单片机的发展历史大致可分为三个阶段。
第一阶段（1976年－1978年）：以intel公司的mcs-48系列单片机为代表，成为计算机发展史上的重要里程碑，开始了工业控制领域的智能化控制时代。
特点：无串行i/o口，中断处理较简单，片内ram、rom容量较小，且寻址范围不大于4k。
第二阶段（1978年－1983年）：以intel公司的mcs-51系列单片机为代表，结构和性能在不断改进和发展。
特点：带有串行i/o口，具有多级中断处理系统，定时器/计数器为16位，片内ram和rom容量相对增大，有的片内还带有a/d转换接口。
第三阶段（1983年－）：高档8位单片机巩固发展及16位单片机推出阶段。此阶段主要特征是，一方面不断完善高档8位单片机，改善其性能、结构，以满足不同用户的需要；另一方面发展16位单片机及专用单片机。
特点：片内ram和rom的容量进一步增大，片内ram为232字节，rom为8k字节，片内带有高速输入输出部件，多通道10位a/d转换部件，8级中断处理功能，其实时处理能力更强。
单片机的发展趋势是：向着大容量、高性能化；小容量低价格和外围电路内装化等几个方面发展。