第一阶段（1974年-1976年）：单片机初级阶段。因工艺限制，单片机采用双片的形式而且功能比较简单。1974年12月，仙童公司推出了8位的F8单片机，实际上只包括了8位CPU、64B RAM和2个并行口。

第二阶段（1976年-1978年）：低性能单片机阶段。1976年，Intel公司推出的MCS-48单片机（8位单片机）极大地促进了单片机的变革和发展；1977年，GI公司推出了PIC1650，但这个阶段的单片机仍然处于低性能阶段。

第三阶段（1978年-1983年）：高性能单片机阶段。1978年，Zilog公司推出了28单片机；1980年，Intel公司在MCS-48单片机的基础上推出了MCS-51系列，Mortorola公司推出了6801单片机；这些产品使单片机的性能及应用跃上了一个新的台阶。此后，各公司的8位单片机迅速发展起来。这个阶段推出的单片机普遍带有串行I/O口、多级中断系统、16位定时器／计数器，片内ROM、RAM容量加大，且寻址范围可达64 KB，有的片内还带有A／D转换器。由于这类单片机的性能价格比高，所以被广泛应用，是目前应用数量最多的单片机。

第四阶段（1983年-现在）：8位单片机巩固、发展及16位单片机、32位单片机推出阶段。16位单片机的典型产品为Intel公司生产的MCS-96系列单片机。而32位单片机除了具有更高的集成度外，其数据处理速度比16位单片机提高许多，性能比8位、16位单片机更加优越。20世纪90年代是单片机制造业大发展的时期，这个时期的Mortorola、Intel、ATMEL、德州仪器(TI)、三菱、日立、Philips、LG等公司也开发了一大批性能优越的单片机，极大地推动了单片机的应用。近年来，又有不少新型的高集成度单片机产品涌现出来，出现了单片机产品丰富多彩的局面。目前，除了8位单片机得到广泛应用之外，16位单片机、32位单片机也得到广大用户的青睐。