8031片內不帶程序存儲器ROM，使用時用戶需外接程序存儲器和壹片邏輯電路373，外接的程序存儲器多為EPROM的2764系列。用戶若想對寫入到EPROM中的程序進行修改，必須先用壹種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之後再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒有什麽保密性可言。
2、8051的特點
8051片內有4k ROM，無須外接外存儲器和373，更能體現“單片”的簡練。但是妳編的程序妳無法燒寫到其ROM中，只有將程序交芯片廠代妳燒寫，並是壹次性的，今後妳和芯片廠都不能改寫其內容。
3、8751的特點
8751與8051基本壹樣，但8751片內有4k的EPROM，用戶可以將自己編寫的程序寫入單片機的EPROM中進行現場實驗與應用，EPROM的改寫同樣需要用紫外線燈照射壹定時間擦除後再燒寫。
由於上述類型的單片機應用的早，影響很大，已成為事實上的工業標準。後來很多芯片廠商以各種方式與Intel公司合作，也推出了同類型的單片機，如同壹種單片機的多個版本壹樣，雖都在不斷的改變制造工藝，但內核卻壹樣，也就是說這類單片機指令系統完全兼容，絕大多數管腳也兼容;在使用上基本可以直接互換。人們統稱這些與8051內核相同的單片機為“51系列單片機”，學了其中壹種，便會所有的51系列。
4、AT89C51、AT89S51的特點
在眾多的51系列單片機中，要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S51更實用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內的4K程序存儲器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，壹般專為 ATMEL AT89xx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密，這又很好地保護了妳的勞動成果。再著，AT89C51、AT89S51目前的售價比8031還低，市場供應也很充足。
AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品種，除了完全兼容8051外，還多了ISP編程和看門狗功能。我們也專門為這種新片設計了壹款 編程、學習、實驗板。
5、AT89C2051、AT89C1051等的特點
ATMEL公司的51系列還有AT89C2051、AT89C1051等品種，這些芯片是在AT89C51的基礎上將壹些功能精簡掉後形成的精簡版。AT89C2051取掉了P0口和P2口，內部的程序FLASH存儲器也小到2K，封裝形式也由51的P40腳改為20腳，相應的價格也低壹些，特別適合在壹些智能玩具，手持儀器等程序不大的電路環境下應用;AT89C1051在2051的基礎上，再次精簡掉了串口功能等，程序存儲器再次減小到1k，當然價格也更低。
對2051和1051來說，雖然減掉了壹些資源，但他們片內都集成了壹個精密比較器，別小看這小小的比較器，他為我們測量壹些模擬信號提供了極大的方便，在外加幾個電阻和電容的情況下，就可以測量電壓、溫度等我們日常需要的量。這對很多日用電器的設計是很寶貴的資源。
ATMEL的51、2051、1051均有多種封裝，如AT89C(S)51有PDIP、PLCC和PQFP/TQFP等封裝;2051/1051有PDIP和SOIC封裝等。下圖是部分封裝實物。
由於51系列單片機的內核都壹樣，所以在51單片機教材方面目前仍然沿用Intel MCS 8051單片機的書籍。開發軟件和工具也是壹樣，我們統稱為8051開發系統、環境、等等，如我們網站介紹的匯編程序ASM51、Keil C51、MedWin 等均是針對8051內核單片機的開發軟件。
單對AT89C51、AT89S51來說，在實際電路中可以直接互換8051//8751，替換8031只是第31腳有區別，8031因內部沒有ROM，31腳需接地(GND)，單片機在啟動後就到外面程序存儲器讀取指令;而8051/8751/89c51因內部有程序存儲器，31腳接高電平(VCC)，單片機啟動後直接在內部讀取指令。也就是51芯片的31腳控制著單片機程序從內部讀取還是從外部讀取，31腳接電源，程序從內部讀取，31腳接地，程序從外部讀取。其他無須改動。另外，AT89C51、AT89s51替換8031後因不用外存儲器，不必安裝原電路的外存儲器和373芯片。
6、89S51與89C51的區別
MCS-51單片機是美國INTE公司於1980年推出的產品，典型產品有 8031(內部沒有程序存儲器，實際使用方面已經被市場淘汰)、8051(芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實際使用方面已經被市場淘汰)和8751等通用產品，壹直到現在， MCS-51內核系列兼容的單片機仍是應用的主流產品(比如目前流行的89S51、89C51等)，各高校及專業學校的培訓教材仍與MCS-51單片機作為代表進行理論基礎學習。有些文獻甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機，8051是早期的最典型的代表作，MCS-51內核實際上已經成為壹個8位單片機的標準。
其他的公司的51單片機產品都是和MCS-51內核兼容的產品而以。同樣的壹段程序，在各個單片機廠家的硬件上運行的結果都是壹樣的，如ATMEL的89C51(已經停產)、89S51， PHILIPS(菲利浦)，和WINBOND(華邦)等，我們常說的已經停產的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51單片機，同時是在原基礎上增強了許多特性，如時鐘，更優秀的是由Flash(程序存儲器的內容至少可以改寫1000次)存儲器取帶了原來的ROM(壹次性寫入)，AT89C51的性能相對於8051已經算是非常優越的了。
不過在市場化方面，89C51受到了PIC單片機陣營的挑戰，89C51最致命的缺陷在於不支持ISP(在線更新程序)功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，現在，89S51目前已經成為了實際應用市場上新的寵兒，作為市場占有率第壹的Atmel目前公司已經停產AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進行了改進，89S51采用0.35新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89SXX可以像下兼容89CXX等51系列芯片。同時，Atmel不再接受89CXX的定單，大家在市場上見到的89C51實際都是Atmel前期生產的巨量庫存而以。如果市場需要，Atmel當然也可以再恢復生產AT89C51。
7、89S51相對於89C51增加的新功能包括：
1)性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比89C51更低!
2)ISP在線編程功能，這個功能的優勢在於改寫單片機存儲器內的程序不需要把芯片從工作環境中剝離。是壹個強大易用的功能。
3)最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。
4)具有雙工UART串行通道。
5)內部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。
6)雙數據指示器。
7)電源關閉標識。
8)全新的加密算法，這使得對於89S51的**變為不可能，程序的保密性大大加強，這樣就可以有效的保護知識產權不被侵犯。
9) 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產品。