單片機硬體結構

『壹』 單片機有哪幾部分組成各個部分的功能是什麼

運算器、控制器、主要寄存器。

一、運算器

運算器由運算部件——算術邏輯單元（Arithmetic & Logical Unit，簡稱ALU）、累加器和寄存器等幾部分組成。

運算器的基本功能是完成對各種數據的加工處理，例如算術四則運算，與、或、求反等邏輯運算，算術和邏輯移位操作，比較數值，變更符號，計算主存地址等。

二、控制器

控制器由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成，是發布命令的「決策機構」，即協調和指揮整個微機系統的操作。其主要功能有：

1、從內存中取出一條指令，並指出下一條指令在內存中的位置。

2、對指令進行解碼和測試，並產生相應的操作控制信號，以便於執行規定的動作。

3、指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。

三、主要寄存器

寄存器就是與單片機進行交互的介面,，單片機的每個功能,，都可能有若干對應的控制寄存器/數據寄存器/狀態寄存器,，通過這些寄存器可以讓單片機實現特定的功能。

(1)單片機硬體結構擴展閱讀：

單片機的應用：

單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網路通訊與數據傳輸；

工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程式控制玩具、電子寵物等等；

這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械以及各種智能機械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。

參考資料來源：網路——單片機

『貳』 8051單片機的內部硬體結構包括哪些

8051單片機：
1、有一個CPU用來運算和控制，
2、有四個並行IO口，分別是P0、P1、P2、P3，
3、有ROM，用來存放程序，
4、有RAM，用來存放中間結果，
5、定時計數器，
6、串列IO口，
7、中斷系統，
8、一個內部的時鍾電路。

『叄』 單片機的基本組成部分是什麼

原發布者:www13974842010
單片機的基本組成在講單片機的組成之前我們先來說一下大家都熟知的計算機一、計算機的經典結構在設計計算機時匈牙利籍數學家馮.諾依曼提出的「程序存儲」和「二進制運算」的思想。1、二進制運算決定了計算機的硬體結構。二進制運算包括二進制算術運算和邏輯運算（邏輯運算的基礎是邏輯代數，又稱布爾代數）。邏輯量只表示兩種不同的狀態，可以對應電子線路中的電阻高低、二極體、三極體的通斷等。因此，二進制運算決定了計算機可以由電子元器件，特別是集成電路組成。2、程序存儲決定了軟體控制硬體工作。因此，計算機的基本結構包括硬體和軟體兩部分。計算機的工作原理：由輸入設備將軟體送入存儲器，然後由控制器逐條取出存儲器中的控制軟體，並運行，再將運行結果送到輸出設備。3、計算機的經典結構根據以上思路，計算機由運算器、控制器、存儲器和輸入設備、輸出設備組成。圖1.1.1計算機經典結構圖對經典結構中各部分有機組合，就構成了微型計算機。由於各部分的具體電路（元器件及元器件的組合方式）不同，又形成了各種應用形態。二、微型計算機（Microcomputer）組成及應用形態1、微型計算機組成將經典結構中的運算器、控制器組合在一起，再增加一些寄存器等，集成為一個晶元，這個晶元稱為微處理器（Microcontroller），即CPU(CenterProcessingUnit)。這樣微型計算機就由CPU、存儲器、輸入/輸出（I/O）介面組成。再配以輸入/輸出（I/O）設備和軟體，就構成了微型計算機

『肆』 單片機基本結構

單片機，全稱單片微型計算機，又稱微控制器，是把中央處理器、存儲器、定時/計數器、各種輸入輸出介面等都集成在一塊集成電路晶元上的微型計算機。 單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。

基本結構
1.運算器

運算器由運算部件——算術邏輯單元(Arithmetic&Logical Unit，簡稱ALU)、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數據進行算術或邏輯運算，輸入來源為兩個8位數據，分別來自累加器和數據寄存器。ALU能完成對這兩個數據進行加、減、與、或、比較大小等操作，最後將結果存入累加器。例如，兩個數6和7相加，在相加之前，操作數6放在累加器中，7放在數據寄存器中，當執行加法指令時，ALU即把兩個數相加並把結果13存入累加器，取代累加器原來的內容6。

運算器有兩個功能：

(1) 執行各種算術運算。

(2) 執行各種邏輯運算，並進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。

運算器所執行全部操作都是由控制器發出的控制信號來指揮的，並且，一個算術操作產生一個運算結果，一個邏輯操作產生一個判決。

2.控制器

控制器由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成，是發布命令的「決策機構」，即協調和指揮整個微機系統的操作。其主要功能有：

(1) 從內存中取出一條指令，並指出下一條指令在內存中的位置。

(2) 對指令進行解碼和測試，並產生相應的操作控制信號，以便於執行規定的動作。

(3) 指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。

微處理器內通過內部匯流排把ALU、計數器、寄存器和控制部分互聯，並通過外部匯流排與外部的存儲器、輸入輸出介面電路聯接。外部匯流排又稱為系統匯流排，分為數據匯流排DB、地址匯流排AB和控制匯流排CB。通過輸入輸出介面電路，實現與各種外圍設備連接。

3.主要寄存器

(1)累加器A

圖1-2 單片機組成框圖

累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術和邏輯運算時它有雙功能：運算前，用於保存一個操作數;運算後，用於保存所得的和、差或邏輯運算結果。

(2)數據寄存器DR

數據寄存器通過數據匯流排向存儲器和輸入/輸出設備送(寫)或取(讀)數據的暫存單元。它可以保存一條正在解碼的指令，也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數據位元組等等。

(3)指令寄存器IR和指令解碼器ID

指令包括操作碼和操作數。

指令寄存器是用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先把它從內存中取到數據寄存器中，然後再傳送到指令寄存器。當系統執行給定的指令時，必須對操作碼進行解碼，以確定所要求的操作，指令解碼器就是負責這項工作的。其中，指令寄存器中操作碼欄位的輸出就是指令解碼器的輸入。

(4)程序計數器PC

PC用於確定下一條指令的地址，以保證程序能夠連續地執行下去，因此通常又被稱為指令地址計數器。在程序開始執行前必須將程序的第一條指令的內存單元地址(即程序的首地址)送入PC，使它總是指向下一條要執行指令的地址。

(5)地址寄存器AR

地址寄存器用於保存當前CPU所要訪問的內存單元或I/O設備的地址。由於內存與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內存讀/寫操作完成為止。

顯然，當CPU向存儲器存數據、CPU從內存取數據和CPU從內存讀出指令時，都要用到地址寄存器和數據寄存器。同樣，如果把外圍設備的地址作為內存地址單元來看的話，那麼當CPU和外圍設備交換信息時，也需要用到地址寄存器和數據寄存器。

『伍』 MCS-51單片機內部結構由哪幾部分組成

單片機與微型計算機都是由CPU、存儲器和輸入/輸出介面等組成的。

單片機（Single-Chip Microcomputer）是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能。

集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發展到現在的300M的高速單片機。

特點：

單片機的特點可歸納為以下幾個方 面：集成度高；存儲容量大；外部擴展能力強；控制功能強。

1、從內部的硬體到軟體有一套完整的按位操作系統，稱作位處理器，處理對象不是字或位元組而是位。不但能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理，如傳送、置位、清零、測試等，還能進行位的邏輯運算，其功能十分完備，使用起來得心應手。

2、同時在片內RAM區間還特別開辟了一個雙重功能的地址區間，使用極為靈活，這一功能無疑給使用者提供了極大地方便。

3、乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘法功能，作乘法時還得編上一段子程序調用，十分不便。

『陸』 AT89S51單片機的片內硬體結構有什麼

（1）CPU（微處理器）AT89S51單片機中有1個8位的CPU，與通用的CPU基本相同，同樣包括了運算器和控制器兩大部分，此外還有面向控制的位處理功能。

（2）數據存儲器（RAM） 片內為128B（增強型的52子系列為256B），片外最多可外擴64KB。片內128B的RAM以高速RAM的形式集成在單片機內，可以加快單片機運行的速度，而且這種結構的RAM還可以降低功耗。

（3）程序存儲器（Flash ROM） 它用來存儲程序。AT89S51片內集成4KB的Flash存儲器（AT89S52片內則集成了8KB的Flash存儲器，AT89C55片內集成了20KB的Flash存儲器），如果片內程序存儲器容量不夠，片外最多可外擴至64KB。

（4）中斷系統具有6個中斷源，2級中斷優先權。

（5）定時器/計數器片內有2個16位的定時器/計數器（增強型的52子系列有3個16位的定時器/計數器），具有4種工作方式。

（6）1個看門狗定時器WDT，WDT提供了當CPU由於干擾使程序陷入死循環或跑飛狀態時而使程序恢復正常運行的有效手段。

（7）串列口 1個全雙工的非同步串列口，具有4種工作方式。可進行串列通信，擴展並行I/O口，還可與多個單片機相連構成多機系統。

（8） Pl口、P2口、P3口和PO口 4個8位並行I/O口。

（9）特殊功能寄存器（SFR） 共有26個特殊功能寄存器，用於CPU對片內各功能部件進行管理、控制和監視。特殊功能寄存器實際上是片內各個功能部件的控制寄存器和狀態寄存器，這些特殊功能寄存器映射在片內RAM區80H～FFH的地址區間內。

AT89S51完全兼容AT89C51單片機。使用AT89C51單片機的系統在充分保留原來軟、硬體的條件下，完全可以用AT89S51直接代換。

『柒』 8051單片機的內部硬體結構包括哪五大部分

8051單片機的內部硬體結構包括：

1、中央處理器CPU：它是單片機內部的核心部件，決定了單片機的主要功能特性，由運算器和控制器兩大部分組成。

2、存儲器：8051單片機在系統結構上採用了哈佛型，將程序和數據分別存放在兩個存儲器內，一個稱為程序存儲器，另一個為數據存儲器在物理結構上分程序存儲器和數據存儲器，有四個物理上相互獨立的存儲空間，即片內ROM和片外ROM，片內RAM和片外RAM。

3、定時器／計數器（T／C）：8051單片機內有兩個16位的定時器／計數器，每個T／C既可以設置成計數方式，也可以設置成定時方式，並以其定時計數結果對計算機進行控制。

4、並行I／O口：8051有四個8位並行I／O介面（P0～P3），以實現數據的並行輸入輸出。

5、串列口：8051單片機有一個全雙工的串列口，可實現單片機和單片機或其他設備間的串列通信。

6、中斷控制系統：8051共有5個中斷源，非為高級和低級兩個級別它可以接收外部中斷申請、定時器／計數器申請和串列口申請，常用於實時控制、故障自動處理、計算機與外設間傳送數據及人機對話等。

(7)單片機硬體結構擴展閱讀：

單片機不是完成某一個邏輯功能的晶元，而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I／O設備。

概括的講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。

單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。

『捌』 簡述單片機的基本結構與功能

單片機的基本結構：運算器、控制器、主要寄存器。運算器功能：執行各種算術運算；執行各種邏輯運算，並進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。主要寄存器功能：用於保存當前CPU所要訪問的內存單元或I/O設備的地址。

控制器功能：從內存中取出一條指令，並指出下一條指令在內存中的位置；對指令進行解碼和測試，並產生相應的操作控制信號，以便於執行規定的動作；指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。

(8)單片機硬體結構擴展閱讀

應用范圍：單片機滲透到我們生活的各個領域。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網路通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制等等。

還有自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械以及各種智能機械。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。