8051是一種8位元的單晶片微控制器，屬於MCS-51單晶片的一種，由英特爾公司於1981年製造。到現在，有更多的IC設計商，如Atmel、飛利浦、華邦等公司，相繼開發了功能更多、更強大的兼容產品。
Intel P8051
8051單晶片是同步式的順序邏輯系統，整個系統的工作完全是依賴系統內部的時脈信號，用以來產生各種動作周期及同步信號。在8051單片機中已內建時鐘產生器，在使用時只需接上石英晶體諧振器（或其它振盪子）及電容，就可以讓系統產生正確的時鐘信號。
英特爾原來的8051系列的開發利用 NMOS 技術，但後來的版本中，在其名稱加入字母C（例如，80C51），確定使用 CMOS技術，這樣比NMOS節能源。這使它們更適合於電池供電設備。
8051在單一的封裝中提供很多功能，包括CPU、RAM、ROM、輸入輸出、中斷、時鐘等。
8051能夠達到以一般工業配線盤更小的體積，來達成自動控制作業，如感測訊號的擷取、循序控制等，它皆能輕易的完成。
近年來單晶片的功能不斷加強，價格愈加便宜，傳統的8051已經成為學校的教材。
單晶片具備了便宜、電路簡單、體積小與耗電低等優點，所以目前在業界使用的極為廣泛。比如要控制一個馬達就不需要使用一台個人電腦（PC）來控制，只要一顆單晶片加上驅動電路就可以加以控制這顆馬達的運轉了。
i8051 microarchitecture.
- 8 位元 CPU
- 4KB 內部程式記憶體，最大可擴充至 64KB。
- 128Bytes 內部資料記憶體，最大可擴充至 64KB。
- 具有邏輯代數運算功能（位元邏輯）。
- 4 組可位元定址的 I/O 埠（P0、P1、P2、P3）。
- 2 組16位元計時／計數器（T0、T1）。
- 5 個中斷源（INT0、INT1、T0、T1、RXD、TXD）。
- 1 組全雙工串列埠（UART）。
- 8 位元 CPU
- 8KB 內部程式記憶體，最大可擴充至 64KB。
- 256Bytes 內部資料記憶體，最大可擴充至 64KB。
- 具有邏輯代數運算功能（位元邏輯）。
- 4 組可位元定址的 I/O 埠（P0、P1、P2、P3）。
- 3 組 16 位元計時／計數器（T0、T1、T2）。
- 6 個中斷源（INT0、INT1、T0、T1、T2、RXD、TXD）。
- 1 組全雙工串列埠（UART）。
- 兼容 MCS®-51 指令集的產品
- 2K 的可程式（但是不能在線燒錄）程序儲存器，擁有: 10,000 次的寫入/擦除次數。
- 在2.7 V - 6V 均可運作
- 靜態模式下支持的時鐘頻率: 0 Hz to 24 MHz
- 兩重對程序的加鎖位
- 內部的 RAM 大小為 128 x 8 Bit.
- 15 個可編程的 I/O 口線
- 兩個 16 Bit 的內建定時器
- 六個內部中斷源
- 可程式的 串行接口 收發器
- 直接驅動 LED 的輸出能力
- 內建的模擬比較器
- 低功率的空閒/掉電模式
- 綠色封裝 (無鉛/無鹵化物)
Intel原廠發行過的型號
- 8031、8032
- 無 ROM，只有 RAM（資料記憶體），需外接程式記憶體，EA須接地。
- 8051、8052
- 這是 MASK ROM 型，為了大量生產，晶片廠把客戶的程式碼，直接在製造時 MASK（光罩）在晶片上的型號。
- 8751、8752
- 此為EPROM型，在IC包裝（晶片的外殼）上有設置有石英玻璃的透明窗口者，可用工業級的紫外線燈，照射窗口內的晶片10~30分鐘以清除資料，就能再重新燒錄。此型為工程師設計用或小量生產打樣用。由於有窗口的陶瓷包裝比較貴，所以其後也有出品無窗口的樹脂包裝，因為對晶片廠而言，不管有沒有窗口，裏面的晶片都一樣，故稱無窗口的為 OTP（一次燒錄型）的8751。因為對使用者而言，OTP的使用方式，就跟PROM一樣，所以也有人稱為 PROM 型的 8751。
為Intel授權其他廠商知識產權核心（IP core）衍生開發的型號。
- AT89C51、AT89C52
- 有ROM（EEPROM），可重複燒錄，用電氣信號清除（12V），清除時間只要5-10秒。
- AT89S51、AT89S52
- 有 ROM（EEPROM 或 Flash memory），可重複燒錄，用電氣信號清除 (5V)，可用 ISP Flash Microcontroller Programmer 介面燒錄及清除資料，為 AT89C51 更新版本。
STC89C52單片機晶片
8051 單晶片的接腳名稱與功用，8051總共有40支接腳，4個8位元雙向I/O，其中PORT3 除了可以當作I/O以外，也兼具其他特殊功能。
- VCC：接正電源5V。
- GND：接地。
- PORT0：可做一般I/O使用，當作輸入或輸出時應在外部接提升電阻，外部記憶體擴充時，當作資料匯流排（D0~7）及位址匯流排（A0~7）。由ALE接腳輸出信號分時複用。
- PORT1：一般I/O使用，內部設有提升電阻。
- PORT2：一般I/O使用，內部也有提升電阻，外部記憶體擴充時，當作位址匯流排（A8~15）使用。
- RST：晶片重置信號輸入腳，只要輸入一高電位脈衝，大於2個機械週期，就可以完成重置動作。
- ALE/PROG：接外部記憶體時，位址栓鎖致能輸出脈衝，利用此信號將位址栓鎖住，以便取得資料碼未接外部記憶體時，有1/6石英晶體的振盪頻率，可做為外部時脈在燒錄PROM時，此接腳也是燒錄脈波之輸入端。
- PSEN：當作程式儲存致能外部程式記憶體之讀取脈波，在每個機械週期會動2次，外接ROM 時， 與ROM 的／OE 腳連接。
- EA/VPP：接高電位時，讀取內部程式記憶體；接低電位時，讀取外部程式記憶體。欲燒錄內部EPROM 時，利用此腳接收12伏特之燒錄供應電壓。
- XTAL1, XTAL2：接石英晶體振盪器，工作機械週期=石英晶體／12。
