单片微机的发展历程可以分为几个关键阶段，从早期的简单处理到后来的高性能计算。
第一阶段（1971~1973年），以4位或低档8位微处理器为主，如Intel的4004和8008，以及它们组成的MCS-4和MCS-8微型计算机。这些设备采用PMOS工艺，指令执行速度较慢，约10~20微秒，主要用于基础计算，软件主要依赖于机器语言或简单的汇编语言，价格相对较低。
第二阶段（1974~1978年）是中档8位微处理器的崛起，Intel的8080和Motorola的MC6800为代表，集成度和速度均有显著提升，运算速度提高了10倍以上。1976~1978年的8位单片微型计算机，如ZILOG的Z80和Intel的8085，进一步强化了控制和智能仪器的应用。第二代微机采用NMOS工艺，拥有完整的计算机系统结构和高级语言支持。
进入第三代（1978~1981年），16位微处理器成为主流，Intel的8086和Z8000/MC68000等CPU采用HMOS工艺，性能提升明显，已接近小型机水平。这些16位微机具备了高级指令系统和强大的系统软件支持。
到了第四代（1985年以后），32位高档微型机如Intel的80386和80486，以及后续的Pentium系列，如Pentium II和Pentium III，带来了更高的处理速度、更大的内存容量和更复杂的网络功能。这些微机已成为超小型计算机，可以支持多任务和多用户环境，进一步推动了计算机在各个领域的应用。
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。