主要有三點不同:

(1)總線結構: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: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