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最初的单片机是8位或者4位的。由于简单可靠而性能不错获得了很大的好评，最成功的是INTEL的8031。此后在开发出了MCS-51系列的单片机系统。这一系列的单片机系统一直被应用到现今。随着对控制技术越来越高的要求，16位的单片机被开发出来，不过由于性价比不怎么高并未得到重用。90年代后开始大力的发展消费电子行业之后，单片机技术得到了更大的提高。随着ARM系列的问世并得到广泛的应用之后，16位单片机迅速的被32位的所代替，并且逐步控制了主流市场。传统的8位单片机也得到了进一步的提升，比起90年代之前有了质的飞跃。现在，高频的普通单片机的主频已经超过了300MHZ，技术能力已经直逼90年代中期的专用的单片机。普通型号的单片机的价格也由原来的10美元降到了1美元。当代的单片机已经不仅仅在裸机和实验上发展，许许多多的单片机被应用到更多的嵌入式程序和产品中去。而作为核心控制元件的单片机甚至被应用到了计算机系统中去[2]。8369
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近年来C51获得了飞速的发展，C51的发源公司INTEL 由于忙于开发PC及高端微处理器而没有闲暇的经历去继续发展属于自己的单片机，这方面的研究被其他厂商所取代，最典型的是PHILIPS和ATML公司，PHILIPS公司主要的研究改善改善它的性能，在原有的基础上发展了高速I/O口，A/D转换器，PWM(脉宽调制)、WDT等增强功能，并且完善了低电压、微功耗、扩展串行总线(I2C)和控制网络总线(CAN)等功能[3]。
PHILIPS公司着力于发展C51的低功耗，高速度和增强型功能，并且有了一定的成绩，尽管最初他们是准备开发其他类型的单片机的，他们的83Cxx和87Cxx系列省去了繁琐的并行扩展总线，为了经济的家用电器的嵌入式单片机做了很大的贡献。
ATMEL公司推出的AT89Cxx系列兼容C51的单片机，完美地将非易失闪存技术（Flash）EEPROM 与80C51 内核结合起来，但是在其总体结构和指令系统上仍采用C51的，使用Flash 的可反复擦鞋存储器可以有效地降低开发费用，在降低成本的同时，增强了反复使用的功能[4]。
Siemens 公司和ATMEL一样，也使用了C51的内核，不断地推出了C500系列的新型单片机，在保持了和C51指令兼容的前提下，产品的性能在抗干扰能力、电磁兼容和通信控制总线的功能上做了进一步的提升，使得他的产品能再恶劣环境下使用，而且现在在通信和家用电器控制方面更是普遍使用。
8051 是MCS-51系列单片机中的代表产品，它的内部集成了功能强大的中央处理器，包含了硬件乘除法器、21个专用控制寄存器、4kB的程序存储器、128字节的数据存储器、4 组8 位的并行口、两个16位的可编程定时/计数器、一个全双工的串行口以及布尔处理器[5]。
由于外部数据存储器和程序存储器的寻址范围达216=64kB，MSC-51还具有很大的寻址功能，对于单片机控制来说这已经是非常强大的了。它还同时具备着强大的访问I/O接口的能力。此外，MCS-51采用模块化结构，可以方便的，快速的改变产品中各个模块的功能。从而容易使产品形成系列化。
因为MCS-51集成了几乎完善的8位中央处理单元，处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，硬件的加、减、乘、除法器和布尔处理机及各种逻辑运算和转移指令，这给应用提供了极大的便利[6]。
MCS-51 的指令系统近乎完善，指令系统中包含了全面的数据传送指令、完善的算法和逻辑运算指令、方便的逻辑操作和控制指令、对于编程来说，是相当灵活和方便的。MCS-51 单片机的工作频率为2-12MHz，当振荡频率为12MHz时，一个机器周期为1us,这个速度应该说是很快的。8051中集成了各种完善的中断源，用户可十分方便地控制和使用其功能，使得它的应用范围加大，可以说它可以满足绝大部分的应用场合。