单片机（Microcontroller Unit，简称MCU），是指把处理器核心、存储器、中断控制器、定时器、输入/输出部分等集成在一块芯片内、并在内部通过总线相连的一种特殊的微型计算机系统。单片机应用于嵌入式系统中，功耗低、体积小、效率高、可靠性高，越来越被人们所认可和采用。
单片机最小系统由单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源电路四部分组成。单片机芯片是最核心的部分，控制所有的硬件资源。时钟电路用于提供时钟信号，控制程序执行的节奏，进而实现各种复杂程序；复位电路是保证单片机在上电时能够正常工作的关键部分；电源电路提供单片机电源，是系统的核心部分。
单片机最小系统可以应用于多个领域，如智能家居、智能仓储、机器人、测量仪器、安防监控等。例如，通过单片机芯片以及外部温度、光线传感器等模块，可以实现对室内环境的智能控制，如控制家电自动开关、温度自动调节，实现智能控制的目的。
单片机最小系统作为嵌入式系统的核心构件，已经成为计算机科学和电子工程领域研究与应用的重点之一。
