单片机的内部结构
《单片机原理及应用》课件01-51单片机基本结构与存储器分配
内中断
并行口
外中断
P0 P1 P2 P3
串口模块 TXD RXD
中断模块 INT0 INT1
P0.0～P0.7
P2.0～P2.7
VCC (+5V)
GND
RAM地址 锁存器
RAM
通道0驱动器
通道0锁 存器
通道2驱动器
通道2锁 存器
ROM/ EPROM
程序地址寄存器
PSEN ALE
EA RST
B寄存器 ACC TMP2
片内地址空间：RAM 128B（00H-7FH） SFR 128B（80H-FFH）
128B SFR
128B RAM
FFH 21个SFR分布 在80H-FFH
83个可寻址位
80H 7FH
用户、
堆栈区
30H 2FH
位寻址区
20H 1FH
工作寄存器区
00H
内部RAM组织结构
10
所有的RAM区(位 寻址区、工作寄 存器区）都可以 用于存放数据， 故也称为数据缓 存寄存器
特殊功能寄存器(SFR)
▼特殊功能寄存器SFR（专用寄存器）
专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各功能 部件的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。
▼不同的SFR管理不同的硬件模块，负责不同的功 17 能——各司其职
换言之：要让单片机实现预定的功能，必须有相应 的硬件和软件，而软件中最重要的一项工作就是对 SFR写命令（要求）。
4 堆栈指针ＳＰ
堆栈：
在片内RAM中，指定一个专门的区域来存放某 些特别的数据,它遵循先进后出和后进先出 (LIFO/FILO）的原则,这个RAM区叫堆栈。
功用：
22
单片机内部存储器结构与数据存取方法详解
单片机内部存储器结构与数据存取方法详解单片机是一种集成了处理器、内存和外设等功能于一体的微电子器件，广泛应用于各种电子设备中。
其中，内部存储器是单片机的核心组成部分之一。
本文将详细介绍单片机内部存储器的结构和数据存取方法。
一、单片机内部存储器的结构单片机的内部存储器主要包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两部分。
1. 随机存取存储器(RAM)RAM是单片机内部的易失性存储器，用于存储数据、程序临时数据和运行时数据。
单片机内部的RAM可以根据存取速度和使用要求的不同，分为片内RAM 和片外RAM两种。
片内RAM是单片机芯片内部集成的存储器，速度较快。
它可以分为片内可读写RAM(RW-RAM)和片内只读RAM(RO-RAM)两种类型。
片内可读写RAM可以被程序读取和修改，存储媒介是电容或电子触发器。
而片内只读RAM则只能被程序读取，不能被修改。
片内RAM的容量相对较小，一般在几十到几百字节之间。
片外RAM是连接在单片机芯片外部的存储器，速度较慢。
它可以进一步分为静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)两种类型。
SRAM是基于触发器构建的，数据存储在触发器中，读写速度快且无需刷新。
DRAM则是基于电容构建的，存储数据需要定期刷新，但容量较大。
2. 只读存储器(ROM)ROM是单片机内部的非易失性存储器，用于存储程序和常量数据。
ROM的内容在出厂时就被写入，一般无法被程序修改。
单片机内部的ROM可以分为只读存储器(ROM)和可编程只读存储器(PROM)两种类型。
ROM存储器内容固定不变，其中包含了单片机的初始化程序和系统代码。
PROM存储器则可以通过特殊的编程操作烧写程序和数据，但一旦写入后无法擦除和修改。
这类存储器在生产流程中被用于定制特殊功能的单片机。
二、单片机内部存储器的数据存取方法单片机内部存储器的数据存取方法根据存储器的类型和连接方式而有所不同。
1. RAM的数据存取方法对于片内RAM，数据的存取可以通过直接读写特定的RAM地址来实现。
51单片机的基本结构及其主要组成部分
51单片机的基本结构及其主要组成部分51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微控制器，具有稳定性高、功耗低、成本低廉等特点。
它的基本结构和主要组成部分对于理解其工作原理和应用具有重要意义。
本文将介绍51单片机的基本结构及其主要组成部分，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
1. CPU部分51单片机的核心是中央处理器（CPU），它负责执行程序中的指令和控制系统的各个部分。
51单片机的CPU采用的是哈佛结构，即指令存储器和数据存储器分开，分别称为程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序的指令，数据存储器用于存储程序运行时需要的数据。
2. 存储器部分除了程序存储器和数据存储器，51单片机还包括其他类型的存储器，如片内RAM和EEPROM。
片内RAM用于存储程序执行时产生的临时数据及其运算结果，具有读写速度快的特点。
EEPROM是电可擦除可编程只读存储器，用于存储一些重要的数据，如用户程序或系统配置信息。
3. 定时器/计数器部分定时器/计数器是51单片机中常用的外设之一，用于计时或计数。
它能够产生一定时间间隔的定时中断，并具有计数功能。
定时器/计数器可以用于测量时间、生成时钟信号、控制脉冲宽度调制等。
4. 串行通信部分51单片机支持串行通信，常用的接口有UART和SPI。
UART是通用异步收发传输器，用于实现与外部设备之间的数据传输。
SPI（串行外围接口）是一种同步串行通信协议，适用于与其他设备进行快速数据交换。
5. I/O口部分51单片机具有多个I/O口，用于与外部设备进行数据输入和输出。
它们可以配置为输入模式或输出模式，并可通过程序对其进行读写操作。
通过I/O口，51单片机能够与外部世界进行信息交换，实现各种功能。
6. 中断部分51单片机支持外部中断和定时器中断。
外部中断可以通过外部引脚的变化来触发，如按键中断、传感器中断等。
定时器中断是通过定时器/计数器产生的中断信号实现的，可以用于定时任务或周期性检测。
STC89C52单片机硬件结构ppt课件
UART
0023H
T2
002BH
0033H
003BH
23
4.3.2 STC89C52单片机数据存储器
STC89C52RC系列单片机内部集成了512字节 RAM，可用于存放程序执行的中间结果和 过程数据。内部数据存储器在物理和逻辑 上都分为两个地址空间：内部RAM（256字 节）和内部扩展RAM（256字节）。此外， 还可以访问在片外扩展的64KB数据存储器。 STC89C52RC系列单片机的存储器分布如图45所示。（特别说明：图中阴影部分的访问
10
+ STC89C52目前有LQFP44、PQFP44、PDIP40、 PLCC44等封装形式，并且不同版本的引脚也不 同，图4- 3所示为各封装形式的HD版本和90C 版本的引脚图。
图4- 3（a）PDIP40的HD版本引脚图 图4-3（b）PDIP40的90C版本引脚
图
11
图4-3（c）LQFP44的HD版本引脚图 图4-3（d）LQFP44的90C版本引脚 图
2
STC89C52RC单片机有如下功能部件和特性： 1.增强型6时钟/机器周期和12时钟/机器周期任意
设置。 2.指令代码完全兼容传统8051 3.工作电压：5.5～3.4V（5V单片机）/2.0～3.8V
（3V单片机）。 4.工作频率：0～40MHz，相当于普通8051单片
机的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz。 5.用户应用程序空间：8KB片内Flash程序存储器，
INT0 （外部中断0） INT1 （外部中断1）
输入口使用时，因为有内 P3.4 T0（定时器0的外部输入）
部的上拉电阻，那些被外 部信号拉低的引脚会输入 P3.5
T1（定时器1的外部输入）
51单片机的基本结构
51单片机的基本结构51单片机是一种高性能、低功耗的微控制器，是嵌入式系统中常用的一种芯片。
它具有集成度高、易编程、可编程性强等特点，在各种电子设备中广泛应用，包括家电、工业控制、汽车电子、智能仪器等领域。
51单片机的基本结构主要包括CPU、存储器、输入输出端口、定时计数器和串口通信等部分。
1.CPU51单片机的CPU是其核心部分，负责执行指令、进行运算处理。
它通常采用哈佛结构，即指令和数据分开存储。
51单片机的CPU主要由ALU （算术逻辑单元）、寄存器组、指令寄存器、程序计数器等部分组成，能够完成基本的运算和控制功能。
2.存储器51单片机的存储器包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）。
ROM用于存储程序代码和常量数据，是只读的；RAM用于存储变量数据和临时结果，是可读写的。
在51单片机中，通常ROM用于存储程序代码和初始化数据，RAM用于存储运行时数据和临时结果。
3.输入输出端口51单片机的输入输出端口用于与外部设备进行数据交换。
它可以通过不同的接口与外部设备连接，比如并行口、串行口、通用输入输出口等。
通过输入输出端口，51单片机可以与外部设备进行数据传输和通信，实现各种功能。
4.定时计数器51单片机的定时计数器可以用于计时和计数，通常用于控制时序和频率。
在51单片机中，定时计数器可以生成各种定时中断，实现定时控制功能。
定时计数器可以根据需要设定不同的时钟源和计数模式，实现灵活的定时控制。
5.串口通信51单片机的串口通信功能可以用于与外部设备进行串行通信，比如与PC机、外围设备等进行数据传输。
串口通信包括串行口和UART（通用异步收发器），可以通过串行口进行双向数据传输。
串口通信在51单片机中广泛应用于各种通信设备和控制系统中。
总的来说，51单片机的基本结构包括CPU、存储器、输入输出端口、定时计数器和串口通信等部分，通过这些部分的组合和协作，可以实现各种功能和应用。
在实际应用中，设计人员可以根据需要对这些部分进行配置和扩展，实现更丰富的功能和性能要求。
stm32单片机基本结构
stm32单片机基本结构
STM32单片机的基本结构主要包括以下几个部分：
1.中央处理器（CPU）：STM32单片机的核心，负责执行指令和处理数据。
2.存储器：包括Flash存储器、RAM和EEPROM等，用于存储程序代码、数据和配置信息。
3.输入/输出（I/O）端口：用于连接和控制外部设备，如LED灯、按键、传感器等。
4.定时器/计数器：用于产生定时信号和控制时间序列。
5.串行通信接口：如UART、SPI、I2C等，用于与其他设备或芯片进行通信。
6.中断控制器：用于管理各种中断事件，包括外部中断、定时器中断等。
7.系统时钟：提供稳定的时钟信号，用于驱动各个模块的运作。
8.电源管理单元：用于控制工作电压和电流，保证单片机的稳定运行。
这些组成部分协同工作，使得STM32单片机能够实现各种复杂的功能，广泛用于各种嵌入式系统。
51单片机基本结构详解
51单片机基本结构详解51单片机（也称为8051单片机）是一种8位微控制器，由Intel公司于1980年代推出。
它是目前市场上最广泛使用的低成本单片机之一，被广泛应用于各个领域，包括家电、工业控制、仪器仪表等。
本文将详细介绍51单片机的基本结构。
一、51单片机的总体结构51单片机的总体结构主要分为五个部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、IO口、定时器/计数器以及串行通信接口。
1. 中央处理器（CPU）51单片机中心的核心是一个8位的CPU，负责执行指令集中的操作。
它包括一个累加器（Accumulator）用于存放运算结果，以及一组寄存器用于存放操作数和地址。
2. 存储器51单片机的存储器主要包括内部RAM和内部ROM。
内部RAM用于存放程序和数据，容量通常较小，而内部ROM则用于存储不变的程序指令。
3. IO口51单片机提供了多个通用IO口，用于与外部设备进行数据交互。
这些IO口既可以作为输入口用于接收外部信号，也可以作为输出口用于发送信号控制外部设备。
4. 定时器/计数器51单片机内置的定时器/计数器模块可用于产生精确的时间延时和计数应用。
它能够协助实现各种时间相关的功能，如PWM输出、测速和脉冲计数等。
5. 串行通信接口51单片机的串行通信接口可用于与其他设备进行数据的串行传输。
常见的串行通信协议包括UART、SPI和I2C等。
二、51单片机的工作原理51单片机的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 程序存储器中的指令被复制到内部RAM中。
2. CPU从内部RAM中取出指令并执行。
3. 根据指令的要求，CPU可能会与IO口、定时器/计数器或串行通信接口进行数据交互。
4. 执行完指令后，CPU将结果存回内部RAM或IO口。
三、51单片机的应用领域51单片机由于其成本低、技术成熟、易于开发和应用广泛等优点，被广泛应用于各个领域。
1. 家电控制51单片机可以用于家电控制，如空调、洗衣机、电视机等。
8051单片机的内部结构
8051单片机的内部结构首先，8051单片机的核心是一个具有8位数据总线、16位地址总线和14个通用寄存器的8051中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）。
CPU负责执行计算、逻辑和控制指令，并与其他外设进行数据交换。
它包含一个累加器（Accumulator）和一个数据指针（Data Pointer），用于存储数据和指示数据存储区。
除了CPU外，8051单片机内还包含两个片内存储器，分别是程序存储器（Program Memory）和数据存储器（Data Memory）。
程序存储器是用于存储程序指令的地方，通常包括ROM（只读存储器）或闪存。
程序存储器采用分时复用方式，既可以存储程序指令，也可以存储常量数据。
由于8051单片机是哈佛结构，程序存储器和数据存储器是分开的，可以同时进行取指令和读写数据操作。
数据存储器主要用于存储程序运行时需要使用的数据，包括RAM（随机存储器）和片内特殊功能寄存器（Special Function Registers，简称SFR）。
RAM负责存储变量、临时数据和堆栈信息。
SFR包含IO口控制、定时器配置、计数器设置等特殊功能寄存器，通过设置和读取其值，可以对相应的硬件模块进行控制。
除了上述核心部件，8051单片机还包含多个外设，用于完成具体的输入输出任务。
其中，IO口是最常用的外设之一，用于将单片机与外部设备连接起来。
IO口可以进行数字输入输出和模拟输入输出。
每个IO口引脚都具有独立的控制寄存器，通过这些寄存器可以设置引脚的输入输出方向、电平和驱动能力。
IO口的灵活性和可扩展性给了8051单片机很大的应用空间。
此外，8051单片机还包含多个片内计数器和定时器，用于时间测量、时间控制和脉冲宽度调制等任务。
其中，定时器主要用于产生精确的时间延迟，而计数器主要用于计算外部事件的频率和脉冲个数。
最后，8051单片机内还通过中断系统实现了实时响应外部事件的能力。
单片机的内部结构
单片机的内部结构
单片机的内部结构通常包括以下几个部分：
1. 中央处理器（CPU）：负责执行指令和控制数据流动的核心部分，包括运算单元、控制单元和寄存器等。
2. 存储器：包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），用于存储程序指令和数据。
3. 输入/输出接口：用于与外部设备进行数据交换，包括通用输入/输出端口、串行通信接口、定时器/计数器等。
4. 时钟电路：用于提供时钟信号，控制CPU和其他部件的工作节奏。
5. 控制电路：用于控制整个单片机系统的工作，包括复位电路、时序控制电路等。
6. 外设接口：用于连接外部设备，如显示器、键盘、传感器等。
这些部分共同构成了单片机的内部结构，使其能够完成各种不同的任务和功能。
单片机结构(共46张PPT)
8051是MCS-51系列单片机的典型产品， 我们以这一代表性的机型进行系统的讲 解。
➢ 内部结构
➢ 外部引脚 ➢ 工作时序
➢ 实例分析
第1页，共46页。
典型单片机结构
T0 T1
时钟电路 ROM
内部总线 CPU
RAM
定时/计数器
并行接口
串行接口
中断系统
中央处理器 数据存储器(RAM)
输入输出引脚
P1.0
➢ P0：P0.1~P0.7
P1.1
➢ 漏极开路双向I/O
P1.2 P1.3
➢ 一般为数据总线口
P1.4
➢ P1：P1.1~P1.7
P1.5 P1.6
➢ 拟双向I/O通道
➢ P2：P2.1~P2.7
P1.7 RST
RXD/P3.0
➢ 拟双向I/O通道
TXD/P3.1 INT0/P3.2
P3口的第二功能表
I/O口
第二功能
注释
2个定时器T0、T1溢3，.0 然后从中间往两R头X逐D 个灭，周而复始 为1时：负边沿触发中断请求；
串行口数据接收端
分别由8位寄存器TH0、TL0 和 TH1、TL1组成。
else return(0);
28
14
27
15
26
16
25
17
24
18
23
19
22
20
21
第10页，共46页。
V CC P0.0/AD 0 P0.1/AD 1 P0.2/AD 2 P0.3/AD 3 P0.4/AD 4 P0.5/AD 5 P0.6/AD 6 P0.7/AD 7 EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15 P2.6/A 14 P2.5/A 13 P2.4/A 12 P2.3/A 11 P2.2/A 10 P2.1/A 9 P2.0/A 8
MCS-51单片机的硬件结构
XTAL1 19
VSS
20
8031 8051 8751
40 VCC 39 P0.0 38 P0.1 37 P0.2 36 P0.3 35 P0.4 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 31 EA/Vpp 30 ALE/PROG 29 PSEN 28 P2.7
27 P2.6 26 P2.5 25 P2.4 24 P2.3
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4
P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST/VPD 9
RXD/P3.0
10
TXD/P3.1
11
INT0/P3.2
12
INT1/P3.3
13
T0/P3.4
14
T1/P3.5
15
WR/P3.6
16
RD/P3.7
17
XTAL2 18
17
RD（外部数据存储器读脉
P3.7
冲）
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2.2 MCS-51单片机的引脚及片外总线结构
2.2.1 MCS-51单片机芯片引脚描述 2.2.2 MCS-51单片机的片外总线结构
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2.2.1 MCS-51单片机芯片引脚描述
图2-7为MCS-51单片机的引脚配置图。 1．主电源引脚VCC和VSS 2．外接晶振引脚XTAL1和XTAL2 3．控制或其他电源复用引脚RST/ VPD、ALE/、 和/VPP 4．输入/输出引脚P0、P1、P2、P3（共32根）
VCC
P2.7 PP22..56 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 PPP000...756
P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
ALE
51单片机的基本结构及其主要组成部分
51单片机的基本结构及其主要组成部分51单片机是一种非常常见的嵌入式微控制器芯片，其被广泛应用于各种电子设备中。
其基本结构及其主要组成部分既是设计开发嵌入式系统的基础，也是学习51单片机的关键。
一、51单片机基本结构51单片机的基本结构主要包括存储器、CPU、输入输出接口以及时钟电路四个部分。
1. 存储器存储器是51单片机系统的一个重要组成部分。
其中包括的存储器主要有ROM、RAM和EEPROM，ROM用来存储程序代码，RAM用来存储变量和中间结果，EEPROM则可实现数据的存储。
2. CPUCPU是整个51单片机系统的核心部分，其主要功能是执行指令，负责程序的控制和各种数据的处理。
在51单片机中，CPU主要通过时钟信号不断地获取并执行程序指令。
3. 输入输出接口输入输出接口是将51单片机与外界连接的一个重要部分，也是实现嵌入式系统功能的关键。
其中包括并口、串口、SPI接口、I2C接口等等，用于处理外设的输入和输出信号。
4. 时钟电路51单片机的时钟电路用来提供时钟信号给CPU，并且用于控制各种外围设备和CPU执行指令的同步。
二、51单片机主要组成部分1. 程序存储器程序存储器是指ROM，其存储了单片机的程序代码。
在51单片机中，程序存储器可以分为两种类型：OTP（一次可编程）ROM和Flash ROM （可被反复擦写）。
在OTP ROM中，编程后的程序无法修改，而Flash ROM则可被反复擦写。
2. 数据存储器数据存储器是指RAM和EEPROM，用来存储程序中的变量和中间结果。
其中RAM用来存储临时数据，EEPROM则用于数据的存储，这些数据在掉电情况下也不会丢失。
3. 中央处理器中央处理器（CPU）是单片机最核心的部分，它负责执行程序中的指令并且控制其它硬件设备的工作。
4. 输入输出接口输入输出接口是将单片机与外部设备相互连接的途径。
在这些接口中，包括并口、串口、SPI、I2C等。
这些接口是为特定的设备开发的，包括LCD显示器、键盘及调制解调器等。
单片机内部结构
单片机内部结构单片机是一种微型计算机，它具有体积小、价格低、携带方便、功能齐全等特点，被广泛应用于各个领域。
下面我们将详细介绍单片机的内部结构。
一、中央处理器中央处理器是单片机的核心部件，负责执行指令和处理数据。
它由运算器、控制器和寄存器等组成。
运算器可以进行算术运算和逻辑运算，控制器负责控制指令的执行顺序，寄存器则用于存储数据和指令。
二、存储器存储器是单片机中用于存储数据的部件。
它通常分为程序存储器和数据存储器两部分。
程序存储器用于存储程序代码，数据存储器用于存储临时数据和变量等。
三、输入输出接口输入输出接口是单片机与其他设备进行数据传输的接口。
输入接口用于接收外部设备的数据，输出接口则用于将数据发送到外部设备。
四、定时器和计数器定时器和计数器是单片机中用于时间控制和计数的部件。
定时器可以用于产生定时信号，计数器则可以用于对外部信号进行计数。
五、中断控制器中断控制器是单片机中用于控制中断的部件。
当外部设备发出中断请求时，中断控制器会根据优先级和中断源来判断是否允许该中断请求，并通知CPU进行处理。
六、电源和时钟电路电源和时钟电路是单片机的能源和时钟来源。
电源电路将外部电源转换为单片机所需的电压，时钟电路则产生单片机所需的时钟信号。
以上就是单片机的内部结构，了解单片机的内部结构有助于更好地理解其工作原理和应用方法。
单片机的内部结构一、引言单片机，也称为微控制器（Microcontroller），是一种集成了一系列硬件组件和软件指令集的集成电路。
它具有体积小、价格便宜、使用方便等优点，被广泛应用于工业控制、智能家居、消费电子、汽车电子等领域。
了解单片机的内部结构，可以帮助我们更好地理解和使用单片机。
二、单片机的基本组成单片机通常由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、定时器/计数器以及通信接口等部分组成。
1、中央处理器（CPU）：CPU是单片机的核心，负责执行指令和处理数据。
它通常具有运算速度快、功耗低的特点。
8051单片机基本结构
8051单片机基本结构8051单片机是一种经典的8位单片机，由Intel公司于1980年推出。
它被广泛应用于各种嵌入式系统，如家电、汽车、工业自动化等领域。
本文将介绍8051单片机的基本结构，包括其内部引导程序、CPU、存储器、IO口和定时器等。
1. 内部引导程序：8051单片机在上电时会执行内部存储器中的一段引导程序。
这个引导程序通常被称为"Bootstrap Loader"，它的主要功能是将外部存储器中的程序加载到内部RAM中，并运行这个程序。
2.中央处理器（CPU）：8051单片机的CPU由4个部分组成，包括控制单元（CU）、算术逻辑单元（ALU）、程序计数器（PC）和数据存储器（RAM）。
CU负责控制整个系统的操作，包括指令的解码和执行，ALU用于进行算术和逻辑运算，PC用于存储当前执行的指令的地址，RAM用于存储数据。
3.存储器：8051单片机包括多种类型的存储器，包括ROM、RAM和特殊功能寄存器（SFR）。
ROM用于存储程序代码和常量数据，RAM用于存储变量数据，SFR用于与外部设备进行通信和控制。
4.输入/输出口（IO口）：8051单片机包括多个IO口，用于连接外部设备，如按键、LED灯、数码管等。
这些IO口可以设置为输入或输出，通过程序可以对它们进行控制，实现与外部设备的交互。
5.定时器：8051单片机包括多个定时器/计数器，用于生成精确的时间延迟和计数。
定时器可以设置不同的工作模式，并可以与其他硬件模块一起使用，如中断和串行通信。
6.中断系统：8051单片机中包括一种灵活的中断系统，可以响应外部的中断请求。
当外部事件发生时，单片机会立即跳转到中断服务程序，执行相应的中断处理操作。
中断系统可以与定时器、IO口和串行通信等模块进行集成使用。
7.串行通信：8051单片机包括一个串行通信接口，允许与其他设备进行数据交换。
这个串行通信接口可以配置为异步串口或同步串口，支持不同的通信协议，如RS232、SPI和I2C等。
单片机的基本组成与内部结构解析
单片机的基本组成与内部结构解析单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了微处理器核心、内存、输入输出接口和其他辅助设备的特殊集成电路。
它通常被用于控制和执行各种电子设备的功能，如家电、汽车电子系统、电子游戏等。
在本文中，我们将解析单片机的基本组成和内部结构。
一、单片机的基本组成单片机由以下几个基本组成部分构成：1. 微处理器核心：单片机的核心是一颗集成了中央处理器（Central Processing Unit，CPU）和其他相关电路的芯片。
CPU是单片机的大脑，负责执行程序指令和处理数据。
它通常包括算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）、控制单元和寄存器等。
2. 存储器：单片机中的存储器用于存储程序指令和数据。
它通常分为两种类型：只读存储器（Read-Only Memory，ROM）和随机存储器（Random Access Memory，RAM）。
ROM存储器中存储了单片机的固化程序，而RAM存储器用于存储程序执行过程中产生的临时数据。
3. 输入输出接口：单片机通过输入输出接口与外部设备进行通信。
输入接口用于接收外部信号，如按键、传感器的输入信号等；输出接口用于控制外部设备，如LED灯、驱动器等。
这些接口通常包括并口、串口、模拟输入输出等。
4. 时钟电路：单片机需要一个稳定的时钟信号来同步处理器和其他电路的操作。
时钟信号通常由晶振产生，用于控制单片机的运行速度。
5. 电源管理电路：单片机需要一个恒定的电源电压来供电。
电源管理电路包括稳压器、电源滤波器和电源开关等，用于稳定和管理供电。
6. 辅助电路：单片机中还可能包括一些辅助电路，如定时器、计数器、中断控制器等。
这些电路用于提供特定的计时和控制功能，增强单片机的功能。
二、单片机的内部结构在单片机中，各个组成部分相互连接形成了复杂的内部结构。
1. 微处理器核心与存储器的连接：微处理器核心与存储器之间的连接通常通过数据总线、地址总线和控制总线实现。
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单片机的主要组成
①一个8位的微处理器CPU。
②片内数据存储器RAM(128B／256B)，用以存放可以读／写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等。
③片内程序存储器ROM／EPROM(4KB／8KB)，用以存放程序、一些原始数据和表格。
但也有一些单片机内部不带ROM／EPBOM，如8031、8032、80C31等。
④四个8位并行I／O(输入／输出)接口P0—P3，每个口可以用作输入，也可以用作输出。
⑤两个或三个定时／计数器，每个定时／计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。
⑥五个中断源的中断控制系统。
⑦一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I／O口，可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信。
⑧片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接，最高允许振荡频率为12MHz。
/* BYTE Registers */
１sfr P0 = 0x80;
２sfr P1 = 0x90;
３sfr P2 = 0xA0;
４sfr P3 = 0xB0;
５sfr PSW = 0xD0;程序状态字
６sfr ACC = 0xE0;累加器
７sfr B = 0xF0;Ｂ寄存器
８sfr SP = 0x81; 堆栈指针
９sfr DPL = 0x82;ＤＰＴＲ数据指针
１０sfr DPH = 0x83;
１１sfr PCON = 0x87;电源控制寄存器
１２sfr TCON = 0x88;定时／计数控制寄存器
１３sfr TMOD = 0x89; 定时／计数工作方式状态寄存器
１４sfr TL0 = 0x8A;
１５sfr TL1 = 0x8B;
１６sfr TH0 = 0x8C;
１７sfr TH1 = 0x8D;
１８sfr IE = 0xA8;中断允许控制寄存器
１８sfr IP = 0xB8;中断优先级控制寄存器
２０sfr SCON = 0x98;串行口控制寄存器
２１sfr SBUF = 0x99;串行口数据缓冲器
ＰＣ——程序计数器
8051CPU内部结构
1．运算器
包括一个可进行8位算术运算和逻辑运算的ALU单元，8位暂存器1、暂存器2、8位的累加器ACC，寄存器B和程序状态寄存器PSW 等。
ALU：可对数据进行加减乘除与或非异或以及位操作
ACC：累加器ACC，经常作为一个运算数经暂存器2进入ALU的一个输入端，与另一个进入暂存器l的运算数进行运算，运算结果又送回ACC。
除此之外，ACC在8051内部经常作为数据传送的中转站，同一般微处理器一样，它是最繁忙的一个寄存器了。
PSW：程序状态字寄存器，8位，用于标志指令执行后的信息状态，相当于一般微处理器的标志寄存器。
PSW中各位状态供程序查询和判别用。
B：8位寄存器，在乘、除运算时，B寄存器用来存放一个操作数；也用来存放运算后的一部分结果；若不作乘、除运算时，则可作为通用寄存器使用。
805l片内还有一个布尔处理器，它以PSw中的进位标志位C为其累加器，专门用于处理位操作：可执行置位、位清0、位取反、位等于1转移、位等于0转移、位等于l转移并清0以及进位标志位C与其他可位寻址的空间之间进行信息传送等位操作，也能使C与其他可
寻址位之间进行逻辑与、逻辑或操作，结果存放在进位标志位(位累加器)C中。
２控制器
主要包括定时和控制逻辑指令寄存器IR及指令译码器ID
程序计数器PC地址指针ＤＰＴＲ振荡器及定时电路
单片机是程序控制式计算机首先存程序存储器中取出指令发送到IR然后通过ID译码产生一系列符合定时要求的微操作信号控制单片机的各部分动作
控制信号引脚RST、ALE、PSEN和EA
RST／Vp。
(9脚)：RST是复位信号输入端，高电平有效。
当此输入端保持两个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平时，就可以完成复位操作。
RST引脚的第二功能是Vp。
，即备用电源的输入端
ALE／PROG(ADDRESS LATCH BNABLE／PRoGRAMMING，30脚)：地址锁存允许信号端。
当8051上电正常工作后，ALE引脚不断向外输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率fosc 的l／6。
因而ALE信号可以用作对外输出时钟或定时信号。
如果你想看一下8051芯片的好坏，可用示波器查看ALE 端是否有脉冲信号输出，如有脉冲信号输出基本上是好的。
ALE端的负载驱动能力为8个LS型TTL(低功耗甚高速TTL)。
此引脚的第二功能PROG是对片内带有4K EPROM的8751编程写
入(固化程序)时，作为编程脉冲输入端。
PSEN(PROGRAM STORE ENABLE，29脚)：程序存储允许输出信号端。
在访问片外程序存储器时，此端定时输出负脉冲作为读片外存储器的选通信号。
此引脚接EPROM的OE端，PSEN端有效，即允许读出EPROM／ROM中的指令码。
CPU在从外部EPROM／ROM取指期间，PSEN信号在每个机器周期(12个时钟周期)中两次有效。
不过，在访问片外RAM时，要少产生两次PSEN负脉冲信号。
要检查一个8051／8031小系统上电后CPU能否正常到EPROM／ROM中读取指令码，也可用示波器看PSEN端有无脉冲输出，如有，说明基本上工作正常。
EA／VPP(ENABLE ADDRESS／VOI‘TAGE PULSE 0F PROGRAMMING，3l脚)：外部程序存储器地址允许输入端／固化编程电压输入端。
当EA引脚接高电平时，CPU只访问片内EPROM／ROM并执行内部程序存储器中的指令，但在PC的(程序计数器)值超过0FFFH(对8751／8051为4K)时，将自动转向执行片外程序存储器内的程序。
当输入信号EA引脚接低电平(接地)时，CPU只访问外部EPROM／ROM并执行外部程序存储器中的指令，而不管是否有片内程序存储器。
对于无片内ROM的8031或8032，须外扩EPROM，此时必须将EA引脚接地。
如使用有片内ROM的805l，外扩EPROM也是可
以的，但也要使EA接地。
此引脚的第二功能，是对875l片内EPROM固化编程时，作为施加较高编程电压(一般2lV)输入端。
３存储器
内部数据存储器（ＲＡＭ）１２８Ｂ
内部程序存储器（ＲＯＭ）４ＫＢ
外部扩充数据存储器（ＲＡＭ）６４ＫＢ
外部扩充程序存储器（ＲＯＭ）６４KB
特殊功能寄存器的空间在片内数据存储器RAM的80H ——FFH ４ＩＯ口单独的WORD文档
5中断、串行口和定时器
TCON
TMOD
SCON
通常为０Ｘ５０
ＩＥ。