8位CPU、片內振蕩器
4k字節ROM、128字節RAM
21個特殊功能寄存器
32根I/O線
可尋址的64k字節外部數據、程序存貯空間
2個16位定時器、計數器
中斷結構：具有二個優先級、五個中斷源
一個全雙口串行口
位尋址（即可尋找某位的內容）功能，適于按位進行邏輯運算的位處理器。除128字節RAM、4k字節ROM和中斷、串行口及定時器模塊外，還有4組I/O口P0～P3，余下的就是CPU的全部組成。把4kROM換為EPROM就是8751的結構，如去掉ROM/EPROM部分即為8031的框圖，如果將ROM置換為Flash存貯器或EEPROM，或再省去某些I/O，即可得到51系列的派生品種，如89C51、AT89C2051等單片機的框圖。

單片機各部分是通過內部的總線有機地連接起來的
單片機要自動完成計算，它應該具有哪些最重要的部分呢？
我們以打算盤為例計算一道算術題。例：36＋163×156－166÷34。現在要進行運算，首先需要一把算盤，其次是紙和筆。我們把要計算的問題記錄下來，然后第一步先算163×156，把它與36相加的結果記在紙上，然后計算166÷34，再把它從上一次結果中減去，就得到最后的結果。