浅谈对51单片机基本结构的了解

⑴ 51单片机的结构组成

上图就是我们要研究学习的对象，51单片机摧部结构图了。大家看看上图，中间的一条双横线就是51单片机的内部总线了。其它的部件都是通过内部的总线与CPU相联接的，在第一节课时我们已跟大家讲述过，8051单片机是总线结构的。下面我们就51单片机内部的单个部件与大家进行讲解。
中央处理器（CPU）：
刚跟大家讲过，需要提醒的是MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。CPU是单片机的主要核心部件，在CPU里面包含了运算器、控制器以及若干寄存器等部件给成。
内部数据存储器（RAM）：
MCS-51单片机芯片共有256个RAM单元，其中后128单元被专用寄存器占用（稍后我们详解），能作为寄存器供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。地址范围为00H~FFH（256B）。是一个多用多功能数据存储器，有数据存储、通用工作寄存器、堆栈、位地址等空间。
内部程序存储器（ROM）：
在前面也已讲过，MCS-51内部有4KB/8KB字节的ROM（51系列为4KB，51系列为8KB），用于存放程序、原始数据或表格。因此称之为程序存储器，简称内部RAM。地址范围为0000H~FFFFH（64KB）。
定时器/计数器
51系列共有2个16位的定时器/计数器（52系列共有3个16位的定时器/计数器），以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。定时时靠内部分频时钟频率计数实现，做计数器时，对P3.4（T0）或P3.5（T1）端口的低电平脉冲计数。
并行I/O口
MCS-51共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）以实现数据的输入输出。具体功能在后面章节中将会详细论述。
串行口
MCS-51有一个可编程的全双工的串行口，以实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为移位器使用。RXD（ P3.0）脚为接收端口，TXD（P3.1）脚为发送端口。
中断控制系统
MCS-51单片机的中断功能较强，以满足不同控制应用的需要。51系列有5个中断源（52系列有6个中断源），即外中断2个，定时中断2个，串行中断1个，全部中断分为高级和低级共二个优先级别，优先级别的设置我们也将在后面进行详细的讲解。
定时与控制部件
MCS-51单片机内部有一个高增益的反相放大器，基输入端为XTAL1输出端为XTAL2。MCS-51芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。

⑵ 51单片机与通用微机相比,结构上有哪些主要特点

相同点：
都是计算机
不同点：
51单片机为8位，现在的通用微机处理器通常都为64位。
51单片机主频一般不超过40MHz，现在的通用微机处理器主频通常为1~4GHz（1000~4000Mhz）。
51单片机的I/O（输入/输出）引脚少（只有6~44个，更多的就不是典型的51了），通用微机处理器的I/O引脚多（通常数百个）。
51单片机将程序存储器、数据存储器、处理器还有一些特殊设备（如模拟-数字转换器）等都集成在一块芯片中，系统结构紧凑，功能简单，适合低成本的电器控制。通用微机的程序存储器为硬盘，数据存储器为内存（实际有交错），这些设备以及其他外部设备都在主板上而不是芯片内，系统结构复杂，功能强大，可以实现各种丰富的应用。

简单总结：
这两种计算机是同根同源的，51单片机同样也是一种“通用”计算机，你可以这样理解：
把通用微机的输入、输出设备（键盘、鼠标、显示器等）去除，各种接口（USB等）去除（只剩下串行口和普通I/O），功能简单化，性能降低数千倍（甚至更多），体积缩小到一块0.5到8平方厘米的芯片中，存储器整合至芯片中，价格降低至10元以下，就成了单片机（51是单片机最经典、最流行的一种）。当然，这样的性能让它无法定位在“通用”处理上，一般让它来做控制简单电路的工作还是比较经济的。

⑶ 简述单片机的基本结构与功能

单片机的基本结构：运算器、控制器、主要寄存器。运算器功能：执行各种算术运算；执行各种逻辑运算，并进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较。主要寄存器功能：用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。

控制器功能：从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置；对指令进行译码和测试，并产生相应的操作控制信号，以便于执行规定的动作；指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。

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应用范围：单片机渗透到我们生活的各个领域。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制等等。

还有自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

⑷ 51系列单片机的内部结构由什么组成

51子系列单片机由CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、特殊功能寄存器、4个I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统等八个功能部件组成。
CPU由累加器A、暂存器1、2、ALU、PSW等组成
数据存储器由RAM地址寄存器、RAM单元等组成。
程序存储器指EPROM或 ROM。
SFR指P0、P1、P2、P3锁存器、B、DPTR等。

⑸ 51单片机的硬件结构

本文主要讲解51单片机的硬件结构,而且只介绍重点知识。

由上图可以看出，51单片机组成结构包括以下几个部分：

时序信号：一类用于片内各功能的部件的控制，另一类用于片外存储器或IO端口的控制（这个对用户来说是比较重要的，在定时器部分会讲）

通过修改PSW中的RS1、RS0两位的状态，就能任选一个工作寄存器区。这个特点提高了MCS-51现场保护和现场恢复的速度。对于提高CPU的工作效率和响应中断的速度是很有利的。若在一个实际的应用系统中，不需要四组工作寄存器，那么这个区域中多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。

按存储结构可分为二类：一类是哈佛结构，另一类是普林斯顿结构。
①哈佛结构
哈佛结构是程序存储器地址空间与数据存储器地址空间分开的单片机结构，如80C51单片机采用哈佛结构，所以80C51单片机的程序存储器地址空间与数据存储器地址空间是分开的，各有64K存储空间。

②普林斯顿结构
普林斯顿结构是程序存储器地址空间与数据存储器地址空间合并的单片机结构，如MCS-96单片机采用普林斯顿结构，所以MCS-96单片机的程序存储器地址空间与数据存储器地址空间是合并的，共有64K存储空间。

P3口还有第二功能,表如下：

若TI 或 RI 被置位，必须用软件清零，硬件不能将其清零。

在不设置IP优先级寄存器的话，单片机内部会按这个默认顺序优先级去响应各个中断。

上电复位后除端口锁存器，堆栈指针，SBUF外，单片机内部的复位电路向所有的特殊功能寄存器写入00H。SBUF的值是不能确定的。
复位还使ALE和PSEN信号变为无效（高电平），而内部RAM不受影响。但由于VCC上电复位后，RAM内容不定，除非是退回低功耗方式的复位。

⑹ 51单片机内部包含哪些主要功能部件各功能部件的主要作用是什么

51单片机内部包含的功能组件及作用主要有：

1、cpu主芯片（内部通过总线连接扩展的设备）

2、时钟电路（为单片机提供震荡脉冲）

3、电源电路（为单片机提供电源）

4、内部数据存储器RAM（包括通用数据寄存器和专用寄存器SFR，主要是数据存储区。）

5、程序存储器ROM（主要是存储程序，51系列有4K内部程序ROM，可以外扩64K。）

6、并行端口4*8位（P0，P1，P2，P3主要是数据交换接口。）

7、串行口（TXD，RXD用于串口通信。）

8、中断系统（外中断0，定时计数T0，外中断1，定时计数T1，串口中断。）

9、定时/计数器（16位用于外部的计数和定时功能。）

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Proteus 自从有了单片机也就有了开发系统，随着单片机的发展开发系统也在不断发展。 keil是一种先进的单片机集成开发系统。它代表着汇编语言单片机开发系统的最新发展，首创多项便利技术，将开发的编程、仿真、调试、写入、加密等所有过程一气呵成，中间不须任何编译或汇编。

功能特性

1、可以仿真63K程序空间,接近64K 的16位地址空间。

2、可以仿真64Kxdata 空间,全部64K 的16位地址空间。

3、可以真实仿真全部32 条IO脚。

4、完全兼容keilC51 UV2 调试环境,可以通过UV2 环境进行单步,断点, 全速等操作。

5、可以使用C51语言或者ASM汇编语言进行调试。

6、可以非常方便地进行所有变量观察,包括鼠标取值观察,即鼠标放在某 变量上就会立即显示出它此的值。

7、可选 使用用户晶振，支持0－40MHZ晶振频率。

8、片上带有768字节的xdata,您可以在仿真时选 使用他们,进行xdata 的仿真。

9、可以仿真双DPTR 指针。

10、可以仿真去除ALE 信号输出。

11、自适应300-38400bps 的所有波特率通讯。

12、体积非常细小,非常方便插入到用户板中.插入时紧贴用户板,没有连接电缆,这样可以有效地减少运行中的干扰,避免仿真时出现莫名其妙的故障。

13、仿真插针采用优质镀金插针,可以有效地防止日久生锈,选择优质园脚IC插座，保护仿真插针，同时不会损坏目标板上的插座. 。

14、仿真时监控和用户代码分离,不可能产生不能仿真的软故障。

15、RS-232接口不计成本采用MAX202集成电路,串行通讯稳定可靠,绝非一般三极管的简易电路可比。

参考资料网络--51单片机

⑺ 51单片机有哪几部分构成

·8位CPU·4kbytes
程序存储器(ROM)
(52为8K)
·256bytes的数据存储器(RAM)
（52有384bytes的RAM）
·32条I/O口线·111条指令，大部分为单字节指令
·21个专用寄存器
·2个可编程定时/计数器·5个中断源，2个优先级（52有6个）
·一个全双工串行通信口。
51单片机是对所有兼容Intel
8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机，后来随着Flash
rom技术的发展，8004单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。

⑻ 51单片机内部包含哪些主要功能部件各功能部件的主要作用是什么

部件、功能如下：

运算器：由算术逻辑单元ALU、累加器ACC、B寄存器、两个暂存寄存器、程序状态寄存器组成PSW；8位，可以进行算术云算（加，减，乘，除，乘除运算与寄存器B有关）、逻辑运算及移位运算等。

控制器：由指令寄存器IR、指令译码器ID、定时及控制逻辑电路、程序计数器PC组成，使单片机的运行控制中心。PC的结构与功能：16位的程序寄存器，控制程序的执行。IR，ID的功能；

ROM：4KB，地址0000H--0FFFH（使用时）

RAM：128B，地址00H--7FH三、8051的I/O端口电路四、定时器/计数器：2个16位的定时器/计数器五、中断控制系统：5个中断源，其中两个外部中断、两个定时/计数器中断、1个串行口中断。