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1、cpu处理的数据宽度
CPU处理的数据的宽度,参与运算的寄存器的数据长度代表单片机的位数。也就是一个一个时钟周期里，处理器处理的二进制代码数。
2、数据总线宽度
如果数据总线宽度与CPU一次处理的数据宽度不同：
1)数据总线宽度小于CPU一次处理的数据宽度，则以CPU处理的数据宽度定义单片机的位数，但称为准多少位。比如著名的Intel 8088，CPU是16位但总线是8位，所以它是准16位。
2)总线宽度小于CPU一次处理的数据宽度，则以CPU的数据宽度定义单片机的位数。
3、地址总线宽度
地址总线的宽度不能代表单片机的位数。像51单片机的地址总线是16位的，但是它是8位机。像ARM的存储器也有八位的，但是它是32位机。
4、性能差别
8位、16位、32位与单片机的性能密切相关，通常32位机的性能要高于16位机，而16位机的性能又要高于8位机。为什么会这样呢？这要从2个方面来分析。第一，位数不同，运算效率不同。对于8位机而言，由于在一次运算中的每一个数都不能超过8位，因此即便如100+200=300这样的运算，它也不能一次完成，因为300已超过了8位所能表达的最大范围（255），因此，要对这样的一个式子进行运算，就要编写一段程序，将运算分步完成，最后合成起来得到一个正确的结果。而如果采用16位单片机来运算的话，那么一次运算就够了，显然分步完成所需要的时间要远远大于单步完成所需要的时间。同样道理，当某个运算的结果或者中间值大于65535时，16位机也不能一次运算，要分步实现它，而32位机则可以一次运算完成。第二，商业因素。通常运算能力越高，表示这个单片机性能越强，当然，价格高一些人们也可以接受，有了价格空间，生产商通常都会在这些芯片中提供更多的其他的功能，使得芯片的整体性能得到更大的提升。
典型的单片机中，80C51系列，PIC系列，AVR系列都是8位单片机；80C196、MSP430系列是16位机；而目前非常热门的ARM系列则是32位机。