①AVR单片机（ATmega16）的时钟源（晶振、内部RC等）可以不经过分频直接提供给CPU使用，而51的CPU主频等于晶振的12分频，ATmega16外部提供16M的晶振，所以AVR单片机的运行速度比51单片机的运行速度要快得多，并且AVR单片机可提供内容1M、2M、4M、8M等可变的CUP频率。

②AVR具有超功能精简指令。具有32个通用工作寄存器（相当于8051中的32个累加器，克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象），有128B～4KB个SRAM，可灵活使用指令运算。

③AVRI/O口是真正的双向I/O口，单片机读取外部引脚电平直接通过PINX读取，不需要像51那样先给I/O口全写1操作后才能读取外部引脚电平，使得单片机读取外部数据更容易。

④AVR内部提供丰富的中断及寄存器资源，光外部中断就有3个，定时器有3个，丰富的寄存器资源使得可以设置外部中断的多种触发方式，以及设置内部定时分频系数，丰富的寄存器资源使得可以对AVR的I/O口进行多功能操作⑤两者的CPU构架以及指令集完全不同，51系列单片机所使用的是CISC指令系统，冯诺依曼结构体系的总线；而AVR系列的单片机则使用的是RISC指令系统，哈佛结构的总线，AVR系列的单片机每个震荡周期处理一条指令，而相应的，51系列的单片机则需要12个震荡周期来完成一条指令的处理。

⑥针对51系列单片机的I/O脚所体现出来的弊端，AVR单片机做了相应的改进，即加入了控制输入或输出的方向寄存器，从而解决了51系列单片机I/O脚位高电平时同为输入和输出的状态。