单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。单片机由以前的1位、4位、8位、16位，发展到现在的32位甚至64位
电源
（2）考虑芯片与器件对电源波动性的需求。一般允许电源波动幅度在±5%以内。对于A/D转换芯片的参考电压一般要求±1%以内。
普通I/O口
（1）上拉、下拉电阻：考虑用内部或者外部上/下拉电阻，内部上/下拉阻值一般在700Ω左右，低功耗模式不宜使用。外部上/下拉电阻根据需要可选10KΩ～1MΩ之间。
（2）开关量输入：一定要保证高低电压分明。理想情况下高电*就是电源电压，低电*就是地的电*。如果外部电路无法正确区分高低电*，但高低仍有较大压差，可考虑用A/D采集的方式设计处理。对分压方式中的采样点，要考虑分压电阻的选择，使该点通过采样端口的电流不小于采样最小输入电流，否则无法进行采样。
（3）开关量输出：基本原则是保证输出高电*接*电源电压，低电*接*地电*。I/O口的吸纳电流一般大于放出电流。对小功率元器件控制最好是采用低电*控制的方式。一般情况下，若负载要求小于10mA，则可用芯片引脚直接控制；电流在10~100mA时可用三极管控制，在100mA～1A时用IC控制；更大的电流则适合用继电器控制，同时建议使用光电隔离芯片。
A/D电路和D/A电路
（2）D/A电路：考虑MCU的引脚通过何种输出电路控制实际对象
控制电路
对外控制电路要注意设计的冗余与反测，要有合适的信号隔离措施等。在评估设计的布板时，一定要在构件的输入输出端引出检测孔，以方便排查错误时测量
考虑低功耗
低功耗设计并不仅仅是为了省电，更多的好处在于降低了电源模块及散热系统的成本。由于电流的减小也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。随着设备温度的降低，器件寿命则相应延长，要做到低功耗一般需要注意以下几点：
（1）并不是所有的总线信号都要上拉。上下拉电阻也有功耗问题需要考虑。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号，电流也就几十微安以下。但拉一个被驱动了的信号，其电流将达毫安级。所以需要考虑上下拉电阻对系统总功耗的影响。
（2）不用的I/O口不要悬空，如果悬空的话，受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入信号，而MOS器件的功耗基本取决于门电路的翻转次数。
（3）对一些外围小芯片的功耗也需要考虑。对于内部不太复杂的芯片功耗是很难确定的，它主要由引脚上的电流确定。例如有的芯片引脚在没有负载时，耗电大概不到1毫安，但负载增大以后，可能功耗很大。
2、电源管理：LDO（超低静态电流、输出可关断EN）、DC-DC(高转换效率、输出可关断)
3、外设模块：GPRS/GPS/WIFI/Zigbee/Lora/NB-IOT(休眠模式可配置、超低休眠电流、待机电流低、中断唤醒功能)
4、外部接口：输入（超低功耗外围芯片、无法避免采用间隙供电），输出（MOS管控制输出：高阻抗、避免）
6、能耗估算：RTC时钟定时唤醒
7、电路设计：
a.针对物联网产品，在电源管理模块的前级增加双稳态开关电路实现对电源的控制，如下图，同时针对Q2,Q3可以更换为MOS，从而使静态功耗更低
b.在选择开关器件时针对三极管和MOS都满足需求的情况下，在成本许可条件下优先选择MOS
c.设计简单原则（选择最少的器件满足对应的功能）
考虑低成本
（1）正确选择电阻值与电容值。比如一个上拉电阻，可以使用4.5K-5.3K的电阻，你觉得就选个整数5K，事实上市场上不存在5K的阻值，最接*的是4.99K（精度1%），其次是5.1K（精度5%），其成本分别比精度为20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的电阻阻值只有1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8几个类别（含10的整数倍）；类似地，20%精度的电容也只有以上几种值，如果选了其它的值就必须使用更高的精度，成本就翻了几倍，却不能带来任何好处。
（2）指示灯的选择。面板上的指示灯选什么颜色呢？有些人按颜色选，比如自己喜欢蓝色就选蓝色。但是其它红绿黄橙等颜色的不管大小（5mm以下）封装如何，都已成熟了几十年，价格一般都在5毛钱以下，而蓝色却是*三四年才发明的，技术成熟度和供货稳定度都较差，价格却要贵四五倍。（注：这一已经是几年前的看法了。）
（3）不要什么都选最好的。在一个高速系统中并不是每一部分都工作在高速状态，而器件速度每提高一个等级，价格差不多要翻倍，另外还给信号完整性问题带来极大的负面影响
厂商
国外厂商
1、瑞萨电子（Renesas）
总部：日本
2、恩智浦（NXP）飞思卡尔(Freescale)（后者被前者收购）
NXP(恩智浦)公司的单片机是基于80C51内核的单片机，嵌入了掉电检测、模拟以及片内RC振荡器等功能，这使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求。NXP的MCU几乎都是采用Cortex-m系列架构。
3、微芯科技(Microchip)爱特梅尔(Atmel)（后者被前者收购）
总部：美国
微芯科技是全球领先的单片机和模拟半导体供应商，Microchip(微芯)单片机是市场份额增长最块的单片机。它的主要产品是16C系列8位单片机，CPU采用RISC结构，仅33条指令，运行速度快，且以低价位著称，一般单片机价格都在一美元以下。Microchip单片机没有掩膜产品，全都是OTP器件(*年已推出FLASH型单片机)。Microchip强调节约成本的最优化设计，使用量大、档次低、价格敏感的产品。MICROCHIP公司的PIC单片机产品，其突出的特点是体积小，功耗低，精简指令集，抗干扰性好，可靠性高，有较强的模拟接口，代码保密性好，大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片。
该公司有自己架构的单片机，叫PIC，分别有PIC8、PIC16、PIC32等系列，PIC单片机也有采用MIPS的microAptiv内核；还有一个系列的产品是传统8051/80c51产的MCU。公司MIPS合作，用MIPS的内核做MCU而跟ARM对抗，所以他们没有基于ARM架构的MCU。
4、意法半导体(ST)
总部：意大利
意法半导体微控制器拥有一个强大的产品阵容，从稳健的低功耗8位单片机STM8系列，到基于各种ARMCortex-M0和M0、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7内核的32位闪存微控制器STM32家族。为嵌入式产品开发人员提供了丰富的MCU选择资源。同时，意法半导体还在不断扩大、拓展产品线，其中包括各种超低功耗单片机系列。
5、英飞凌（Infineon）
总部：德国
其前身是西门子集团的半导体部门。英飞凌8位单片机能实现高性能的电机驱动控制，在严酷环境下(高温、EMI、振动)具有极高的可靠性。英飞凌8位单片机主要有XC800系列、XC886系列、XC888系列、XC82x、XC83x系列等。英飞凌的mcu用在汽车、工业类上面居多，消费类的很少。
6、德州仪器(TI)
德州仪器(TI)是全球领先的模拟及数字半导体IC设计制造公司。除了提供模拟技术、数字信号处理(DSP)以外，TI在单片机领域也涉入较深，推出一系列的32位单片机，其中Piccolo系列微处理器最具代表性,具体型号如C2000和F28x系列。TI的MCU产品线很广，针对不同领域推出了很多系列的产品。
7、赛普拉斯（Cypress）
赛普拉斯PSoC应用功能再扩大。赛普拉斯最新一代可编程系统单芯片PSoC4，导入安谋国际（ARM）32位Cortex-M0核心，期提升产品性能价格比，逐渐蚕食8、16位微控制器（MCU）的市占。Cypress的MCU主要就是PSOC系列，这个PSOC不只是MCU，还集成了其他的东西，比MCU强大很多的。他的独特性在于：具有可编程和灵活性，即MCU模拟FPGA。
8、三星(Samsung)
总部：韩国
三星单片机有KS51和KS57系列4位单片机，KS86和KS88系列8位单片机，KS17系列16位单片机和KS32系列32位单片机。三星单片机为OTP型ISP在片编程功能。在4位机上采用NEC的技术，8位机上引进Zilog公司Z8的技术，在32位机上购买了ARM7内核，还有DEC的技术、东芝的技术等。其单片机裸片的价格相当有竞争力。
9、东芝(Toshiba)
东芝单片机的特点从4位机到64位，门类齐全。4位机在家电领域仍有较大的市场。8位机主要有870系列、90系列等，该类单片机允许使用慢模式，采用32K时钟时功耗低至10uA数量级。CPU内部多组寄存器的使用，使得中断响应与处理更加快捷。东芝的32位单片机采用MIPS3000ARISC的CPU结构，面向VCD、数字相机、图像处理等市场。
10、芯科(SiliconLaboratories)
SiliconLaboratories（芯科实验室）成立于1996年，位于美国德州奥斯汀市，是一家专业研发设计类比电路及混合信号IC的公司，为成长快速的通信产业设计等提供广大应用。在8051系列MCU领域居于领先军团行列。这家公司2013收购了一家叫EnergyMicro的节能型MCU公司，所以产品有两个型号。
国內台湾厂商：
1、新唐科技
总部：台湾
2、盛群半导体股份有限公司（合泰半导体（Holtek））
盛群半导体为国内专业微控制器IC设计领导厂商，营业范围主要包括微控制器IC及其周边组件之设计、研发与销售。MCU除一般应用领域外，更涵盖语音、通讯、计算机外设、家电、医疗、车用及安全监控等各专业领域，此外并提供各种电源管理及非易失性内存等微控制器外围组件，期能以提供客户更具功能性之完整解决方案为产品发展目标。
3、义隆电子股份有限公司
公司主要是研发和行销集成电路(IC)产品为主，产品线包含：消费性芯片、通讯类芯片、微控制器、个人计算机外设芯片、数字显示器芯片及智能型人机接口技术之应用芯片。主要专长于电容式触控技术、影像感应和图像辨识技术。
4、松翰科技股份有限公司
松翰科技成立于1996年7月，随即1997年初推出她的第一颗语音控制器产品，从那时开始，松翰科技逐步成为各方广泛认知的语音、音乐控制器的领导者，为多方面应用的教育性电子玩具注入新的生命。目前，松翰也已在许多应用领域，提供更多领先创新的产品线，包括8位OTP微控器ICs、USB控制器ICs、影相控制ICs。
5、凌阳科技股份有限公司
凌阳科技专注发展家庭娱乐*台芯片方案与核心IP研发。凌阳集团由专注家庭娱乐*台的母公司凌阳科技领军，将涵括从低阶到高阶，从个人到家庭，从消费性到通讯的全方位IC产品解决方案。
6、十速科技
台湾十速拥有4/8位精简指令型微控制器(RISCMCU)、EmbeddedNVM、MixedModeIC、LogicIC、ASIC及SOC等完整之产品线,这些产品广泛应用于通讯、OA、IA、Internet、Networks及计算机外设及消费性产品上。
7、笙泉科技
专注提供8051MCU单片机。公司目前在麻将机、点钞机占有很大市场，这主要是因为MA8系列单片机的GPIO接口ADC数量较多，适合于这一类市场。MG816单片机有57个GPIOADC，适合用于点钞机，MA807有41个GPIOADC，是针对麻将机市场做开发。MG87系列的单片机集成了晶振，适合于较便宜的消费类产品如电磁炉、咖啡机、豆浆机。MG84系列单片机带有USB功能，用于鼠标和键盘等计算机周边。
8、九齐科技股份有限公司
主要研发高质量及高附加价值的消费性集成电路包括语音控制IC、微控制器语音产品（MCU）等；并提供完整的软件设计支持*台和应用解决方案。2016年11月推出全新NX1系列——32-位CPU高质量语音/MIDI处理器。
9、佑华微电子股份有限公司
本公司设计之产品包括语音控制IC、微控制语音产品（MCU）及录音集成电路产品等；主要应用于以消费性应用领域产业为主，如音效产品、个人电子产品、家电产品、发声玩具礼品及互动性消费产品。
10、应广科技股份有限公司
公司专注于CPU与DSP*行处理架构，已开发出多核心*行处理系列ICFPPA（FieldProgrammableProcessorArray）。
国內大陆厂商：
1、中颖电子股份有限公司
总部：上海
中颖电子是家电MCU市场的龙头企业。锂电池管理芯片和AMOLED显屏芯片是公司的增量业务。
中颖电子本着专业专精的精神，专注于单片机(MCU)产品集成电路设计。MCU母体包括4-bitOTP/MASKMCU、8-bitOTP/MASKMCU、8-bitFLASHMCU，主要应用于各种小家电、白色家电、黑色家电、汽车电子周边、运动器材、医疗保健、四表(水、电、气、暖)、仪器仪表、安防、电源控制、马达控制、工业控制、变频、数码电机、计算机键盘、鼠标、网络音乐(便携式、车载、床头音响)、无线儿童监控器、无线耳机/喇叭/门铃。
2、炬力集成电路设计有限公司
总部：珠海
炬力是一家致力于集成电路设计与制造的大型半导体技术公司，公司在数字多媒体影音主控芯片的研发和生产方面具有世界领先的优势，公司的多媒体芯片产品占据全球*50％的市场份额，其产销量、营业额和净利润都位居国内同行业之首。
3、华润微电子有限公司
总部：无锡
华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的高科技企业，亦是中国本土规模和影响力最大的综合性微电子企业之一，公司业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试及分立器件，目前拥有6-8英寸晶圆生产线4条、封装生产线2条、掩模生产线1条、设计公司4家，为国内唯一拥有齐全半导体产业链的企业。
4、深圳爱思科微电子有限公司
总部：深圳
5、深圳市芯海科技有限公司
芯海科技是一家专业从事混合信号集成电路设计的高新技术企业，产品广泛应用于仪器仪表（电能表、水表、热量表、燃气表、衡器、咪表等）、物联网（如智能电网、智能家居、可穿戴医疗设备等）、消费电子、家电、汽车电子等众多领域。涵盖Sigma-Delta/SARADC、低/微功耗8/16/32位、混合信号SOC及工业级高可靠性ASIC设计技术等。
6、华大半导体有限公司
华大半导体有限公司（简称华大半导体）是中国电子信息产业集团有限公司（CEC）整合旗下集成电路企业而组建的集团公司。2014年名列中国集成电路设计企业前三名。
华大半导体肩负提升国家集成电路产业快速升级，完成IC设计产业向高端技术的转型，不断提升综合竞争能力，致力于保障国家基础信息网络安全和重大应用行业的自主可控，打造世界级集成电路企业。2015年，公司总收入达到了5.2亿美元，其中MCU版块收入强势增长。
7、复旦微电子
上海复旦微电子集团股份有限公司是在1998年7月，由复旦大学“专用集成电路与系统国家重点实验室”、上海商业投资公司和一批梦想创建中国最好的集成电路设计公司的创业者共同出资创建了复旦微电子，是国内从事超大规模集成电路的设计、开发和提供系统解决方案的专业公司。公司于2000年8月4日在香港创业板上市，成为国内集成电路设计行业第一家上市企业。
8、北京兆易创新科技股份有限公司
总部：北京
公司致力于各类存储器、控制器及周边产品的设计研发，公司产品为NORFlash、NANDFlash及MCU，广泛应用于手持移动终端、消费类电子产品、个人电脑及周边、网络、电信设备、医疗设备、办公设备、汽车电子及工业控制设备等各个领域。
9、上海贝岭股份有限公司
上海贝岭股份有限公司于1988年9月创立，是国内集成电路行业的第一家中外合资企业。是国内模拟IC产品主要供应商，已形成智能电表芯片、电源管理、通用模拟产品三大业务布局。
10、上海东软载波微电子有限公司
公司专注于研发具有高抗干扰性、高可靠性的的通用型8位/32位MCU及专用型微控制器产品。打造了包括安全芯片（S）、通用MCU（M）、专用芯片（A）、射频无线（R）及触控（T）在内的SMART产品线。产品应用于：白色家电、工业控制、小家电、汽车电子、工业仪表等各领域。
11、北京君正集成电路股份有限公司
致力于在中国研制自主创新CPU技术和产品，目前已发展成为一家国内外领先的嵌入式CPU芯片及解决方案提供商。造性地推出了其独特的MIPS32兼容的微处理器技术XBurst。
12、深圳市中微半导体有限公司
公司为设计、制造、测试、应用与销售各种CMOS集成电路及MCU的专业IC设计供应厂商。主要产品包括8BitMCU、电容式触控型MCU、带LED／LCD显示驱动型MCU、LED恒流照明驱动电路、无线遥控电路、IGBT、通用及专用逻辑电路等产品。其高抗干扰性能、高防静电性能、及宽温范围达工业级要求。产品广泛应用于各行业智能控制领域，如智能家电、汽车电子、安防监控、LED照明及景观、智能玩具、智能家居、消费类电子等领域。
13、上海晟矽微电子股份有限公司
晟矽微电子专注于研发高抗干扰、高可靠性的通用型及专用型的8位和32位微控制器产品，广泛应用于各种小家电、消费类电子、遥控器、鼠标、锂电池、数码产品、汽车电子、医疗仪器及计量、玩具、工业控制、智能家居及安防等领域。
14、士兰微电子
总部：杭州
15、深圳联华集成电路有限公司
16、希格玛微电子
公司目前主要致力于计算机周边产品控制芯片、语音芯片、MCU芯片、触摸芯片、电源管理芯片、功率器件MOS和TGS产品等各种集成电路芯片产品的研究、设计、开发和销售。
17、深圳市汇春科技有限公司
该公司已开发的产品有CMOS光电传感器及其集成电路、低功耗电容式触摸控制芯片、MCU、无线收发芯片等。同时具备光电成像、模拟、射频、MCU技术的集成电路设计公司。
18、建荣科技
建荣科技已经自主或参与研发了100MIPS的SX微处理器、SDH/SONETchipset,奔腾兼容处理器、用于SUNSPARC5系统的100MIPS的MicroSPARCⅡ、8051兼容CPU、32位RISCCPU等多款处理器。产品应用于媒体播放器、移动存储、信息安全、无线多媒体、网络通信及家用电器等领域。
19、苏州华芯微电子股份有限公司
总部：苏州
主要致力于集成电路的设计、开发与销售。产品涉及MCU、电源管理、无线射频、红外遥感等。
20、北京神州龙芯集成电路设计有限公司
神州龙芯致力于中国唯一自主知识产权高端通用CPU――龙芯CPU的高科技产业化，借助于国家信息产业的战略发展，积极捕捉新技术带来的新机遇，设立两大中心、四大事业部、四个子分公司，实现了从IC设计、应用软件开发到解决方案与系统集成产品提供的集团化运营管理、全产业链发展。
21、北京紫光微电子系统有限公司
北京紫光微电子系统有限公司是由原清华紫光（集团）总公司与清华三星设计中心合作建立的高新技术企业。公司形成了以电子信息技术为核心的多元产品业务方向。
22、苏州国芯科技有限公司
23、杭州中天微系统有限公司
杭州中天是国内领先的嵌入式CPU专业提供商，专注于研发具有自主知识产权的国产32位C-SKY系列嵌入式CPU核。
24、上海灵动微电子股份有限公司
上海灵动微电子股份有限公司是国内专注于MCU产品与MCU应用方案的领先供应商，是中国工业及信息化部及上海市信息化办公室认定的集成电路设计企业，同时也是上海市认定的高新技术企业。自2011年3月成立至今，灵动微电子已经成功完成十余款MCU产品设计及推广，包括基于8051、ARMCortex-M0、ARMCortex-M3内核的FlashMCU、OTPMCU、EEPROMMCU等产品，产品及方案广泛应用于工业控制、智能家电、智慧家庭、可穿戴式设备、汽车电子、仪器仪表等领域。
25、珠海欧比特控制工程股份有限公司
珠海欧比特控制工程股份有限公司是国内具有自主知识产权的高可靠高性能嵌入式SoC芯片、立体封装SiP模块、智能图像处理及人脸识别、微型航天器、微纳卫星及星座、卫星空间信息*台、卫星大数据服务*台及系统集成供应商。
26、深圳市锦锐科技有限公司
一家以集成电路（IC）设计，系统方案整合及IC销售的高科技公司