单片机(Single-Chip Microcomputer )采用超大规模集成电路技术，作用于具有数据处理能力的中央处理单元CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、各种I/O端口脉宽调制电路、模拟多路复用器，从a 20世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M高速单片机。
一、51单片机51单片机是与所有Intel 8031指令系统兼容的单片机的总称。 该系列单片机的创始人是Intel的8004单片机，此后随着闪存rom技术的发展，8004单片机取得了显著进展，应用最广泛的8位单片机很多公司都在推出51系列兼容机型，在未来很长一段时间内将占据大量市场。 51单片机是基础入门的单片机，还是应用最广泛的一种。
特性：
)1)从内部硬件到软件都有一个完整的逐比特操作系统，称为比特处理器，其处理的是比特而不是字或字节。 不仅可以对芯片内特定功能寄存器的某个人进行处理，如传输、置位、清除、测试等，还可以进行位的逻辑运算，其功能十分完善，使用方便；
)2)乘法和除法的命令，这也给编程带来了方便，很多8位单片机不具有乘法的功能，乘法的时候必须编写子程序进行调用，非常不方便。
缺点：
)需要扩展AD、EEPROM等功能，增加了软硬件负担；
)2) I/O引脚使用简单，但高电平时没有输出能力。 这也是51系列单片机最大的软肋。
)3) 51保护能力差，容易烧毁芯片
应用范围：
主要应用于教学场合和性能要求不高的场合
主要产品：
ATMEL : 80C51、80C52
二、STC单片机STC单片机是宏伟公司生产的单时钟/机器循环的单片机，说白了STC单片机是51和avvc单片机据说AVR是51个替代单片机，但AVR单片机的位置控制和c语言表达方式存在很大差异。 另一方面，STC单片机结合51和AVR的优点进行了协商。 虽然没有AVR那么强大，但STC几乎都有在AVR中可以找到的功能。 另外，由于STC单片机为51核，给基于51单片机的工程师们带来了极大的方便，节省了学习AVR的时间，同时也不失去AVR的各种功能。
STC单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码与传统的8051完全兼容，但速度快8~12倍，内部集成了MAX810专用的复位电路4路PWM 8路高速10位a、d转换在对电机供应商控制存在强干扰的情况下，成为继51单片机之后的新型系列单片机。
特性：
)1) STC单片机有应用编程，调试容易； 10位AD，带内部EEPROM，以1T/机周期工作，速度是传统51单片机的8~12倍，价格也便宜；
主要产品：
STC12C2052、STC89C54RD、STC12C5A60S2等
三. MSP单片机MSP430系列单片机是德克萨斯仪器于1996年开始上市的16位超低功耗混合信号处理器，给人们留下的最大亮点是功耗低且速度快主要是针对实际应用的需要，将许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，提供“单片机”的解决方案。
特性：
(1)指令集精简(RISC )结构，寻址方式丰富： 7种源操作数寻址，4种目标操作数寻址；强大的处理能力，具有简洁的27条内核指令和大量的仿真指令； 还有高效的查找表处理指令，大量的寄存器和片上数据存储器可以参与各种运算；有很高的处理速度，8MHz晶体驱动的指令周期为125 ns。 这些特点保证了可以编制高效的源程序
)在运算速度方面，8MHz晶体的驱动可以实现125ns的指令周期。 结合16位数据宽度、125ns的指令周期和多功能硬件乘法器(可实现乘法)，可实现数字信号处理的某些算法(例如FFT等)
)3)在超低功耗方面，MSP430单片机之所以超低功耗，是因为它在降低芯片电源电压和灵活可控的工作时钟方面有其独特之处。 电源电压采用1.8~3.6V的电压。 因此，以1MHz的时钟工作时，芯片的电流为200~400uA左右，时钟截止开关的最低功耗只有0.1uA
缺点：
)不易入手，不适合初学者入门，资料也很少，只能在官网上找
应用范围：
低功耗及超低功耗在工业领域应用较多。
主要产品：
MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列
四. ST
M32单片机由ST厂商推出的STM32系列单片机，这是一款性价比超高的系列单片机，应该没有之一，功能强大。其基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核，同时具有一流的外设：1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI等等，在功耗和集成度方面也有不俗的表现，当然和MSP430的功耗比起来是稍微逊色的一些，但这并不影响工程师们对它的热捧程度，由于其简单的结构和易用的工具再配合其强大的功能在行业中赫赫有名．
特性：
（１）内核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz，单周期乘法和硬件除法；
（２）存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器；
（３）时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。POR、PDR和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振；
（４）调试模式：串行调试（SWD）和JTAG接口。最多高达112个的快速I/O端口、最多多达11个定时器、最多多达13个通信接口。
主要产品：
STM32F103系列、STM32 L1系列、STM32W系列
AVR单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机，其显著的特点为高性能、高速度、低功耗。它取消机器周期，以时钟周期为指令周期，实行流水作业。AVR单片机指令以字为单位，且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能，同时完成下一条指令的读取。通常时钟频率用4～8MHz，故最短指令执行时间为250～125ns。AVR单片机能成为最近仍是比较火热的单片机．
特点：
（１） AVR系列没有类似累加器A的结构，它主要是通过R16～R31寄存器来实现A的功能。在AVR中，没有像51系列的数据指针DPTR，而是由X（由R26、R27组成）、Y（由R28、R29组成）、Z（由R30、R31组成）三个16位的寄存器来完成数据指针的功能（相当于有三组DPTR），而且还能作后增量或先减量等的运行，而在51系列中，所有的逻辑运算都必须在A中进行;而AVR却可以在任两个寄存器之间进行，省去了在A中的来回折腾，这些都比51系列出色些。
（２）AVR的专用寄存器集中在00～3F地址区间，无需像PIC那样得先进行选存储体的过程，使用起来比PIC方便。AVR的片内RAM的地址区间为0～00DF（AT90S2313） 和0060～025F（AT90S8515、AT90S8535），它们占用的是数据空间的地址，这些片内RAM仅仅是用来存储数据的，通常不具备通用寄存器的功能。当程序复杂时，通用寄存器R0～R31就显得不够用;而51系列的通用寄存器多达128个（为AVR的4倍），编程时就不会有这种感觉。
缺点：
（１）是没有位操作，都是以字节形式来控制和判断相关寄存器位的；
（２） C语言与51的C语言在写法上存在很大的差异，这让从开始学习51单片机的朋友很不习惯；
主要产品：
ATUC64L3U、ATxmega64A1U、AT90S8515。
[1] 史上最全的常用单片机详解(立创)
[2] 单片机
[3] 51单片机