单片机，全称单片微型计算机，是一种高度集成的计算机系统，将微处理器、存储器、输入/输出(I/O)接口等基本计算机组件封装在单一芯片上。与通用微机相比，单片机在结构上有显著差异。通用微机，如个人计算机，通常拥有强大的数据处理能力，支持浮点运算、流水线技术、多级缓存等，以提高计算速度和精度，适合进行复杂的计算任务。而单片机则侧重于实时控制，其CPU不支持或支持有限的浮点运算，工作频率较低，数据处理能力相对较弱，但能有效实现对各种设备的精确控制。
在存储器方面，通用微机的内存容量大，采用多体并读技术和复杂的存储管理策略，如段页式，以优化数据存取。单片机的存储器结构简单，通常使用直接物理地址寻址，容量相对较小，常见的最大寻址空间为64KB。通用微机的I/O接口设计主要针对标准外设，采用标准总线，方便即插即用。而单片机的I/O接口需要用户根据具体外设设计接口电路，更加灵活但需要更多设计工作。
IAP（In Application Programming）和ISP（In System Programming）是两种单片机编程技术。ISP允许用户通过下载线在系统中对集成的FLASH存储器进行编程，但不支持程序自我修改。IAP则允许在应用程序运行时修改内部存储器，增强了程序的灵活性。
51单片机是单片机家族中的一个重要系列，由Intel公司的MCS-51发展而来，具有多个子系列，如8031、8051和8751。此外，还有其他厂商如ATMEL的89系列，SST的SST89系列，以及PHILIPS的增强型80C51系列，这些产品提供了不同的特性和功能，如Flash存储器、ISP/IAP技术、不同类型的存储器选项等。
51单片机的主要结构特点包括：
1. 明确区分程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
2. 指令系统面向控制，位处理能力强。
3. I/O引脚多功能，可适应多种应用场景。
4. 产品系列多样，功能扩展性好。
5. 应用广泛，可应用于各种控制领域。
在51单片机内部，主要的逻辑功能部件包括：
1. 8位CPU，执行指令。
2. 256字节RAM用于临时数据存储。
3. 4KB的ROM用于存储程序。
4. 两个定时/计数器，用于计数和定时。
5. 四个8位I/O端口P0-P3，P0口兼作低8位地址总线和数据总线。
6. 一个串行端口，用于串行通信。
7. 一个中断管理系统，处理5个中断源，支持2级优先级嵌套。
8. 内置振荡器和时钟发生器，提供系统时钟。
地址总线和数据总线在51单片机中是分开的，P0口既是8位数据总线，也是低8位地址总线，而P2口提供高8位地址总线。因此，51单片机的地址总线通常是16位，数据总线是8位。
