單片機(jī)（MCU）廣泛用于控制所有類(lèi)型的電子設(shè)備，MCU由CPU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器和實(shí)現(xiàn)各種外設(shè)支持功能的附加電路組成。

CPU通過(guò)讀取程序和以下指令進(jìn)行操作：讀取數(shù)據(jù)、進(jìn)行計(jì)算和比較、根據(jù)比較結(jié)果生成其他操作等指令。內(nèi)存的作用不僅是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還包括程序本身。

MCU還包括實(shí)現(xiàn)各種外圍功能的電路，從而可以更輕松地在各種設(shè)置中進(jìn)行部署。例如，MCU通常包括各種I/O（輸入和輸出）端口，以促進(jìn)CPU與外部傳感器和開(kāi)關(guān)之間的信號(hào)流。它還通常包括一個(gè)或多個(gè)ADC（模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器）以將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，以及一個(gè)或多個(gè)DAC（數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器）以將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為輸出模擬信號(hào)。這些I/O端口和轉(zhuǎn)換器支持使用各種信號(hào)類(lèi)型。

單片機(jī)應(yīng)用最多的一個(gè)外設(shè)是RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘），它用于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的時(shí)間測(cè)量和時(shí)間監(jiān)控，并被引用或依賴(lài)于時(shí)間的進(jìn)程廣泛使用。另一個(gè)常見(jiàn)的外設(shè)是UART（通用異步接收器發(fā)送器），用于將并行信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行信號(hào)，并將串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行信號(hào)。

重要外設(shè)：GPIO接口

GPIO（通用輸入/輸出）端口處理傳入和傳出的數(shù)字信號(hào)。作為輸入端口，它可用于將從開(kāi)關(guān)接收到的ON/OFF信號(hào)或從傳感器接收到的數(shù)字讀數(shù)與CPU進(jìn)行通信。作為輸出口，它可以根據(jù)CPU指令和計(jì)算結(jié)果驅(qū)動(dòng)外部操作——例如，根據(jù)計(jì)算結(jié)果驅(qū)動(dòng)LED顯示屏，或者輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)給電機(jī)。

GPIO也被稱(chēng)為“通用接口”，因?yàn)槊總€(gè)引腳都可以自由設(shè)置為用作輸入或輸出。在早期的MCU中，每個(gè)端口要么專(zhuān)門(mén)輸入，要么專(zhuān)門(mén)輸出。然而，GPIO是靈活的。如果它有8個(gè)引腳，您可以將它們?cè)O(shè)置為最適合您的需要：4輸入和4輸出，或7輸入和1輸出，或任何其他組合。

需要注意的是，當(dāng)程序讀取、寫(xiě)入和操作數(shù)字值（0和1）時(shí)，外部設(shè)備通常使用信號(hào)電平：低電壓和高電壓。