單片機（簡稱MCU）是一種集成度高、功能豐富的微型計算機系統。它將計算機的基本組成部分集成在一塊芯片上，廣泛應用于嵌入式系統控制中。

一、中央處理器（CPU）

中央處理器是單片機的核心部分，負責指令的執行和運算處理。它控制整個系統的運行，完成數據的讀取、計算、邏輯判斷和指令調度等任務。單片機中的CPU一般是簡化版的處理器，以適應資源有限的嵌入式環境。

二、存儲器

單片機內部通常集成兩種主要存儲器：

只讀存儲器（ROM/Flash）：用于存放程序代碼。閃存技術使得程序可以多次擦寫更新，保證了單片機軟件的靈活性。

隨機存取存儲器（RAM）：用于在程序運行時臨時存儲數據和變量，支持高速讀寫操作。

此外，有的單片機還集成有EEPROM，用以保存斷電不丟失的配置數據。

三、時鐘電路

時鐘電路為單片機提供系統時鐘信號，保證指令周期和操作的同步。通常單片機內部集成有振蕩器電路，支持外接晶振，用于產生穩定準確的時鐘頻率。

四、輸入/輸出端口（I/O端口）

I/O端口是單片機與外界信號交互的橋梁。它們用于連接按鈕、顯示器、傳感器、電機等外部設備，支持數字信號的輸入輸出。通過這些端口，單片機能夠實現對外部設備的控制和數據采集。

五、定時器/計數器

定時器和計數器模塊用于產生精確的時間延遲、事件計數及定時中斷。它們廣泛用于控制時間相關的任務，如脈沖寬度調制（PWM）、頻率測量等。

六、模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）

ADC：將外部的模擬信號轉換成單片機可處理的數字信號，便于模擬量的檢測和處理。

DAC（部分單片機集成）：將數字信號轉換成模擬信號，用于控制模擬設備。

七、串行通信接口

單片機集成多種通信接口，用于實現與其他設備的數據交換：

UART（異步串行通信）

SPI（同步串行通信接口）

I2C（雙線串行總線）

以及USB、CAN等高級接口，視具體型號而定。

八、中斷控制器

中斷系統允許單片機響應外部或內部事件，中斷控制器負責管理中斷的優先級和響應過程，使單片機能更高效地處理多任務。

九、電源管理模塊

單片機內部電源管理模塊保證芯片穩定工作，包括電壓調節、低功耗休眠模式等功能，延長設備使用壽命。

綜上，單片機是一種高度集成的微型計算機系統，其核心功能部件涵蓋CPU、存儲器、時鐘、輸入輸出端口、定時器/計數器、ADC/DAC、通信接口、中斷控制器和電源管理模塊等。這些部件協同工作，使單片機能夠以小巧、低功耗和高效的形式，實現豐富的嵌入式控制功能。