单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种。目前，单片机正进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
（1）SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统最佳体系结构。“创新模式”获得了成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
（2）MCU即微控制器（Micro-Controller-Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气电子技术厂家的肩上。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS−51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
（3）单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决，因此，专用单片机的发展自然形成了SoC（System on Chip，即片上系统）化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
以8位单片机为起点，其发展历史可大体概括为以下四个阶段。
第一阶段（1976—1978）：单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS−48为代表。MCS−48的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有Motorola、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。
第二阶段（1978—1982）：单片机的完善阶段。Intel公司在MCS−48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS−51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构：① 完善的外部总线。MCS−51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及串行通信接口。② CPU外围功能单元的集中管理模式。③ 体现工控特性的位地址空间及位操作方式。④ 指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。
第三阶段（1982—1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS−96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS−51系列的广泛应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路功能，强化了智能控制的特征。
第四阶段（1990—至今）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入的发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。
