51单片机的内部结构知识介绍

51单片机是对所有兼容Intel 8051指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8004单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。下面将介绍其的特性与内部结构：

1.特性

(1)从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。

(2)同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，使用极为灵活，这一功能无疑给使用者提供了极大的方便。

(3)具有乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。

2.内部结构

51单片机内部组成

(1)MCS-51单片机的内核：8051CPU，CPU的内部集成有运算器和控制器，运算器完成运算操作(包括数据运算、逻辑运算等)，控制器完成取指令、对指令译码以及执行指令。

(2)MCS-51单片机的片内资源：中央处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、定时/计数器(ROM)、并行输入输出(I/O)口、全双工串行口、中断系统、时钟电路。

(3)中央处理器(CPU)：是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

(4)数据存储器(RAM)：8051内部有128字节数据存储器(RAM)和21个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器有专门的用途，通常用于存放控制指令数据，不能用作用户数据的存放，用户能使用的RAM只有128个字节，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。

(5)程序存储器(ROM)：8051共有4K字节程序存储器(ROM)，用于存放用户程序和数据表格。

(6)定时/计数器(ROM)：8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数，当定时/计数器产生溢出时，可用中断方式控制程序转向。

(7)并行输入输出(I/O)口：8051共有4个8位的并行I/O口(P0、P1、P2、P3)，用于对外部数据的传输。

(8)全双工串行口：8051内置一个全双工异步串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。

(9)中断系统：8051具备较完善的中断功能，有五个中断源(两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断)，可基本满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。

(10)时钟电路：8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的时序脉冲，但需外接晶体振荡器和振荡电容。

以上就是对51单片机的内部结构的介绍了。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。目前在教学场合和对性能要求不高的场合大量被采用，而使用最多的器件：8051、80C51。

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