微控制器
首先介绍一下微控制器，微控制器（MCU，Microcontroller Unit）是一种嵌入式系统的核心器件，通常集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM和ROM）、输入输出接口（I/O）以及外设（如定时器、串口、ADC/DAC等），是一个高度集成的小型计算机，通常可以独立运行程序。
单片机
单片机，又名单片微控制器，是一种在单个芯片上集成了处理器、存储器和输入/输出接口的微型计算机。通常用于简单的控制任务，如传感器数据的采集和处理。
单片机通常没有操作系统（或运行的是简单的实时操作系统，例如RTOS），这是因为它设计的初衷是低功耗、低成本和特定任务处理，程序是直接运行在硬件上的。程序的主函数（main()）会从单片机复位后直接开始执行，所有的功能都由程序设计来实现。
图示是一个具有40个引脚的单片机，其内部集成了 CPU、存储器和输入/输出接口等，有的微型计算机可以根据需要更换电路板上的CPU、存储器和输入/输出接口部件，从而提升性能和扩展功能；而单片机是无法更换CPU、存储器和输入/输出接口的（因为它们都做在一块集成电路内部），如果要进行复杂的控制，可以选用功能强大的单片机。
STM32、ESP32
STM32 和 ESP32 都是单片机，在本质上没有区别，但是功能和性能不同。
Arduino
Arduino是一个开源的电子原型平台，包含硬件（开发板）和软件（Arduino IDE）。硬件中包含微控制器，一般是基于 AVR 微控制器或者 ARM 微控制器，比普通的单片机性能更好，也有包含 ESP32 的单片机。
树莓派
树莓派是一个低成本的小型单板计算机（SBC），可以运行Linux系统。单板计算机（SBC）和单片机类似，是一种将 处理器（CPU）、内存（RAM）、存储（如 SD 卡或 eMMC）、输入输出接口（I/O）、电源管理等 集成在单一电路板上的计算机。
总结
| 特性 | STM32 | ESP32 | Arduino | 单片机 | 树莓派 |
|---|---|---|---|---|---|
| 类型 | 微控制器 | 微控制器 | 开发平台 | 硬件核心 | 单板计算机 |
| 主控芯片 | ARM Cortex-M | Xtensa LX6/LX7 | AVR/ARM/ESP32 | 8051/ARM等 | Broadcom SoC |
| 系统 | 无操作系统（裸机/RTOS） | 无操作系统（裸机/RTOS） | 无操作系统 | 无操作系统（裸机/RTOS） | Linux |
| 应用范围 | 工业/高性能控制 | 物联网 | 教育/创客 | 广泛嵌入式应用 | 教学/边缘计算 |
| 开发难度 | 高 | 中等 | 低 | 依种类而定 | 高 |
| 实时性 | 高 | 高 | 较低 | 高 | 低 |
