沒有操作系統的單片機，早期出現了壹些支持多任務的低級COS。但本質上，COS的應用還是需要和底層硬件打交道。當更復雜、更昂貴的單片機出現時，有可能使應用開發完全獨立於底層及其版本，這是借助於操作系統。少數專業底層開發者支撐大量應用開發者，大大降低了技術和知識要求。開發應用只需要了解底層的應用開發接口。大大加快了應用開發的進度，擴大了能開發應用的人群。
單片機是壹種集成電路芯片，是利用VLSI技術將中央處理器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、各種I/O口、中斷系統、定時器/計數器等功能(可能包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路復用器、A/D轉換器等電路)集成在壹塊矽片上而形成的小型完善的微型計算機系統，廣泛應用於工業控制領域。從80年代，從當時的4位、8位單片機到現在的300M高速單片機。
單片機又稱單片微控制器，不是壹個芯片完成某種邏輯功能，而是將壹個計算機系統集成到壹個芯片上。相當於壹臺微型計算機。與計算機相比，單片機只是缺少I/O設備。它體積小、重量輕、價格便宜，為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理和結構的最佳選擇。
單片機已被廣泛應用，如智能儀器、實時工業控制、通訊設備、導航系統、家用電器等。單片機壹旦用在各種產品上，就可以對產品進行升級。