他的前身是单片板，将CPU芯片，存储器芯片，I/O接口芯片，和简略的I /O设备（小键盘，LED显示器）等装配在一片印制电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单片机是在一片集成电路芯片上集成微处理器，存储器，I/O接口电路，然后形成了单芯片微型计算机，即单片机。MCS-51是英特尔公司推出的，CPU主频在 1MHZ~20MHZ。MSP430是TI公司的，ATMEL公司的单片机与MSC-51最接近，我国大陆宏晶公司推出兼容51的STC系列。与经典 MCS-51兼容的51单片机有51系列和5X系列（52，55，58，516等）。
片上外设:UART，ADC，DAC，增强型定时器，SPI，IIC，USB控制器，LCD控制器等。
ROM：指令存储器，固化有一条一条的指令，单片机复位后CPU从0地址按次序取出指令并履行。
MCS-51系列单片机均选用40Pin封装的双列直插的DIP结构，40个引脚中，正电源和地线两根，外置振荡器的时钟线个IO口，中端口线口线复用。现在对这些引脚的功用加以阐明:
* Pin20:接地线:正电源脚，正常作业或对片内ROM烧写程序时，接+5V电源。
* Pin31:EA/Vpp 程序寄存器的内外部选通线KB的程序存储器，当EA为高电平而且程序地址小于4KB时，读取内部存储器指令数据，而超越4KB 地址则读取外部指令数据。假如EA为低电平，则不论地址巨细，一概读取外部程序存储器指令。最高可达64KBROM,若不想运用51的片内ROMN就将 EA接低。现在一般用片内FLASH ROM，可达64KB，片外ROM很少运用。