單片機的結構圖

❶ MCS-51系列單片機包括哪幾個主要部件各自的邏輯功能如何急！！！

MCS-51單片機存儲器結構2008年06月01日 星期日 12:31MCS-51單片機在物理結構上有四個存儲空間：

1、片內程序存儲器
2、片外程序存儲器
3、片內數據存儲器
4、片外數據存儲器

但在邏輯上，即從用戶的角度上，8051單片機有三個存儲空間：

1、片內外統一編址的64K的程序存儲器地址空間（MOVC）
2、256B的片內數據存儲器的地址空間（MOV）
3、以及64K片外數據存儲器的地址空間（MOVX）
在訪問三個不同的邏輯空間時，應採用不同形式的指令（具體我們在後面的指令系統學習時將會講解），以產生不同的存儲器空間的選通信號。

程序內存ROM

定址范圍：0000H ~ FFFFH 容量64KB
EA = 1，定址內部ROM；EA = 0，定址外部ROM
地址長度：16位
作用： 存放程序及程序運行時所需的常數。
七個具有特殊含義的單元是：
0000H —— 系統復位，PC指向此處；
0003H —— 外部中斷0入口
000BH —— T0溢出中斷入口
0013H —— 外中斷1入口
001BH —— T1溢出中斷入口
0023H —— 串口中斷入口
002BH —— T2溢出中斷入口

內部數據存儲器RAM
物理上分為兩大區：00H ~ 7FH即128B內RAM 和 SFR區。
作用：作數據緩沖器用。

下圖是8051單片機存儲器的空間結構圖

程序存儲器

一個微處理器能夠聰明地執行某種任務，除了它們強大的硬體外，還需要它們運行的軟體，其實微處理器並不聰明，它們只是完全按照人們預先編寫的程序而執行之。那麼設計人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲器中，俗稱只讀程序存儲器（ROM）。程序相當於給微處理器處理問題的一系列命令。其實程序和數據一樣，都是由機器碼組成的代碼串。只是程序代碼則存放於程序存儲器中。
MCS-51具有64kB程序存儲器定址空間，它是用於存放用戶程序、數據和表格等信息。對於內部無ROM的8031單片機，它的程序存儲器必須外接，空間地址為64kB，此時單片機的端必須接地。強制CPU從外部程序存儲器讀取程序。對於內部有ROM的8051等單片機，正常運行時，則需接高電平，使CPU先從內部的程序存儲中讀取程序，當PC值超過內部ROM的容量時，才會轉向外部的程序存儲器讀取程序。
當=1時，程序從片內ROM開始執行，當PC值超過片內ROM容量時會自動轉向外部ROM空間。
當=0時，程序從外部存儲器開始執行，例如前面提到的片內無ROM的8031單片機，在實際應用中就要把8031的引腳接為低電平。
8051片內有4kB的程序存儲單元，其地址為0000H—0FFFH，單片機啟動復位後，程序計數器的內容為0000H，所以系統將從0000H單元開始執行程序。但在程序存儲中有些特殊的單元，這在使用中應加以注意：
其中一組特殊是0000H—0002H單元，系統復位後，PC為0000H，單片機從0000H單元開始執行程序，如果程序不是從0000H單元開始，則應在這三個單元中存放一條無條件轉移指令，讓CPU直接去執行用戶指定的程序。
另一組特殊單元是0003H—002AH，這40個單元各有用途，它們被均勻地分為五段，它們的定義如下：
0003H—000AH 外部中斷0中斷地址區。
000BH—0012H 定時/計數器0中斷地址區。
0013H—001AH 外部中斷1中斷地址區。
001BH—0022H 定時/計數器1中斷地址區。
0023H—002AH 串列中斷地址區。
可見以上的40個單元是專門用於存放中斷處理程序的地址單元，中斷響應後，按中斷的類型，自動轉到各自的中斷區去執行程序。從上面可以看出，每個中斷服務程序只有8個位元組單元，用8個位元組來存放一個中斷服務程序顯然是不可能的。因此以上地址單元不能用於存放程序的其他內容，只能存放中斷服務程序。但是通常情況下，我們是在中斷響應的地址區安放一條無條件轉移指令，指向程序存儲器的其它真正存放中斷服務程序的空間去執行,這樣中斷響應後，CPU讀到這條轉移指令，便轉向其他地方去繼續執行中斷服務程序。

下圖是ROM的地址分配圖：

從上圖中大家可以看到，0000H-0002H，只有三個存儲單元，3個存儲單元在我們的程序存放時是存放不了實際意義的程序的，通常我們在實際編寫程序時是在這里安排一條ORG指令，通過ORG指令跳轉到從0033H開始的用戶ROM區域，再來安排我們的程序語言。從0033開始的用戶ROM區域用戶可以通過ORG指令任意安排，但在應用中應注意，不要超過了實際的存儲空間，不然程序就會找不到。

數據存儲器

數據存儲器也稱為隨機存取數據存儲器。數據存儲器分為內部數據存儲和外部數據存儲。MCS-51內部RAM有128或256個位元組的用戶數據存儲（不同的型號有分別），片外最多可擴展64KB的RAM，構成兩個地址空間，訪問片內RAM用「MOV」指令，訪問片外RAM用「MOVX」指令。它們是用於存放執行的中間結果和過程數據的。MCS-51的數據存儲器均可讀寫，部分單元還可以位定址。
MCS-51單片機的內部數據存儲器在物理上和邏輯上都分為兩個地址空間，即：
數據存儲器空間（低128單元）；
特殊功能寄存器空間（高128單元）；
這兩個空間是相連的，從用戶角度而言，低128單元才是真正的數據存儲器。下面我們就來詳細的與大家講解一下：

低128單元：
片內數據存儲器為8位地址，所以最大可定址的范圍為256個單元地址，對片外數據存儲器採用間接定址方式，R0、R1和DPTR都可以做為間接定址寄存器，R0、R1是8位的寄存器，即R0、R1的定址范圍最大為256個單元，而DPTR是16位地址指針，定址范圍就可達到64KB。也就是說在定址片外數據存儲器時，定址范圍超過了256B，就不能用R0、R1做為間接定址寄存器，而必須用DPTR寄存器做為間接定址寄存器。

從上圖中我們可以看到，8051單片機片內RAM共有256個單元（00H-FFH），這256個單元共分為兩部分。其一是地址從00H—7FH單元（共128個位元組）為用戶數據RAM。從80H—FFH地址單元（也是128個位元組）為特殊寄存器（SFR）單元。從圖1中可清楚地看出它們的結構分布。

1、通用寄存器區（00H-1FH）
在00H—1FH共32個單元中被均勻地分為四塊，每塊包含八個8位寄存器，均以R0—R7來命名，我們常稱這些寄存器為通用寄存器。這四塊中的寄存器都稱為R0—R7，那麼在程序中怎麼區分和使用它們呢？聰明的INTEL工程師們又安排了一個寄存器——程序狀態字寄存器（PSW）來管理它們，CPU只要定義這個寄存的PSW的D3和D4位（RS0和RS1），即可選中這四組通用寄存器。對應的編碼關系如下表所示。惹程序中並不需要用4組，那麼其餘的可用做一般的數據緩沖器，CPU在復位後，選中第0組工作寄存器。

2、位定址區（20H-2FH）
片內RAM的20H—2FH單元為位定址區，既可作為一般單元用位元組定址，也可對它們的位進行定址。位定址區共有16個位元組，128個位，位地址為00H—7FH。位地址分配如下表所示：

++++++++

CPU能直接定址這些位，執行例如置「1」、清「0」、求「反」、轉移，傳送和邏輯等操作。我們常稱MCS-51具有布爾處理功能，布爾處理的存儲空間指的就是這些為定址區。

3、用戶RAM區（30H-7FH）
在片內RAM低128單元中，通用寄存器佔去32個單元，位定址區佔去16個單元，剩下的80個單元就是供用戶使用的一般RAM區了，地址單元為30H-7FH。對這部份區域的使用不作任何規定和限制，但應說明的是，堆棧一般開辟在這個區域。

高128單元：（80H-FFH）
前面提到，在片內的RAM中，高128位是專用寄存器區，因這節比較重要，所以我們單獨的安排一節課跟大家介紹。下節課我們就重點介紹51單片機片內RAM的高128位，即專用寄存器區

❷ 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。

❸ MC908GP32單片機的內部結構簡圖

單片機(以下簡稱GP32單片機)的三種封裝形式只是引腳數量和形式有所區別，其它方面是一致的。圖中I/O口是按 44引腳的GP32給出的，對於42引腳的GP32單片機則沒有PTC5、PTC6兩個引腳，對於40引腳的GP32單片機則沒有PTC5、PTC6及 PTD6/T2CH0、PTD7/T2CH1四個引腳。
從內部結構簡圖可以看出，GP32內部有祥搏擾以下主謹旦要部分：CPU08、存儲器、定時器介面模塊、定時基模塊、看門狗模塊、通用I/O介面、串列通信介面 SCI、串列外設介面SPI、斷點模塊、A/D轉銀襲換模塊、鍵盤中斷模塊、時鍾發生模塊及鎖相環電路、低電壓禁止模塊、復位與中斷模塊、監控模塊MON和系統設置模塊。

❹ MCS-51單片機內部包含哪些主要邏輯功能部件

MCS-51單片機內部包含哪些主要邏輯功能部件有：(1)1個8位的微處理器CPU。(2)8KB的片內程序存儲器Flash ROM(51子系列的Flash ROM為4KB)，用於燒錄運行的程序、常數數據。(3)256B的片內數據存儲器RAM(51子系列的RAM為128B)，在程序運行時可以隨時寫入數據和讀出，用於存放函數相互傳遞的數據、接收的外部數據、中間結果、最後結果以及顯示的數據等。(4)3個16位的定時器/計數器(51子系列僅有2個定時器)，每個定時器/計數器可以設置為計數方式，用於對外部事件信號進行計數，也可以設置為定時方式，滿足各種定時要求。(5)有一個管理6個中斷源(51子系列1是5個中斷源)、兩個優先順序的中斷控制器。(6)4個8位並行I/O端，每個埠既可以用作輸入，也可以用於輸出。(7)一個全雙工的UART(通用非同步接收發送器)串列I/O口，用於單片機之間的串列通信，或者單片機與PC機、其它設備、其它晶元之間的串列通信。(8)片內振盪電路和時鍾發生器，只需外面接上一晶振或輸入振盪信號就可產生單片機所需要的各種時鍾信號。

❺ 51單片機的結構組成

上圖就是我們要研究學習的對象，51單片機摧部結構圖了。大家看看上圖，中間的一條雙橫線就是51單片機的內部匯流排了。其它的部件都是通過內部的匯流排與CPU相聯接的，在第一節課時我們已跟大家講述過，8051單片機是匯流排結構的。下面我們就51單片機內部的單個部件與大家進行講解。
中央處理器（CPU）：
剛跟大家講過，需要提醒的是MCS-51的CPU能處理8位二進制數或代碼。CPU是單片機的主要核心部件，在CPU裡麵包含了運算器、控制器以及若干寄存器等部件給成。
內部數據存儲器（RAM）：
MCS-51單片機晶元共有256個RAM單元，其中後128單元被專用寄存器佔用（稍後我們詳解），能作為寄存器供用戶使用的只是前128單元，用於存放可讀寫的數據。因此通常所說的內部數據存儲器就是指前128單元，簡稱內部RAM。地址范圍為00H~FFH（256B）。是一個多用多功能數據存儲器，有數據存儲、通用工作寄存器、堆棧、位地址等空間。
內部程序存儲器（ROM）：
在前面也已講過，MCS-51內部有4KB/8KB位元組的ROM（51系列為4KB，51系列為8KB），用於存放程序、原始數據或表格。因此稱之為程序存儲器，簡稱內部RAM。地址范圍為0000H~FFFFH（64KB）。
定時器/計數器
51系列共有2個16位的定時器/計數器（52系列共有3個16位的定時器/計數器），以實現定時或計數功能，並以其定時或計數結果對計算機進行控制。定時時靠內部分頻時鍾頻率計數實現，做計數器時，對P3.4（T0）或P3.5（T1）埠的低電平脈沖計數。
並行I/O口
MCS-51共有4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）以實現數據的輸入輸出。具體功能在後面章節中將會詳細論述。
串列口
MCS-51有一個可編程的全雙工的串列口，以實現單片機和其它設備之間的串列數據傳送。該串列口功能較強，既可作為全雙工非同步通信收發器使用，也可作為移位器使用。RXD（ P3.0）腳為接收埠，TXD（P3.1）腳為發送埠。
中斷控制系統
MCS-51單片機的中斷功能較強，以滿足不同控制應用的需要。51系列有5個中斷源（52系列有6個中斷源），即外中斷2個，定時中斷2個，串列中斷1個，全部中斷分為高級和低級共二個優先順序別，優先順序別的設置我們也將在後面進行詳細的講解。
定時與控制部件
MCS-51單片機內部有一個高增益的反相放大器，基輸入端為XTAL1輸出端為XTAL2。MCS-51晶元的內部有時鍾電路，但石英晶體和微調電容需外接。時鍾電路為單片機產生時鍾脈沖序列。

❻ 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。

(6)單片機的結構圖擴展閱讀：

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。

❼ 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。

❽ 51單片機的硬體結構

本文主要講解51單片機的硬體結構,而且只介紹重點知識。

由上圖可以看出，51單片機組成結構包括以下幾個部分：

時序信號：一類用於片內各功能的部件的控制，另一類用於片外存儲器或IO埠的控制（這個對用戶來說是比較重要的，在定時器部分會講）

通過修改PSW中的RS1、RS0兩位的狀態，就能任選一個工作寄存器區。這個特點提高了MCS-51現場保護和現場恢復的速度。對於提高CPU的工作效率和響應中斷的速度是很有利的。若在一個實際的應用系統中，不需要四組工作寄存器，那麼這個區域中多餘單元可以作為一般的數據緩沖器使用。

按存儲結構可分為二類：一類是哈佛結構，另一類是普林斯頓結構。
①哈佛結構
哈佛結構是程序存儲器地址空間與數據存儲器地址空間分開的單片機結構，如80C51單片機採用哈佛結構，所以80C51單片機的程序存儲器地址空間與數據存儲器地址空間是分開的，各有64K存儲空間。

②普林斯頓結構
普林斯頓結構是程序存儲器地址空間與數據存儲器地址空間合並的單片機結構，如MCS-96單片機採用普林斯頓結構，所以MCS-96單片機的程序存儲器地址空間與數據存儲器地址空間是合並的，共有64K存儲空間。

P3口還有第二功能,表如下：

若TI 或 RI 被置位，必須用軟體清零，硬體不能將其清零。

在不設置IP優先順序寄存器的話，單片機內部會按這個默認順序優先順序去響應各個中斷。

上電復位後除埠鎖存器，堆棧指針，SBUF外，單片機內部的復位電路向所有的特殊功能寄存器寫入00H。SBUF的值是不能確定的。
復位還使ALE和PSEN信號變為無效（高電平），而內部RAM不受影響。但由於VCC上電復位後，RAM內容不定，除非是退回低功耗方式的復位。

❾ 51單片機cpu組成部分

51單片機是一個大規模集成電路封裝而成的一個集成塊，具備有單獨工作的基本性能。

1,振盪器及定時；2,2×16位定時器；3,8051cpu;4,64kB匯流排擴展控制器；5,可編程I/O;6,串列口；7,4kB/8KB程序存儲器；128B/256B數據存儲器。更詳細的結構見下圖：

❿ mcs-51單片機是由哪些部分組成的

1.一個8位的微處理器CPU
2.片內數據存儲器RAM
3.片內程序存儲器ROM
4.四個8位I/O口
5.兩個定時/計數器
6.5個中斷源的中斷控制系統
7.一個全雙工串列口
8.片內振盪器和時鍾產生路
以上各部分通過內部數據匯流排相連接