一個(gè)完整的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件共同構(gòu)成，硬件使單片機(jī)具備了處理數(shù)據(jù)的可能，軟件使單片機(jī)自動(dòng)工作。硬件與軟件相輔相成，缺一不可。
為了使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，首先，必須把要解決的問題編成程序。程序是指單片機(jī)所能識(shí)別和執(zhí)行的指令的有序集合。指令是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作以命令的形式寫下來，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作。
程序必須預(yù)先存放在程序存儲(chǔ)器中（單片機(jī)內(nèi)部有程序存儲(chǔ)器）。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元可以存放8位二進(jìn)制信息，指令就在存儲(chǔ)單元中存放。為了區(qū)分不同的存儲(chǔ)單元，需要對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行編號(hào)，稱為存儲(chǔ)單元的地址，只要知道了存儲(chǔ)單元的地址．就可以找到存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條存放的。
程序由CPU(在單片機(jī)內(nèi)部)執(zhí)行。CPU只有把指令逐條敢出才能加以執(zhí)行，因此必須有一個(gè)部件能跟蹤指令所在地址．這一部件就是程序計(jì)數(shù)器(PC)。在開始程序時(shí)，給PC賦以程序中第一條指令所在地址，然后每取出一條指令，PC中的內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)增加，增加量由率條指令的長度決定，可能是1，2或3個(gè)地址存放單元，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行。由此可見，程序計(jì)數(shù)器PC中存放的是指令地址，CPU通過PC的內(nèi)容就可以取得指令的存放地址，進(jìn)而取得要執(zhí)行的指令。
CPU從程序存儲(chǔ)器中取來的指令先送人指令寄存器(包含在CPU中)寄存，然后由指令譯碼器(包含在CPU中)對(duì)指令寄存器巾的指令進(jìn)行分析解釋，最終形成CPU的控制信息，以指揮相關(guān)硬件電路完成該指令所要求的功能，如數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運(yùn)算，輸入或輸出信息等。當(dāng)CPU將程序中的指令一條條取出并執(zhí)行完時(shí)，也就完成了用戶賦予它的任務(wù)。
