首先，什么是单片机( Single-Chip Microcomputer )？

单片机（单片微型计算机）是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术，把具有数据处理技术的*处理器（CPU）和存储器以及多种IO接口集成在一起。

组成与功能

主要组成：*处理器(CPU)、存储器、IO

CPU主要功能为运算（各种数学计算）和控制（根据设定的程序代码来控制输入输出以及电频高低），而程序代码一般存放在存储器，存储器又分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。

ROM用来存储编译完成的程序，在程序运行中CPU直接从ROM读取指令运行，运行中产生的临时数据则存储在RAM中。因此，可以总结为ROM用来存储程序，RAM用来存储数据。IO为输入输出模块，主要用于CPU与外部电路的沟通。

工作流程

首先，将写好的程序通过烧录机烧录写入到ROM，然后程序被CPU读取并执行，如果程序为运算指令，CPU在运算过程中产生变量，因为CPU本身没有存储空间，变量将被存放在RAM中。而IO作为单片机与外界的接口，既可以作为数据接口进行外部存储器的读写，也可以作为控制接口输出控制指令亦可以作为元器交互接口（如液晶显示）。

在单片机内部，所有模块按一定节拍统一工作，以单片机内部时钟为标准。时钟信号为高低交错的电频信号，在一个时钟周期内，单片机只能执行一条指令，且单片机时间都为时钟周期的整数倍。

而时钟信号都来源于振荡器。

振荡器

振荡器分为内部RC振荡器和外部晶体振荡器（晶振）。因为内部RC振荡器误差较大，一般采用外部晶体振荡器配合晶振电路。在通电后产生一定频率的时钟信号。

因为时钟周期长度影响单片机的速度，所以晶体振荡频率也叫单片机的主频。单片机的频率一般为百兆赫兹，桌面级CPU频率一般为千兆赫兹。

总结

单片机是一种集成电路芯片，采用VLSI技术把具有数据处理能力的CPU、存储器以及多种IO接口集成在一起，各模块在时钟的控制下按一定频率统一工作，实现一定功能。

参考：B站 什么是单片机，它是如何工作的？