虽然单片机已经是一个微型计算机，但实质上它只是一个芯片，仅有这样一个芯片还不能完成任何工作。在实际应用中，要让单片机去完成相应的工作，需将单片机和被控对象进行电气连接，外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象的硬件和软件，构成单片机应用系统，如图所示。
图1 单片机应用系统的组成
同微型计算机系统一样，单片机应用系统也是由硬件和软件组成的，硬件是应用系统的基础，软件则在硬件的基础上对其资源进行合理调配，从而完成应用系统所要求的任务，是功能的体现者，二者相互依赖，缺一不可。
2.分类
单片机应用系统可按处理器的位数、实时性和软件结构等原则进行分类。
① 按处理器的位数来分类。
目前，应用于单片机系统的处理器有4位、8位和16位以及少量32位。其中4位逐渐被淘汰，市场上8位和16位占据主导地位。
② 按实时性分类。
“实时”可以理解为“及时”，但并不一定是“快”，更多的是反映速度和处理时间的可预测性问题。就是说：“每当有某个外部事件发生时，系统必须能在预定的、可以为具体程序所接受的时间内做出反应，并完成所需的处理”。例如，在听MP3时，负责解压缩MP3程序的任务，在多任务情况下被设计成至少每0.1秒就要执行一次，这个时间可以看作是该任务的“执行周期（period）”，也可以看成是该任务的“执行时限（deadline）”，在这个期限内，该任务就必须执行，并解压缩出足够的数据，不然MP3听起来就会像跳针一样，不是连贯的。
单片机应用系统可分为单片机实时系统和单片机非实时系统。前者如果响应时间不能满足，就要引起系统崩溃甚至死机；后者的响应时间如果不能满足也不会出现致命的错误。如一台喷墨打印机平均处理周期从2ms延长到6ms，只不过是打印速降至正常的1/3而已。