1、一個8位 的微處理器CPU。
2、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM128B/256B）:用以存放可以讀/寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。
3、片內(nèi)4kB程序存儲器Flash ROM（4KB）:用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。
4、四個8位并行I/O（輸入/輸出）接口 P0~P3:每個口可以用作輸入，也可以用作輸出。
5、兩個或三個定時/計數(shù)器: 每個定時/計數(shù)器都可以設置成計數(shù)方式，用以 對 外部事件進行計數(shù)，也可以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結(jié)果 實現(xiàn)計算機控制
6、一個全雙工UART的串行I/O口:可實現(xiàn)單片機與單片機或其它微機之間串行通信。
7、片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路:但需外接晶振和電容。
8、五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)。
9、具有節(jié)電工作方式：休閑方式及掉電方式。
在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時器/計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。此時的電流可降到大約為正常工作方式的15%。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，故只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一次硬件復位為止。這種方式下的電流可降到15 μA以下，最小可降到06 μA。
結(jié)構(gòu)：
由中央處理單元（CPU）、存儲器（ROM及RAM）和I/O接口組成。89C51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：
下面介紹的是mcs-51
MCS-51單片機存儲器的配置特點
① 內(nèi)部集成了4K的程序存儲器ROM；
② 內(nèi)部具有256B的數(shù)據(jù)存儲器RAM；
③ 可以外接64K的程序存儲器ROM和 數(shù)據(jù)存儲器RAM。
從物理結(jié)構(gòu)的角度講，51單片機的存儲系統(tǒng)可以分為四個存儲空間：既片內(nèi)ROM，RAM和片外ROM、RAM。
從邏輯上講（既編程的角度），51單片機的存儲系統(tǒng)實際上分為三個存儲空間。
1. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM；
2. 片外數(shù)據(jù)存儲器RAM；
3. 片內(nèi)或外的程序存儲器ROM（由EA電平?jīng)Q定）。
1.程序存儲器ROM用于存放程序、常數(shù)或表格。
2.在51單片機中，由引腳 /EA 上的電平選擇內(nèi)、外ROM： EA=1時,CPU執(zhí)行片內(nèi)的4KROM中的程序; EA=0時，CPU選擇片外ROM中的程序。
3.無論是使用片內(nèi)還是使用片外ROM，程序的起始地址都是從ROM的0000H單元開始。
4.盡管系統(tǒng)可以同時具備片內(nèi)ROM和外部ROM，但是在一般正常使用情況下，通過/EA的設定來選擇其一（或者使用內(nèi)部ROM，或者使用外部ROM）。
5.如果EA=1（執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器中程序時):如果程序計數(shù)器的指針PC值超過0FFFH（4K）時，單片機就要自動的轉(zhuǎn)向片外的ROM存儲器且從1000H單元開始執(zhí)行程序（無法使用片外ROM的低4K空間）。
6.當程序超過4K時，有兩種使用程序存儲器ROM的方法：
①設置EA=0，使用外部ROM。從地址=0000H開始；
②設置EA=1，使用內(nèi)部的4KROM和外部ROM（地址從1000H開始的單元）。
程序存儲器六個特殊的單元:
在ROM中有六個單元具有特定功能。
0000H單元：復位時程序計數(shù)器PC所指向的單元，因此用來 存放程序中的第一條指令；
0003H單元：外部中斷/INT0的矢量入口地址；
000BH單元：定時器T0溢出中斷的矢量入口地址；
0013H單元：外部中斷/INT1的矢量入口地址；
001BH單元：定時器T1的溢出中斷矢量入口地址；
0023H單元：串行口接收、傳送的中斷矢量入口地址。
矢量入口單元：在編寫中斷程序時，寫入對應的“跳板指令”
單片機第一條指令的兩個特征：
①存放在ROM的0000H單元；
②必須是“跳轉(zhuǎn)指令”以跳過下面的5個中斷矢量，轉(zhuǎn)到后面的真正的主程序入口0100H單元。
ORG 0000H LJMP 0100H
ORG 0100H
START: MOV A,#00H
∶ ∶
∶ ∶
∶ ∶
∶ ∶
END
外部程序存儲器：
當單片機使用外ROM存儲器時（擴展系統(tǒng)），必須設定/EA=0，此時單片機的端口功能就要發(fā)生相應的改變：
① P0、P2作為外部ROM的地址和數(shù)據(jù)總線；
② 使用引腳/psen信號來選通外部ROM的數(shù)據(jù)三態(tài)輸出。
內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM：
無論在物理上還是邏輯上，系統(tǒng)中RAM 都可分為兩個獨立空間：內(nèi)部和外部RAM。由不同的指令來訪問。
1.訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲單元時，使用 MOV 指令；
2.訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，使用 MOVX 指令。內(nèi)部RAM從功能上將256B空間分為二個不同的塊：
1.低128B的RAM塊；
2.高128B的SFR（Special Function Register ）塊。
在低128B的RAM存儲單元中又可劃分為：
1.工作寄存器區(qū)；
2.位尋址區(qū)；
3.通用存儲數(shù)據(jù)的“便簽區(qū)”。
高128B的專用寄存器區(qū)SFR中僅僅使用了21寄存器（51系列），其它107個單元不能使用。
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