单片机之所以能够写程序，涉及到计算机科学、电子工程和计算机体系结构等多个领域的知识。让我们深入探讨单片机写程序的原理和过程。

1. **单片机的基本结构**：

单片机是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出接口（I/O）、定时器（Timer）等功能模块的微型计算机系统。它通常由一个芯片组成，整合了处理器核心、存储单元和外设控制器等关键组件。

2. **指令集架构**：

单片机的指令集架构是编写程序的基础。指令集包括一系列机器指令，用于执行各种操作，如算术运算、逻辑运算、数据传输等。不同的单片机可能采用不同的指令集架构，例如基于RISC（精简指令集计算机）或者CISC（复杂指令集计算机）的架构。

3. **编程语言和开发环境**：

单片机可以使用多种编程语言进行编程，其中最常见的是汇编语言和高级语言（如C语言）。汇编语言直接操作单片机的指令集，对硬件资源的控制更为细致，但编写和调试相对繁琐。高级语言则通过编译器将代码转换为机器语言，简化了编程过程。

4. **程序存储和执行**：

单片机的程序通常存储在ROM（只读存储器）中，这些程序指令在需要时由CPU逐条执行。程序的执行过程涉及到指令的译码、操作数的获取、运算执行等步骤，这些都由单片机的硬件电路和控制逻辑实现。

5. **输入输出控制**：

单片机通过输入输出接口（I/O）与外部设备进行通信和控制。编写的程序可以通过操纵I/O口实现对外部设备的控制，如传感器、执行器、显示器等，从而实现各种应用功能。

6. **定时器和中断**：

定时器和中断是单片机重要的功能模块，用于实现时间控制和事件响应。程序可以通过定时器生成精确的时间间隔，也可以利用中断响应外部事件，提高系统的实时性和可靠性。

7. **调试和优化**：

编写程序后，需要进行调试和优化以确保程序的正确性和效率。单片机通常提供调试接口和工具，如仿真器、调试器等，帮助开发者分析程序执行过程、检测错误并进行修正。

总的来说，单片机之所以能够写程序，是因为它具备了完整的计算机系统结构和功能模块，包括处理器、存储器、输入输出接口等，同时支持多种编程语言和开发环境。程序的编写和执行依赖于单片机的硬件电路和控制逻辑，通过指令集架构实现对硬件资源的控制和操作。单片机的应用广泛，涵盖了嵌入式系统、自动化控制、传感器网络等多个领域，对于现代科技的发展具有重要意义。