单片机是一种内部集成了很多电路的IC芯片（又称集成电路、集成块），图1-1列出了几种常见的单片机，有的单片机引脚较多，有的单片机引脚少，同种型号的单片机，可以采用直插式引脚封装，也可以采用贴片式引脚封装。

1-1：单片机简介

图1-1　几种常见单片机外形

单片机是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称，由于单片机主要用于控制领域，所以又称作微型控制器（Microcontroller Unit，MCU）。单片机与微型计算机都是由CPU、存储器和输入/输出接口电路（I/O接口电路）等组成的，但两者又有所不同，微型计算机（PC）和单片机（MC-U）的基本结构分别如图1-2（a）和图1-2（b）所示。

图1-2　微型计算机与单片机的结构

从图1-2可以看出，微型计算机是将CPU、存储器和输入/输出接口电路等安装在电路板（又称电脑主板）上，外部的输入/输出设备（I/O设备）通过接插件与电路板上的输入/输出接口电路连接起来。单片机则是将CPU、存储器和输入/输出接口电路等集成在半导体硅片上，再接出引脚并封装起来构成集成电路，外部的输入/输出设备通过单片机的外部引脚与内部输入/输出接口电路连接起来。

与单片机相比，微型计算机具有性能高、功能强的特点，但其价格昂贵，并且体积大，所以在一些不是很复杂的控制应用中，完全可以采用价格低廉的单片机，如电动玩具、缤纷闪烁的霓虹灯和家用电器等。

1. 组成

单片机是一块内部包含有CPU、存储器和输入/输出接口等电路的IC芯片，但单独一块单片机芯片是无法工作的，必须给它增加一些有关的外围电路来组成单片机应用系统，才能完成指定的任务。典型的单片机应用系统的组成如图1-3所示，即单片机应用系统主要由单片机芯片、输入部件、输入电路、输出部件和输出电路组成。

图1-3　典型的单片机应用系统的组成

2. 工作过程举例说明

图1-4是一种采用单片机控制的DVD影碟机托盘检测及驱动电路，下面以该电路来说明单片机应用系统的一般工作过程。

1-2：单片机应用系统的组成及应用

图1-4　一种采用单片机控制的DVD影碟机托盘检测及驱动电路

当按下“OPEN/CLOSE”键时，单片机a脚的高电平（一般为3V以上的电压，常用1或H表示）经二极管VD和闭合的按键S2送入b脚，触发单片机内部相应的程序运行，程序运行后从e脚输出低电平（一般为0.3V以下的电压，常用0或L表示），低电平经电阻R3送到PNP型三极管VT2的基极，VT2导通，+5V电压经R1、导通的VT2和R4送到NPN型三极管VT3的基极，VT3导通，于是有电流流过托盘电机（电流途径是：+5V→R1→VT2的发射极→VT2的集电极→接插件的3脚→托盘电机→接插件的4脚→VT3的集电极→VT3的发射极→地），托盘电机运转，通过传动机构将托盘推出机器，当托盘出仓到位后，托盘检测开关S1断开，单片机的c脚变为高电平（出仓过程中S1一直是闭合的，c脚为低电平），内部程序运行，使单片机的e脚变为高电平，三极管VT2、VT3均由导通转为截止，无电流流过托盘电机，电机停转，托盘出仓完成。

在托盘上放好碟片后，再按压一次“OPEN/CLOSE”键，单片机b脚再一次接收到a脚送来的高电平，又触发单片机内部相应的程序运行，程序运行后从d脚输出低电平，低电平经电阻R2送到PNP型三极管VT1的基极，VT1导通，+5V电压经R1、VT1和R5送到NPN型三极管VT4的基极，VT4导通，马上有电流流过托盘电机（电流途径是：+5V→R1→VT1的发射极→VT1的集电极→接插件的4脚→托盘电机→接插件的3脚→VT4的集电极→VT4的发射极→地），由于流过托盘电机的电流反向，故电机反向运转，通过传动机构将托盘收回机器，当托盘入仓到位后，托盘检测开关S1断开，单片机的c脚变为高电平（入仓过程中S1一直是闭合的，c脚为低电平），内部程序运行，使单片机的d脚变为高电平，三极管VT1、VT4均由导通转为截止，无电流流过托盘电机，电机停转，托盘入仓完成。