单片机:

一切都封装在同一个物理 IC 中
1、IC 包含 CPU 内核
2、IC 包含存储器（ROM 和 RAM）
3、IC 包含所有 IO 硬件（视频、串行等）
    单片机主要采用称为微控制器芯片的形式（最常见的是 Microchip inc 的 PIC 系列）并用于嵌入式设备。它们提供了更多基本功能，但使用起来要简单得多，因为它们不需要任何外部芯片即可运行。已经进行了一些尝试来创建 Intel 或 AMD PC 架构风格的单芯片计算机，但由于所涉及组件的复杂性，这并不是一件容易的事。同样，这些通常用于低端嵌入式系统，例如触摸板设备和工业控制系统。

多芯片
多芯片图

 CPU IC 包含 CPU 内核。
 视频 GPU 包含视频处理器。
 RAM 模块包含 RAM 存储器。
 BIOS 芯片包含 ROM 存储器。
   “芯片组”（北桥/南桥等）包含IO逻辑和总线接口逻辑传统计算机是多芯片的。一些最新的处理器（一些来自英特尔的i系列）在处理器 IC 中包含视频 GPU，但它们仍然需要外部芯片才能与计算机的其余部分（PCI 桥等）连接。

网友观点：

PIC芯片是微处理器，而不是微型计算机。 -  upendsman geek 5月1日在9:08

是一个带有ROM / RAM和接口的CPU，是的？不是那种图片芯片是什么，但只是在较小的规模上？同意它不是PC，但它仍然是一台单片机。它具有定义计算机的芯片中的所有内容。 -  Majenko 5月1 '11 9:11

嗯，我认为古代术语微电脑是分割线   - 微控制器是嵌入式系统，而微处理器/ SoC是通用系统 - 哪种“微型计算机”。 - 熟练工怪 5月1日在9:11

微处理器是所有这些系统的一个单个组件。 SOC，微计算机和PIC全部包含微处理器（一个尺寸或另一个尺寸 - 允许PIC微处理器通常只有14位，只有少数指令），但它是架构内的一个不同的组成部分。 -  Majenko 5月1日11日在9:20

当真正的计算机，大型机填充整个房间时，术语微型计算机在80年代初期被卷入。这个想法是强调它的小尺寸。 -  Pavium 5月1日10:03
他们现在应该被称为纳米计算机，现在是大多数CPU使用纳米米技术 -  Majenko 5月1日10:24
我非常反对使用PIC芯片。 Pic只是Microchip Technology Inc.制造的一系列微控制器。有许多其他类似产品的德克萨斯乐器，Atmel，Renesas，Intel，Toshiba等制造商。 -  Andrejako 5月1日10:29
同意 - 我已经重新叙述了那一点 -  Majenko 5月1日10:36

Micro与Mini相反，与组件中使用的过程大小无关 - 迷你计算机小于大型机，比PC /微计算机大。几乎讲智能手机可能会被那些标准被认为是一个纳米计算机 - 熟练曼怪人 5月1日11:15
我知道 - 我是Ironic  -  Majenko 5月1日11:30

实际上，回到70年代和80的时间，当所有这一切都是切削刃时，术语“微处理器”意味着只有处理器的IC，就像在此答案中的多芯片示例中的CPU中一样。示例是6502,6800,68000,8088,8086和80286.如果将任何外围设备集成到微处理器上，则成为“微控制器”。例子是6805,68HC11,80186和68010。这是因为这些部件在我们现在呼叫嵌入式系统的“片上芯片”（或更少的系统上的芯片）角色中使用。一些微控制器有外部公共，其他人没有。 -  Mike Desimone 5月1日11日13:56

有一点值得注意的是，简单地集成了任何外部功能是不够的，无法制作“微控制器”。例如，80386和68020将内存管理单元（MMU）集成到芯片上，但仍然被称为微处理器，因为它们不能在没有额外外围设备的情况下执行任何有趣的事情。 68030和80486DX的相同，它集成了浮点数学协处理器，并延示了集成了缓存和控制器的芯片。最后，“PIC芯片”被视为微控制器，ATMEL AVR芯片通常在Arduino中发现。 -  Mike Desimone 5月1日'

什么是单片机？

单片机，全称单片微型计算机（英语：single-chip microcomputer），又称微控制器单元（microcontroller unit），是把中央处理器、存储器、定时/计数器（timer/counter）、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；由于单片机微电脑常用于当控制器故又名single chip microcontroller。“单芯片”是台湾对单片机的称呼；中国大陆主要采用“单片机”的称呼，英文缩写为MCU。

单片机的比特数

根据总线或资料寄存器的宽度，单片机又分为4位、8位、16位和32位单片机。4位单片机多用于冰箱、洗衣机、微波炉等家电控制中；8位、16位单片机主要用于一般的控制领域，一般不使用操作系统；32位用于网络操作、多媒体处理等复杂处理的场合，一般要使用嵌入式操作系统。

51单片机

51单片机是对所有兼容Intel 8051指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8004单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。

单片机的开发

单片机的软件开发中，以往多使用汇编语言，如今越来越多的使用C语言，又或者使用BASIC语言等更适合初学者的语言，部分集成开发环境支持C++。单片机的软件测试需要使用单片机开发器或模拟器。

随着技术的发展，2000年后已经有很多单片机自带了ISP（在线编程设计）或支持IAP，彻底地改变了传统的开发模式，使得开发单片机系统时不会损坏芯片的引脚，加速了产品的上市并降低了研发成本，缩短了从设计、制造到现场调试的时间，简化了生产流程，大大提高了工作效率。这类单片机包括AT89S系列单片机、AVR系列单片机等。
硬件

开发板可以进一步简化程序的开发和烧制过程。开发板可能包含实际芯片或是仿真器。通过配套的下载线连接电脑与开发板，在电脑上编写程序下载到开发板。批量生产会用到编程器。
软件开发环境

一些知名的微控制器开发环境有：

    微芯公司的 MPLAB IDE 可用于该公司全系列微控制器的开发与调试，除支持该公司的 ASM汇编器 C语言编译器外，也支持许多第三方的编译器。
    ARM公司的 μVision 集成开发环境（原为 Keil 公司产品，2005年该公司已由 ARM 购并），包含汇编器与 C编译器，可用于51单片机及ARM开发。

PROTEUS

Proteus软件是初学者入门的首选软件，它是Labcenter Electronics公司的一款商业版电路设计与仿真软件。内包括ISIS、ARES等软件模块。ARES模块主要用来完成PCB的设计，ISIS模块用来完成电路原理图的布图与仿真。

Proteus的软件仿真基于VSM技术，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于能仿真大量的单片机芯片，比如MCS-51系列、PIC系列等等，甚至ARM处理器，以及单片机外围电路，比如键盘、LED、LCD等等。该软件还附带了一些案例和丰富的帮助文件。

常见的单片机

常见的单片机

微芯（Microchip）的PIC系列出货量居于业界领导者地位；Atmel的51系列及AVR系列种类众多，受支持面广；德州仪器的MSP430系列以低功耗闻名，常用于医疗电子产品及仪器仪表中；瑞萨单片机在日本使用广泛。
WDC的W65C265S8PL单片机

    英特尔
        8-bit 8051系列
            8XC42
            MCS48
            MCS51 : Intel 8051系列历史悠久，兼容产品众多，使用广泛
            8xC251
        16-bit
            MCS96系列
            MXS296
        32-bit
            i960

    ARM （Acorn RISC Machine）系列单片机

两台Atmel牌的ATmega单片机

    AVR系列（爱特梅尔公司）
        Atmel AT91 series (ARM 处理器等)
        AT90 series – AVR (Atmel 的高性能RISC 8位单片机，老产品)
        ATmega series – AVR (Atmel 的高性能RISC 8 位单片机，新产品)
        ATXmega series – AVR (Atmel 的高性能RISC 32 位单片机，新产品)
        Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 架构8位单片机)
        MARC4

    Cypress MicroSystems（赛普拉斯微系统公司）
        CY8C2xxxx (PSoC)

    飞思卡尔半导体
        8-bit
            68HC05 (CPU05)
            68HC08 (CPU08)
            68HC11 (CPU11)
        16-bit
            68HC12 (CPU12)
            68HC16 (CPU16)
            Freescale DSP56800 (DSPcontroller)
        32-bit
            Freescale 683XX (CPU32)
            MPC500
            MPC 860 (PowerQUICC)
            MPC 8240/8250 (PowerQUICC II)
            MPC 8540/8555/8560 (PowerQUICC III)

    Holtek（盛群半导体）
        HT48FXX Flash I/O type
        HT48RXX I/O type
        HT46RXX A/D type
        HT49RXX LCD type

    微芯片科技（微芯公司）的PIC微控制器系列
        8-bit : PIC10 PIC12 PIC16 PIC18
        16-bit : PIC24F PIC24H dsPIC30 dsPIC33
        32bit : PIC32 （采用MIPS M4K 核心架构）

    美国国家半导体
        COP8
        CR16

    NEC
        78K

    恩智浦半导体
        LPC2000
        LPC900
        LPC700

    Parallax, Inc.
        BASIC Stamp

    瑞萨科技系列单片机
        Renesas 16-bits
            Renesas M16C Series
            Renesas M32C Series
            Renesas R8C Series
            Renesas M16C/Tiny Series
            Renesas R8C/Tiny Series
            Renesas H8/Tiny Series

    意法半导体
        STM32 series (ARM Cortex-M3 系列，32位)
        STM8 series (自主RISC指令集，8 位)

    SyncMOS 新茂国际科技全系列单片机
        SM59RXXA2 8-bits 1T(RISC)
        SM59DXXG2 8-bits 6T(ISP)
        SM59XX 8-bits 12T(ISP)
        SM89XX 8-bits 12T(Traditional 8051)
        SM79XX 8-bits 12T(Customization)

    PADAUK应广科技全系列单片机(多核心单片机)
        P201CS/CD 8-bits
        P211CS/CD 8-bits
        p232CS/CD 8-bits
        P234CS/CD 8-bits

    ZiLOG
        Z8
        Z86E02

    STC 宏晶系列单片机
        STC89C series 6T/12T增强性单片机 (Intel 8051架构，有外部总线)
        STC11F/11L series 2T 增强性单片机 (Intel 8051增强架构，无外部总线程序支持)
        STC12C/12LE series 2T 增强性单片机 (Intel 8051增强架构，无外部总线程序支持)
        STC15C/15LE series 2T 增强性单片机 (Intel 8051增强架构，无外部总线程序支持，正在开发中)

    Kernel-IC 华芯单片机 LS系列
        LSx051 series 12T 双核单片机(Intel 8051架构，无外部总线)
        LSx151 series 12T 三核单片机(Intel 8051架构，无外部总线)
        LS052A series 6T 三核单片机(Intel 8051架构，无外部总线)

    新唐科技 Nuvoton NuMicro Family
        8051 单片机 (8-bits)
        ARM Cortex-M0 单片机 (32-bits)
        ARM Cortex-M4 单片机 (32-bits)

其他系列的单片机

    MSP430系列单片机
    LM3S系列单片机
    北京君正 JZ系列单片机
    8098、80196系列单片机
    AT8P5X系列单片机
    CZG8000系列单片机

单片机知识总结

大部分单片机都是基于冯·诺伊曼结构的，这种结构清楚地定义了嵌入式系统所必需的四个基本部分：一个中央处理器核心，程序存储器（只读存储器或者闪存）、数据存储器（随机存储器）、一个或者更多的定时/计数器，还有用来与外围设备以及扩展资源进行通信的输入/输出端口——所有这些都被集成在单个集成电路芯片上。

说单片机与通用型中央处理单元芯片不同，是因为前者一般很容易配合最小型的外部支持芯片制成工作计算机。这样就可以很容易的把单片机系统植入设备内部来控制设备了。近年来为了在指令和数据上使用不同的字宽，并提高处理器线速度，哈佛结构在微控制器（Microcontrollers）和数字信号处理器也逐渐得到了广泛的应用。

传统的微处理器是不允许这么做的。它要完成单片机的工作，就必须连接一些其他芯片。比如说，因为芯片上没有数据存储器，就必须要添加一些RAM的存储芯片，虽然所添加存储器的容量很灵活，但是至少还是要添加。另外还需要添加很多连线来传递芯片之间的数据。与以上的情况相比，单片机的工作则相对独立，一个典型的微控制器只需要一个时钟发生器和很少的RAM和ROM（或者EPROM, E2PROM）就可以在软件和晶振下工作了。同时，微控制器具有丰富的输入输出设备，例如模拟数字转换器、定时器、串口，以及其他串行通讯接口，比如I2C，串行周边接口，控制器局域网等。通常，这些集成在内部的设备可以通过特殊的指令来操作。

单片机时钟频率通常较同时代的计算机芯片低，但它价格低廉，能够提供充足的程序存储器、丰富的片上接口。某些架构的单片机生产厂商众多，例如8051系列、Z80系列。一些现代的微控制器支持一些内建的高级编程语言，比如BASIC(培基)语言、C语言、C++等。