说单片机与通用型中央处理单元芯片不同，是由于前者一般很简单合作最小型的外部支撑芯片制成作业计算机。这样就能够很简单的把单片机体系植入设备内部来操控设备了。近年来为了在指令和数据上运用不同的字宽，并提高处理器流水线速度，哈佛结构在微操控器(Microcontrollers)和数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)也逐步得到了广泛的运用。
传统的微处理器是不允许这么做的。它要完结单片机的作业，就必须衔接一些其他芯片。比方说，由于芯片上没有数据存储器，就必须要增加一些RAM的存储芯片，尽管所增加存储器的容量很灵敏，可是至少仍是要增加。别的还需求增加许多连线来传递芯片之间的数据。与以上的状况比较，单片机的作业则相对独立，一个典型的微操控器只需求一个时钟发生器和很少的RAM和ROM(或许EPROM,E2PROM)就能够在软件和晶振下作业了。一起，微操控器具有丰厚的输入输出设备，例如模仿数字转换器(Analog-to-DigitalConverter,ADC)，定时器，串口，以及其他串行通讯接口，比方I2C，SPI(串行周边接口)，CAN(操控器局域网)等。一般，这些集成在内部的设备能够经过特别的指令来操作。
单片机时钟频率一般较一起代的计算机芯片低，但它价格低廉，能够供给足够的程序存储器、丰厚的片上接口。某些架构的单片机出产厂商许多，例如8051系列、Z80系列。一些现代的微操控器支撑一些内建的高档编程言语，比方BASIC言语、C言语、C++等。
单片机的位元数
依据总线或材料暂存器的宽度，单片机又分为4位元、8位元、16位元和32位元单片机。4位单片机多用于冰箱、洗衣机、微波炉等家电操控中;8位、16位单片机首要用于一般的操控范畴，一般不运用操作体系;32位用于网络操作、多媒体处理等杂乱处理的场合，一般要运用嵌入式操作体系。
常见的单片机
微芯公司的PIC系列出货量居于业界领导者位置;Atmel的51系列及AVR系列品种许多，受支撑面广;德州仪器的MSP430系列以低功耗出名，常用于医疗电子产品及仪器仪表中;瑞萨单片机在日本运用广泛。
单片机的开发
单片机的软件开发中，以往多运用汇编言语，现在越来越多的运用C言语，又或许运用BASIC言语等更适合初学者的言语，部分集成开发环境支撑C++。单片机的软件测验需求运用单片机开发器或模仿器。
跟着技能的开展，2000年后已经有许多单片机自带了ISP(在线编程规划)或支撑IAP，彻底地改变了传统的开发形式，使得开发单片机体系时不会损坏芯片的引脚，加快了产品的上市并降低了研制本钱，缩短了从规划、制作到现场调试的时刻，简化了出产流程，大大提高了作业效率。这类单片机包含AT89S系列单片机、AVR系列单片机等。
硬件
开发板能够进一步简化程序的开发和烧制进程。开发板或许包含实践芯片或是仿真器。经过配套的下载线衔接电脑与开发板，在电脑上编写程序下载到开发板。批量出产会用到编程器。
软件开发环境
一些闻名的微操控器开发环境有：
微芯公司的MPLABIDE可用于该公司全系列微操控器的开发与除错，除支撑该公司的ASM组译器C言语编译器外，也援助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)，包含组译器与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LabcenterElectronics公司的一款商业版电路规划与仿真软件。内包含ISIS、ARES等软件模块。ARES模块首要用来完结PCB的规划，ISIS模块用来完结电路原理图的布图与仿真。
Proteus的软件仿真根据VSM技能，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于能仿真很多的单片机芯片，比方MCS-51系列、PIC系列等等，乃至ARM处理器，以及单片机外围电路，比方键盘、LED、LCD等等。该软件还附带了一些事例和丰厚的帮助文件。
