单片微型计算机又称简称单片微机或单片机，又称微控制器。它包括中央处理器（CPU）,用RAM构成的数据存储器，用ROM构成的程序存储器，定时/计数器，各种输入/输出（I/O）接口和时钟电路。可独立地进行工作。

单片机分为4位机（1974年推出），8位机（1976年推出），16位机（1982年推出）和数字信号处理专用单片机。4位单片机在简单控制装置中广泛使用。8位单片机功能强，适应范围广，应用十分广泛。典型8位单片机8051片内ROM为4000字节，片内RAM为256字节，有两个16位定时/计数器，4个功能复用的并行口和1个异步通信串行口。许多8位单片机还有专用的I/O接口和功能，如能直接驱动各种显示器的并行口，模拟/数字转换接口，通信接口：DMA（存储器直接存取）功能，字符发生或波形发生功能等。单片机可当作学习机用来学习有关的微处理器原理及应用，学习按相应的指令系统进行汇编语言编程。将程序固化后单片机可用作小型专用计算机。

发展的几个主要阶段

一、第一代(1971~1973)：4位或低档8位微处理器和微型机

代表产品是美国Intel公司首先的4004微处理器以及由它组成的MCS-4微型计算机(集成度为1200晶体管/片)。随后又制成8008微处理器及由它组成的MCS-8微型计算机。第一代微型机就采用了PMOS工艺，基本指令时间约为10~20µS，字长4位或8位，指令系统比较简单，运算功能较差，速度较慢，系统结构仍然停留在台式计算机的水平上，软件主要采用机器语言或简单的汇编语言，其价格低廉。

二、第二代(1974~1978)：中档的8位微处理器和微型机

其间又分为两个阶段，1973-1978年为典型的第二代，以美国Intel公司的8080和Motorola公司的MC6800为代表，集成度提高1~2倍，(Intel 8080集成度为4900管/片)，运算速度提高了一个数量级。1976-1978年为高档的8位微型计算机和8位单片微型计算机阶段，称之为二代半。高档8位微处理器，以美国ZILOG公司的Z80和Intel公司的8085为代表，集成度和速度都比典型的第二代提高了一倍以上(Intel 8085集成度为9000管/片)。8位单片微型机以Intel 8048/8748(集成度为9000管/片),MC6801,MOSTEK F81/3870,Z80等为代表，它们主要用于控制和智能仪器。总的来说，第二代微型机的特点是采用NMOS工艺，集成度提高1~4倍，运算速度提高10~15倍，基本指令执行时间约为1~2µS，指令系统比较完善，已具有典型的计算机系统结构以及中断、DMA等控制功能，寻址能力也有所增强，软件除采用汇编语言外，还配有BASIC，FORTRAN，PL/M等高级语言及其相应的解释程序和编译程序，并在后期开始配上操作系统。

三、第三代(1978~1981)：16位微处理器和微型机

代表产品是Intel 8086(集成度为29000管/片)，Z8000(集成度为17500管/片)和MC68000(集成度为68000管/片)。这些CPU的特点是采用HMOS工艺，基本指令时间约为0.05µS，从各个性能指标评价，都比第二代微型机提高了一个数量级，已经达到或超过中、低当小型机(如PDP11/45)的水平。这类16位微型机通常都具有丰富的指令系统，采用多级中断系统、多重寻址方式、多种数据处理形式、段式寄存器结构、乘除运算硬件，电路功能大为增强，并都配备了强有力的系统软件。

四、第四代(1985年以后)：32位高档微型机

随着科学技术的突飞猛进，计算机应用的日益广泛，现代社会对计算机的依赖已经越来越明显。原来的8位、16位机已经不能满足广大用户的需要，因此，1985年以后，Intel公司在原来的基础上又发展了80386和80486。其中，80386有工作主频达到25MHz，有32位数据线和24位地址线。以80386为CPU的COMPAQ 386、AST 386、IBM PS2/80等机种相继诞生。同时随着内存芯片的发展和硬盘技术的提高，出现了配置16MB内存和1000MB外存的微型机，微机已经成为超小型机，可执行多任务、多用户作业。由微型机组成的网络、工作站相继出现，从而扩大了用户的应用范围。1989年，Intel公司在80386的基础上，又研制出了80486。它是在80386的芯片内部增加了一个8KB的高速缓冲内存和80386的协处理器芯片80387而形成了新一代CPU。1993年3月22日，Intel公司发布了它的新一代处理器Pentium(奔腾)。它采用0.8µm的BicMOS技术，集成了310万个晶体管，工作电压也从5V降到3V。随着Pentium新型号的推出，CPU晶体管的数目增加到500万个以上，工作主频率从66MHz增加到333MHz。1998年3月，Intel公司在CeBIT贸易博览会展出了一种速度高达702MHz的奔腾II芯片。1999年，以奔腾II450、奔腾III450为微处理器、内存128MB、硬盘8.4GB的微机已在我国上市。