單片機的內部結構

❶ 單片機的結構

一、單片機的外部結構

拿到一塊晶元，想要使用它，首先必須要知道怎樣連線，我們用的一塊稱之為89C51的晶元，下面我們就看一下如何給它連線。 1、 電源：這當然是必不可少的了。單片機使用的是5V電源，其中正極接40引腳，負極（地）接20引腳。 2、 振蒎電路：單片機是一種時序電路，必須提供脈沖信號才能正常工作，在單片機內部已集成了振盪器，使用晶體振盪器，接18、19腳。只要買來晶振，電容，連上就可以了，按圖1接上即可。 3、 復位引腳：按圖1中畫法連好，至於復位是何含義及為何需要復要復位，在單片機功能中介紹。 4、 EA引腳：EA引腳接到正電源端。 至此，一個單片機就接好，通上電，單片機就開始工作了。

我們的第一個任務是要用單片機點亮一隻發光二極體LED，顯然，這個LED必須要和單片機的某個引腳相連，否則單片機就沒法控制它了，那麼和哪個引腳相連呢？單片機上除了剛才用掉的5個引腳，還有35個，我們將這個LED和1腳相連。

當1腳是高電平時，LED不亮，只有1腳是低電平時，LED才發亮。因此要1腳我們要能夠控制，也就是說，我們要能夠讓1引腳按要求變為高或低電平。即然我們要控制1腳，就得給它起個名字，總不能就叫它一腳吧？叫它什麼名字呢？設計51晶元的INTEL公司已經起好了，就叫它P1.0，這是規定，不可以由我們來更改。

名字有了，我們又怎樣讓它變'高'或變'低'呢？叫人做事，說一聲就可以，這叫發布命令，要計算機做事，也得要向計算機發命令，計算機能聽得懂的命令稱之為計算機的指令。讓一個引腳輸出高電平的指令是SETB，讓一個引腳輸出低電平的指令是CLR。因此，我們要P1.0輸出高電平，只要寫SETB P1.0，要P1.0輸出低電平，只要寫 CLR P1.0就可以了。

現在我們已經有辦法讓計算機去將P10輸出高或低電平了，但是我們怎樣才能計算機執行這條指令呢？總不能也對計算機也說一聲了事吧。要解決這個問題，還得有幾步要走。第一，計算機看不懂SETB CLR之類的指令，我們得把指令翻譯成計算機能懂的方式，再讓計算機去讀。計算機能懂什麼呢？它只懂一樣東西——數字。因此我們得把SETB P1.0變為（D2H,90H ），把CLR P1.0變為 （C2H,90H ），至於為什麼是這兩個數字，這也是由51晶元的設計者--INTEL規定的，我們不去研究。第二步，在得到這兩個數字後，怎樣讓這兩個數字進入單片機的內部呢？這要藉助於一個硬體工具"編程器"。

我們將編程器與電腦連好，運行編程器的軟體，然後在編緝區內寫入（D2H,90H），寫入……好，拿下片子，把片子插入做好的電路板，接通電源……什麼?燈不亮？這就對了，因為我們寫進去的指令就是讓P10輸出高電平，燈當然不亮，要是亮就錯了。現在我們再撥下這塊晶元，重新放回到編程器上，將編緝區的內容改為（C2H,90H），也就是CLR P1.0，寫片，拿下片子，把片子插進電路板，接電，好，燈亮了。因為我們寫入的（）就是讓P10輸出低電平的指令。這樣我們看到，硬體電路的連線沒有做任何改變，只要改變寫入單片機中的內容，就可以改變電路的輸出效果。

二、單片機內部結構分析 我們來思考一個問題，當我們在編程器中把一條指令寫進單片要內部，然後取下單片機，單片機就可以執行這條指令，那麼這條指令一定保存在單片機的某個地方，並且這個地方在單片機掉電後依然可以保持這條指令不會丟失，這是個什麼地方呢？這個地方就是單片機內部的只讀存儲器即ROM（READ ONLY MEMORY）。為什麼稱它為只讀存儲器呢？剛才我們不是明明把兩個數字寫進去了嗎？原來在89C51中的ROM是一種電可擦除的ROM，稱為FLASH ROM，剛才我們是用的編程器，在特殊的條件下由外部設備對ROM進行寫的操作，在單片機正常工作條件下，只能從那面讀，不能把數據寫進去，所以我們還是把它稱為ROM。

❷ 51系列單片機的內部結構由什麼組成

51子系列單片機由CPU、數據存儲器RAM、程序存儲器ROM、特殊功能寄存器、4個I/O口、串列口、定時器/計數器、中斷系統等八個功能部件組成。
CPU由累加器A、暫存器1、2、ALU、PSW等組成
數據存儲器由RAM地址寄存器、RAM單元等組成。
程序存儲器指EPROM或 ROM。
SFR指P0、P1、P2、P3鎖存器、B、DPTR等。

❸ 51單片機內部包含哪些主要功能部件各功能部件的主要作用是什麼

51單片機內部包含的功能組件及作用主要有：

1、cpu主晶元（內部通過匯流排連接擴展的設備）

2、時鍾電路（為單片機提供震盪脈沖）

3、電源電路（為單片機提供電源）

4、內部數據存儲器RAM（包括通用數據寄存器和專用寄存器SFR，主要是數據存儲區。）

5、程序存儲器ROM（主要是存儲程序，51系列有4K內部程序ROM，可以外擴64K。）

6、並行埠4*8位（P0，P1，P2，P3主要是數據交換介面。）

7、串列口（TXD，RXD用於串口通信。）

8、中斷系統（外中斷0，定時計數T0，外中斷1，定時計數T1，串口中斷。）

9、定時/計數器（16位用於外部的計數和定時功能。）

(3)單片機的內部結構擴展閱讀

Proteus 自從有了單片機也就有了開發系統，隨著單片機的發展開發系統也在不斷發展。 keil是一種先進的單片機集成開發系統。它代表著匯編語言單片機開發系統的最新發展，首創多項便利技術，將開發的編程、模擬、調試、寫入、加密等所有過程一氣呵成，中間不須任何編譯或匯編。

功能特性

1、可以模擬63K程序空間,接近64K 的16位地址空間。

2、可以模擬64Kxdata 空間,全部64K 的16位地址空間。

3、可以真實模擬全部32 條IO腳。

4、完全兼容keilC51 UV2 調試環境,可以通過UV2 環境進行單步,斷點, 全速等操作。

5、可以使用C51語言或者ASM匯編語言進行調試。

6、可以非常方便地進行所有變數觀察,包括滑鼠取值觀察,即滑鼠放在某 變數上就會立即顯示出它此的值。

7、可選 使用用戶晶振，支持0－40MHZ晶振頻率。

8、片上帶有768位元組的xdata,您可以在模擬時選 使用他們,進行xdata 的模擬。

9、可以模擬雙DPTR 指針。

10、可以模擬去除ALE 信號輸出。

11、自適應300-38400bps 的所有波特率通訊。

12、體積非常細小,非常方便插入到用戶板中.插入時緊貼用戶板,沒有連接電纜,這樣可以有效地減少運行中的干擾,避免模擬時出現莫名其妙的故障。

13、模擬插針採用優質鍍金插針,可以有效地防止日久生銹,選擇優質園腳IC插座，保護模擬插針，同時不會損壞目標板上的插座. 。

14、模擬時監控和用戶代碼分離,不可能產生不能模擬的軟故障。

15、RS-232介面不計成本採用MAX202集成電路,串列通訊穩定可靠,絕非一般三極體的簡易電路可比。

參考資料網路--51單片機

❹ 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。

❺ 單片機中的內部結構

第一，因為51單片機有P0和P2組成的16位地址匯流排，所以外擴的地址范圍是64K。
第二，DB是不能定義16位數的，定義十六位數，可以用DW來定義。這里的代碼編譯無法通過。

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)單片機的內部結構擴展閱讀：

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。

❼ 單片機內部由哪幾部分構成各部分電路的主要功能是什麼

綜述：單片微型計算機是製作在一塊集成電路晶元上的計算機，簡稱單片機。它包括微處理器（CPU）,用RAM構成的數據存儲器，用ROM構成的程序存儲器，定時/計數器，各種輸入/輸出（I/O）介面和功能單元。可獨立地進行工作。其中微處理器作用讀入和分析每一條指令，根據指令的功能控制單片機的各功能不剪執行指定的運算和操作。

單片機又稱單片微控制器，它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。

歷史沿襲

從二十世紀九十年代開始，單片機技術就已經發展起來，隨著時代的進步與科技的發展，目前該技術的實踐應用日漸成熟，單片機被廣泛應用於各個領域。現如今，人們越來越重視單片機在智能電子技術方面的開發和應用，單片機的發展進入到新的時期，無論是自動測量還是智能儀表的實踐，都能看到單片機技術的身影。

❽ 單片機內部結構主要有哪些組成以及它的功能

單片機內部結構及其功能：
CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統和部分外部特殊功能寄存器;
RAM：用以存放可以讀寫的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據;
ROM：用以存放程序、一些原始數據和表格;
I/O口：四個8位並行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出;
T/C：兩個定時/記數器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數模式;
五個中斷源的中斷控制系統;
一個全雙工UART(通用非同步接收發送器)的串列I/O口，用於實現單片機之間或單片機與微機之間的串列通信;
片內振盪器和時鍾產生電路，石英晶體和微調電容需要外接。

❾ 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。

(9)單片機的內部結構擴展閱讀：

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