1、總線結構不同
MCS-51的總線結構是馮-諾依曼型，計算機在同壹個存儲空間取指令和數據，兩者不能同時進行；而PIC的總線結構是哈佛結構，指令和數據空間是完全分開的，壹個用於指令，壹個用於數據，由於可以對程序和數據同時進行訪問，所以提高了數據吞吐率。
正因為在PIC系列單片機中采用了哈佛雙總線結構，所以與常見的微控制器不同的壹點是：程序和數據總線可以采用不同的寬度。數據總線都是8位的，但指令總線位數分別位12、14、16位。
2、流水線結構不同
MCS-51的取指和執行采用單指令流水線結構，即取壹條指令，執行完後再取下壹條指令；而PIC的取指和執行采用雙指令流水線結構，當壹條指令被執行時，允許下壹條指令同時被取出，這樣就實現了單周期指令。
3、寄存器組
PIC的所有寄存器，包括I/O口，定時器和程序計數器等都采用RAM結構形式，而且都只需要壹個指令周期就可以完成訪問和操作；而MCS-51需要兩個或兩個以上的周期才能改變寄存器的內容。
擴展資料：
單片機的應用
1、單片機在智能儀表中的應用單片機廣泛地用於各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，並可以提高測量的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結構，提高其性能價格比。
2、單片機在機電壹體化中的應用機電壹體化是械工業發展的方向。機電壹體化產品是指集成機械技術、微電子技術、計算機技術於壹體，具有智能化特征的機電產品。
例如微機控制的車床、鉆床等。單片機作為產品中的控制器，能充分發揮它的體積小、可靠性高、功能強等優點，可大大提高機器的自動化、智能化程度。
3、單片機在實時控制中的應用單片機廣泛地用於各種實時控制系統中。例如，在工業測控、航空航天、尖端武器、機器人等各種實時控制系統中，都可以用單片機作為控制器。單片機的實時數據處理能力和控制功能，可使系統保持在最佳工作狀態，提高系統的工作效率和產品質量。
百度百科-PIC單片機
百度百科-51單片機