單片機由中央處理單元（CPU）、程序存儲器（ROM）、數據存儲器（RAM）、周邊外設（Peripheral）、及程序數據總線（BUS）等單元組成。
單片機發展的過程中，出現過很多的中央處理單元設計，俗稱CPU內核，例如Zilog的Z80內核、Intel的8051內核、Microchip的PIC16、18、dsPIC、PIC32內核、Motorola的68000內核、Atmel的AVR內核、TI的430,ARM的Cortex M0,M3,M4等內核
每種單片機都有自己獨特的指令系統，指令系統是開發和生產廠商定義的，如要使用其單片機，用戶就必須理解和遵循這些指令標準。
單片機常用的指令集有兩種，分別是CISC指令集和RISC指令集。
1、CISC指令集
CISC指令集，也稱爲複雜指令集，英文名是CISC，（Complex Instruction Set Computer的縮寫）。在CISC微處理器中，程序的各條指令是按順序串行執行的，每條指令中的各個操作也是按順序串行執行的。順序執行的優點是控制簡單，但計算機各部分的利用率不高，執行速度慢。
2、RISC指令集
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的縮寫，中文意思是“精簡指令集”。它是在CISC指令系統基礎上發展起來的，相對於CISC型CPU ,RISC型CPU不僅精簡了指令系統，還採用了一種叫做“超標量和超流水線結構”，大大增加了並行處理能力。
國內的單機片有：sinowealth、elan、holtek、MDT、sonix、富晶、51系的winbond、新茂、 宏晶的stc、pic、松翰、宏康、NUVOTON，CHIPSEA等，其內核基本上8位的爲8051內核，32位的爲ARM內核。
國內處理器的指令集體系及技術來源
國產處理器方案主要有龍芯、申威、兆芯、飛騰、宏芯以及智能手機/平板領域發展最好的海思、展訊、全志等，他們所用的架構涉及X86、ARM、MIPS、Power及SPARC、Alpha等，如下圖所示：
參考：http://www.360doc.com/content/18/0620/12/11935121_763805555.shtml
http://www.elecfans.com/emb/dsp/20170105468443_a.html