各个模块按照统一的节拍同步工作。 这个统一的节拍来自于微控制器的时钟。 时钟信号是高电池和低电池交错信号。 单片机在一个时钟周期内只能执行一条指令，单片机的时间单位是时钟周期的整数倍。 时钟信号来自振荡器，分为内部RC振荡器和外部晶振，简称晶振。
由于内部RC振荡器误差较大，一般采用外部晶振与晶振电路配合，在上电后产生一定频率的时钟信号。 单片机的各个部件必须根据时钟信号协调工作。 时钟周期的长短影响单片机的速度，因此晶振频率也称为单片机的主频率。 主频越高，单片机的性能越高。 微控制器的频率一般在数百兆赫级别，而计算机CPU的频率一般在千兆赫级别。
一般来说，微控制器是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术，集成了具有数据处理能力的中央处理器（CPU）、存储器和各种IO接口。 CPU的主要功能是计算和控制，只读存储器ROM用于存储程序，随机存储器RAM用于存储数据。 IO是输入输出模块，可作为数据接口控制接口或人机交互接口。
