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（2）第二阶段（1977-1978）
这个时期生产的单片机虽然已能在单片芯片内集成CPU，并行口，定时器/计数器等功能器件，但性能低，品种少，应用范围也不是很广。
（3）第三阶段（1979-1982）论文飞儿乐团
这是8位单片机成熟的阶段。这一时代的单片机和前两代相比，不仅存储容量和寻址范围增大，而且中断源，并行接口和定时器/计数器的个数都有了不同程度的增加，并且集成有全双工串行通信接口。在指令系统方面，普遍增设了乘除法，位操作和比较指令。
（4）第四阶段（1983至今）
这是16位单片机和8位高性能单片机并行发展的时代。16位单片机的工艺先进，集成度高，内部功能强，运算速度快，而且允许用户采用面向工业控制的专业语言。然而，由于16位单片机价格比较贵，因此销售量不大。大量应用领域需要的是高性能，大容量和多功能的新型8位单片机。
单片机的发展从嵌入式系统的角度可分为SCM，MCU和SOC三大阶段。
SCM即单片微型计算机阶段，主要是寻求最佳的单片形态，嵌入式系统的最佳体系结构。在SCM开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
MCU即微控制器阶段，主要的技术发展方向是不断扩展满足嵌入式应用和设计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。在发展MCU方面，Philips公司将MCS-51系列迅速推进到80C51的时代，形成了可满足各种嵌入式系统应用要求的单片机系列产品；Atmel公司以其先进的Flash ROM（闪存）技术推出AT89C系列，形成了引领单片机的Flash ROM潮流。
SOC即片上系统阶段，主要寻求应用系统在芯片上的最大化解决。因此，单片机的发展自然形成了SOC化趋势。
单片机是现代计算机，电子技术的新兴领域，无论单片机本身，还是单片机应用系统设计方法，都会随时代不断发生变化。目前及未来相当长的一段时间内，与单片机相关的技术发展趋势如下。
（1）全盘CMOS化。CMOS（complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体）电路具有较宽的工作电压范围，较低的功耗等优点，已成为目前单片机及其外围器件流行的半导体工艺。
（2）更小的光刻工艺提高了集成度，从而使芯片更小，成本更低，工作电压更低，功耗更低，特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待，暂停，睡眠，空闲，节电等。并且越来越多地采用低频时钟和模拟电路结合的方式。
（3）CPU的改进。采用双CPU结构，增加数据总线的宽带，提高数据处理的速度与能力；采用流水线结构，提高处理和运算速度，以适应实时控制和处理的需要。
（4）增大存储容量，片内EPROM的EEPROM化，程序的保密化。基于Flash ROM的单片机与基于ROM的单片机在成本上的差距迅速缩小。单片机片内程序存储器技术最广泛的应用状态是OTPROM，Flash ROM和Mask ROM。文献综述
（5）提高并行接口的驱动能力，以减少外围驱动芯片，增加外围I/O接口的逻辑功能和控制的灵活性。
（6）以串行方式为主的外围扩展。串行扩展具有方便，灵活，电路系统简单，占有I/O资源少等特点。目前，单片机的外围器件普遍提供了串行扩展方法。
（7）外围电路的内装化。由于集成电路工艺的不断改进和提高，越来越多的复杂外围电路集成到单片机中。把需要的外围电路全部集成到单片机内，即系统的单片化是目前单片机发展的趋势。
（8）和互联网连接已是一种明显的走向。
（9）可靠性及应用水平越来越高。近年来，各生产厂家为了提高单片机的可靠性而采用了电快速瞬变模式技术，低噪声布线技术及驱动技术，跳变沿软化技术，低频时钟等。