1、總線結構不同

MCS-51的總線結構是馮-諾依曼型，計算機在同一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，一個用于指令，一個用于數據，由于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一點是：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，即取一條指令，執行完后再取下一條指令；而PIC的取指和執行采用雙指令流水線結構，當一條指令被執行時，允許下一條指令同時被取出，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，而且都只需要一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。