8位、16位、32位是指單片機的“字長”，也就是一次運算中參與運算的數據長度，這個位是指二進制位。以8位為例，8位二進制的表達范圍是0000，0000~1111，1111即十進制的0~255，即每次參與運算的數據最大不能超過255。而16位機的字長是16位，其數據表達范圍是0~65535，即每次參與運算的數據最大不能超過65535；32位單片機的字長是32位，其數據表達范圍是0~4294967295，即每次參與運算的數據最大不能超過4294967295。
8位、16位、32位與單片機的性能密切相關，通常32位機的性能要高於16位機，而16位機的性能又要高於8位機。為什么會這樣呢？這要從2個方面來分析。第一，位數不同，運算效率不同。對於8位機而言，由於在一次運算中的每一個數都不能超過8位，因此即便如100+200=300這樣的運算，它也不能一次完成，因為300已超過了8位所能表達的最大范圍（255），因此，要對這樣的一個式子進行運算，就要編寫一段程序，將運算分步完成，最后合成起來得到一個正確的結果。而如果采用16位單片機來運算的話，那么一次運算就夠了，顯然分步完成所需要的時間要遠遠大於單步完成所需要的時間。同樣道理，當某個運算的結果或者中間值大於65535時，16位機也不能一次運算，要分步實現它，而32位機則可以一次運算完成。第二，商業因素。通常運算能力越高，表示這個單片機性能越強，當然，價格高一些人們也可以接受，有了價格空間，生產商通常都會在這些芯片中提供更多的其他的功能，使得芯片的整體性能得到更大的提升。
典型的單片機中，80C51系列，PIC系列，AVR系列都是8位單片機；80C196、MSP430系列是16位機；而目前非常熱門的ARM系列則是32位機。
另外在CSDN的討論中的一些比較好的回答：
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8位單片機，典型的是51系列的，再高級點用AVR、pic的，功能方面，似乎都不會很復雜，一般可能是控制類的多一下。一般不跑嵌入式OS。
16位的單片機，我接觸的主要是MSP430，感覺16位的單片機比較尷尬，高不成低不就，要求低一點，8位MCU就夠，高級點不如用32位MCU。一般不跑嵌入式OS。16位就不說了
32位的，就高級點了，一般能跑嵌入式OS，例如ucos2，ucos3，uclinux等等，能做更多復雜的功能。用OS和不用OS的話，編程的思路差異比較大。功能一般有面向控制的，也有簡單消費類電子的。
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8位16位32位的區別就在於地址位和數據位位寬不同。其實都一樣。比如8位的51單片，網上同樣有人在上面移植ucos。16位的如430就更不用說了。32位的目前大多數是arm架構的，與前面的8位、16位的指令集不同。除掉前面的boot會用一小段匯編（主要是來clear寄存器，初使化堆棧--有些書上也叫棧）其它大多用C.只要用對應架構和平台的編譯器就可以了。故而作為一個c的RD，不需要考慮太多。
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都玩過，單純C寫代碼沒啥區別，一般編譯器把初始化都做了，需要改的不多。匯編或者調試的時候會有區別，指令集不一樣，寄存器也會有點差異（尤其是跟匯編的時候），參數傳遞時會有差異（因編譯器而異），8位51單片機是（R0-R7），32位ARM是R0-R15（PC），然后就是int類型，8/16位通常是16bit，32位下是32bit（最蛋疼的是64位下int還是32bit）
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學嵌入式的網友，接觸到的 32 位機往往是 ARM 內核的，運行 Linux。
但實際上，32 位的微處理器遠不止這一類。有些就是增強版本的微處理器，例如 M*Core 內核的微處理器。
32 位機的功能模塊寄存器可以是 32-bit 的（當然也可以是 8-/16-bit），而且存取都是單時鍾周期。CPU 的算邏單元也是 32 位的，當然，運算會更快。
32 位機的一個重要注意事項是 32-bit 字的自然邊界問題，也就是字對齊問題。例如，要從 RAM 中將一個 32-bit 的字寫入一個 32-bit 寄存器，那么，這個字在 RAM 中的地址必須是 32-bit 對齊的，也就是說地址最低十六進制位是 0, 4, 8, c。如果不是這樣（比如數據類型是 char，又恰好其起始地址未 4 字節對齊），需要先將此字復制到一個 32-bit 對齊的緩存，再賦值。
還有一個比較麻煩的事，就是用戶定義的結構中各個成員的對齊。如果在一個 32-bit 類型的成員前面，有 char 及 short 類型成員，且沒有湊齊到 32-bit 自然邊界，那么編譯器將會自動補 NULL 來填充。有不少從 8 位向 32 位機移植代碼的朋友，都在取成員長度的時候發生疑惑。問題往往是出在 32-bit 對齊上。
在有就是不同編譯器的規約差異。
不過，用過兩種微處理器之后，就會漸漸熟悉起來，相互移植也不會有很大困難。
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數據總線的寬度為8、16、32。同時寄存器也達到相同位數。
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多少位寬不是指總線寬度，也不是存儲器的寬度，像51單片機的地址總線是16位的，但是它是8位機。像ARM的存儲器也有八位的，但是它是32位機。而是指CPU處理的數據的寬度，也就是CPU一次數據的吞吐量。比如同一條指令:MOV R0 R2
在51單片機里面，R0和R2都是8位的，所以51的CPU一次只能處理8位數據。
在ARM里面，R0和R2是32位的，所以ARM的CPU一次能處理32位數據。這就是區別