按用途分類：通用型：將可開發(fā)的資源(ROM、RAM、I/O、 EPROM)等全部提供給用戶。專用型：其硬件及指令是按照某種特定用途而設計，例如錄音機機芯控制器、打印機控制器、電機控制器等。按其基本操作處理的數(shù)據(jù)位數(shù)分類：根據(jù)總線或數(shù)據(jù)暫存器的寬度，單片機又分為1位、4位、8位、16位、32位甚至64位單片機。

4位MCU大部份應用在計算器、車用儀表、車用防盜裝置、呼叫器、無線電話、CD播放器、LCD驅(qū)動控制器、LCD游戲機、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計、溫濕度計、遙控器及傻瓜相機等;8位MCU大部份應用在電表、馬達控制器、電動玩具機、變頻式冷氣機、呼叫器、傳真機、來電辨識器(CallerID)、電話錄音機、CRT顯示器、鍵盤及USB等;8位、16位單片機主要用于一般的控制領域，一般不使用操作系統(tǒng)， 16位MCU大部份應用在行動電話、數(shù)字相機及攝錄放影機等;32位MCU大部份應用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN電話、激光打印機與彩色傳真機; 32位用于網(wǎng)絡操作、多媒體處理等復雜處理的場合，一般要使用嵌入式操作系統(tǒng)。64位MCU大部份應用在高階工作站、多媒體互動系統(tǒng)、高級電視游樂器(如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy)及高級終端機等。8位MCU工作頻率在16~50MHz之間，強調(diào)簡單效能、低成本應用，在目前MCU市場總值仍有一定地位，而不少MCU業(yè)者也持續(xù)為8bit MCU開發(fā)頻率調(diào)節(jié)的節(jié)能設計，以因應綠色時代的產(chǎn)品開發(fā)需求。

16位MCU，則以16位運算、16/24位尋址能力及頻率在24~100MHz為主流規(guī)格，部分16bit MCU額外提供32位加/減/乘/除的特殊指令。由于32bit MCU出現(xiàn)并持續(xù)降價及8bit MCU簡單耐用又便宜的低價優(yōu)勢下，夾在中間的16bit MCU市場不斷被擠壓，成為出貨比例中最低的產(chǎn)品。32位MCU可說是MCU市場主流，單顆報價在1.5~4美元之間，工作頻率大多在100~350MHz之間，執(zhí)行效能更佳，應用類型也相當多元。但32位MCU會因為操作數(shù)與內(nèi)存長度的增加，相同功能的程序代碼長度較8/16bit MCU增加30~40%，這導致內(nèi)嵌OTP/FlashROM內(nèi)存容量不能太小，而芯片對外腳位數(shù)量暴增，進一步局限32bit MCU的成本縮減能力。內(nèi)嵌程序存儲器類型下面以51單片機為例(MCS-51系列MCU是我國使用最多的單片機)，根據(jù)其內(nèi)部存儲器的類型不同可以分為以下幾個基本型：1.無ROM型 ：80312.ROM型：80513.EPROM型：87514.EEPROM 型：89515.增強型：8032/8052/8752/8952/C8051FMCU按其存儲器類型可分為無片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種。

對于無片內(nèi)ROM型的芯片，必須外接EPROM才能應用(典型芯片為8031)。帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型(典型芯片為87C51)、MASK片內(nèi)掩模ROM型(典型芯片為8051)、片內(nèi)FLASH型(典型芯片為89C51)等類型，一些公司還推出帶有片內(nèi)一次性可編程ROM(One Time Programming, OTP)的芯片(典型芯片為97C51)。MASKROM的MCU價格便宜，但程序在出廠時已經(jīng)固化，適合程序固定不變的應用場合;FLASH ROM的MCU程序可以反復擦寫，靈活性很強，但價格較高，適合對價格不敏感的應用場合或做開發(fā)用途;OTPROM的MCU價格介于前兩者之間，同時又擁有一次性可編程能力，適合既要求一定靈活性，又要求低成本的應用場合，尤其是功能不斷翻新、需要迅速量產(chǎn)的電子產(chǎn)品。由于MCU強調(diào)是最大密集度與最小芯片面積，以有限的程序代碼達成控制功能，因此當今MCU多半使用內(nèi)建的MaskROM、OTP ROM、EEPROM或Flash內(nèi)存來儲存韌體碼，MCU內(nèi)建Flash內(nèi)存容量從低階4~64KB到最高階512KB~2MB不等。