PIC单片机的内部结构图

❶ 单片机的结构

一、单片机的外部结构

拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎样连线，我们用的一块称之为89C51的芯片，下面我们就看一下如何给它连线。 1、 电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源，其中正极接40引脚，负极（地）接20引脚。 2、 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶振，电容，连上就可以了，按图1接上即可。 3、 复位引脚：按图1中画法连好，至于复位是何含义及为何需要复要复位，在单片机功能中介绍。 4、 EA引脚：EA引脚接到正电源端。 至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。

我们的第一个任务是要用单片机点亮一只发光二极管LED，显然，这个LED必须要和单片机的某个引脚相连，否则单片机就没法控制它了，那么和哪个引脚相连呢？单片机上除了刚才用掉的5个引脚，还有35个，我们将这个LED和1脚相连。

当1脚是高电平时，LED不亮，只有1脚是低电平时，LED才发亮。因此要1脚我们要能够控制，也就是说，我们要能够让1引脚按要求变为高或低电平。即然我们要控制1脚，就得给它起个名字，总不能就叫它一脚吧？叫它什么名字呢？设计51芯片的INTEL公司已经起好了，就叫它P1.0，这是规定，不可以由我们来更改。

名字有了，我们又怎样让它变'高'或变'低'呢？叫人做事，说一声就可以，这叫发布命令，要计算机做事，也得要向计算机发命令，计算机能听得懂的命令称之为计算机的指令。让一个引脚输出高电平的指令是SETB，让一个引脚输出低电平的指令是CLR。因此，我们要P1.0输出高电平，只要写SETB P1.0，要P1.0输出低电平，只要写 CLR P1.0就可以了。

现在我们已经有办法让计算机去将P10输出高或低电平了，但是我们怎样才能计算机执行这条指令呢？总不能也对计算机也说一声了事吧。要解决这个问题，还得有几步要走。第一，计算机看不懂SETB CLR之类的指令，我们得把指令翻译成计算机能懂的方式，再让计算机去读。计算机能懂什么呢？它只懂一样东西——数字。因此我们得把SETB P1.0变为（D2H,90H ），把CLR P1.0变为 （C2H,90H ），至于为什么是这两个数字，这也是由51芯片的设计者--INTEL规定的，我们不去研究。第二步，在得到这两个数字后，怎样让这两个数字进入单片机的内部呢？这要借助于一个硬件工具"编程器"。

我们将编程器与电脑连好，运行编程器的软件，然后在编缉区内写入（D2H,90H），写入……好，拿下片子，把片子插入做好的电路板，接通电源……什么?灯不亮？这就对了，因为我们写进去的指令就是让P10输出高电平，灯当然不亮，要是亮就错了。现在我们再拨下这块芯片，重新放回到编程器上，将编缉区的内容改为（C2H,90H），也就是CLR P1.0，写片，拿下片子，把片子插进电路板，接电，好，灯亮了。因为我们写入的（）就是让P10输出低电平的指令。这样我们看到，硬件电路的连线没有做任何改变，只要改变写入单片机中的内容，就可以改变电路的输出效果。

二、单片机内部结构分析 我们来思考一个问题，当我们在编程器中把一条指令写进单片要内部，然后取下单片机，单片机就可以执行这条指令，那么这条指令一定保存在单片机的某个地方，并且这个地方在单片机掉电后依然可以保持这条指令不会丢失，这是个什么地方呢？这个地方就是单片机内部的只读存储器即ROM（READ ONLY MEMORY）。为什么称它为只读存储器呢？刚才我们不是明明把两个数字写进去了吗？原来在89C51中的ROM是一种电可擦除的ROM，称为FLASH ROM，刚才我们是用的编程器，在特殊的条件下由外部设备对ROM进行写的操作，在单片机正常工作条件下，只能从那面读，不能把数据写进去，所以我们还是把它称为ROM。

❷ PIC单片机的基本功能区域包括哪几部分各有什么作用

PIC单片机是一种微型计算机，主要由中央处理器、存储器、输入输出接口等组成。其中，基本功能区域主要包消瞎括以下几个部分：

• 中央处理器（CPU）：是PIC单片机的核心部件，主要负责数据运算和控制指令的执行。

• 存储器：包括闪存（Flash Memory）、EEPROM和随肆历机访问存储器（RAM），用于存储程序和数据。

• 输入输出接口：包括数字输入输出接口（Digital I/O）、模拟输入输出接口（Analog I/O）和串行通信接口（Serial I/O），用于连接外部设备和传输数据。

• 定时器计数器（Timer/Counter）：用于生成定时信号和计数器信号，可用于测量时间和控制事件。

• 中断控制器（Interrupt Controller）：用于处理外部中断和异常，可在CPU处理其他任务的同时处理来自外部设备的中断请求。

这些部分各自具有不同的功能和作用，共同组成了PIC单片机的基本功能区域。中央处理器是计算和控制的核心，存储器提供程序和数据的存储，输入输出接口实现了PIC单片机与外部设备的通信，定时器计数器提供了定时和计数功能，中断控制器处理外部中断和异常拿雹空。在实际应用中，这些部分的具体功能和作用会根据需求和应用场景而有所差异。

❸ mcs-51单片机是由哪些部分组成的

mcs-51单片机按照功能划分是由运算器，控制器，片内存储器，4个并行i/o口，串行口，定时/计数器，中断系统，振荡器等功能部件组成。

❹ MCS-51单片机内部结构由哪几部分组成

单片机与微型计算机都是由CPU、存储器和输入/输出接口等组成的。

单片机（Single-Chip Microcomputer）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能。

集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

特点：

单片机的特点可归纳为以下几个方 面：集成度高；存储容量大；外部扩展能力强；控制功能强。

1、从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。

2、同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，使用极为灵活，这一功能无疑给使用者提供了极大地方便。

3、乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。很多的八位单片机都不具备乘法功能，作乘法时还得编上一段子程序调用，十分不便。

❺ 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。

❻ 单片机基本结构

单片机，全称单片微型计算机，又称微控制器，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。 单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

基本结构
1.运算器

运算器由运算部件——算术逻辑单元(Arithmetic&Logical Unit，简称ALU)、累加器和寄存器等几部分组成。ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。例如，两个数6和7相加，在相加之前，操作数6放在累加器中，7放在数据寄存器中，当执行加法指令时，ALU即把两个数相加并把结果13存入累加器，取代累加器原来的内容6。

运算器有两个功能：

(1) 执行各种算术运算。

(2) 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。

运算器所执行全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，并且，一个算术操作产生一个运算结果，一个逻辑操作产生一个判决。

2.控制器

控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有：

(1) 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。

(2) 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。

(3) 指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。

微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。外部总线又称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路，实现与各种外围设备连接。

3.主要寄存器

(1)累加器A

图1-2 单片机组成框图

累加器A是微处理器中使用最频繁的寄存器。在算术和逻辑运算时它有双功能：运算前，用于保存一个操作数;运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。

(2)数据寄存器DR

数据寄存器通过数据总线向存储器和输入/输出设备送(写)或取(读)数据的暂存单元。它可以保存一条正在译码的指令，也可以保存正在送往存储器中存储的一个数据字节等等。

(3)指令寄存器IR和指令译码器ID

指令包括操作码和操作数。

指令寄存器是用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存中取到数据寄存器中，然后再传送到指令寄存器。当系统执行给定的指令时，必须对操作码进行译码，以确定所要求的操作，指令译码器就是负责这项工作的。其中，指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。

(4)程序计数器PC

PC用于确定下一条指令的地址，以保证程序能够连续地执行下去，因此通常又被称为指令地址计数器。在程序开始执行前必须将程序的第一条指令的内存单元地址(即程序的首地址)送入PC，使它总是指向下一条要执行指令的地址。

(5)地址寄存器AR

地址寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。由于内存与CPU之间存在着速度上的差异，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。

显然，当CPU向存储器存数据、CPU从内存取数据和CPU从内存读出指令时，都要用到地址寄存器和数据寄存器。同样，如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话，那么当CPU和外围设备交换信息时，也需要用到地址寄存器和数据寄存器。

❼ 单片机电子钟原理图，帮我大概解释一下这个图的工作原理就可以了，谢谢。带图！5分

本电子钟采用PIC16C55单片机控制，适于温室的定时恒温或自来水的定时定压控制等。PIC16C55单片机工作电压为2.5～6.25V，功耗低、驱动能力强。本电子钟可以控制一路负载在24小时内的3次开/关;一个双限触发的定时输出口，既可接传统的功率保持型继电器，也可接脉冲继电器。本机用四位LED数码管扫描式显示，还有消隐(省电)工作方式，使用起来非常灵活、方便。

一、 电子钟工作原理

电子钟电路见图1。RB7口是定时指示端，在定时开期间输出高电平，驱动V1发光，该口也可经缓冲作定时输出口;RB6是双限触发控制的定时输出口，其工作方式是：在RB7高电平期间，若RB1为高电平，则RB6输出高电平;若RB0为高电平，RB6输出低电平;若RB1、RB0同为低电平，RB6保持原态; 同为高电平时，RB6输出低电平。RB5、RB4用于驱动脉冲继电器，RB6上升沿触发RB5输出高电平开脉冲;在RB6下降沿触发RB4时，RB4端输出高电平关脉冲，开/关脉冲的持续时间均为125ms。

图 1

RB3是消隐控制器，接高电平(即SK1闭合)时，显示屏及秒闪正常;否则，显示消隐。显示消隐时，时钟及各控制逻辑都正常运行，如忽略RB4至RB7各口的驱动电流，则在3V供电时，整机电流不足20μA，即两节5号电池可用数月!RB2选择数码管极性，RB2为低电平，使用共阴LED;RB2为高电平，则用共阳LED。数码管的极性是在上电初始化时，根据 RB2口状态确定的，工作过程中改变RB2的电平则不起作用。

本机设S1～S4四个按键，S1是功能选择键，S2是小时增量调整，S3是分钟增量，S4用于分钟减量调节，其使用方法为：

上电时，RB5至RB7均为低电平，RB4端送出一个关脉冲，使SK1闭合，整机正常显示、工作，RC7口送出秒闪脉冲，RC6～RC0送字段码。RA3～RA0分别为10时、时、10分、分位的位码输出。这时，按一下S2或S3(时增量/ 分增量键)，可使RB7端置位或复位。

在正常走时期间，秒闪正常;在校对或设置定时时，秒停闪。例如：在正常走时期间，按一下S1键，秒闪停止，屏幕显示J-，表示可以校对时间。这时再按S2～S4中任一键，屏幕显示现在时间，但秒不闪，此刻可按S2～S4校对时钟。再次按S1，屏幕显示 1∪，表示可以设定第一次开时间，此时按S2～S4对时间进行查看及设置。继续按S1，系统显示1∩，表示可设置第一次关时间……依次进行。设置好系统及 3次开关时间后，整机回到正常显示状态，秒闪恢复。

如欲取消某次开/关定时，只需把该次的开与关时间设置成相同值即可。

笔者曾把该时钟用于定时定压供水控制系统，RB6端用于驱动继电器(也可用RB5与RB4两端驱动脉冲继电器)，RB1端接水压(水位)的低限输入，RB0 端接高限输入，设置好定时，一个简易的定时定压自动供水系统即告完成。

二、 编程技巧

PIC16C55单片机程序存储器只有512字节，加上采用外接32768Hz晶体振荡方式，时钟速度较低，因此，统筹好系统的工作时序与人机界面之间的关系是软件设计成败的关键。本机编程采用如下方案：软件工作流程见附图2。

图 2

PIC16C55单片机的一个机器周期是4个时钟周期，不难算出，本系统中每秒有8192个机器周期。在编制软件时，先设定单片机内部定时计数器F1的计数方式为机器周期的64分频。这样，每当F1溢出时，系统递加2秒。平时，系统每128个机器周期内用RC口与RA口驱动扫描一次显示屏，可保证每秒内扫描64次显示屏，基本上无闪烁感。而 128个机器周期正是F1的第0位(为便于叙述以下简记为F1?0)每次下降沿的间隔时间，我们可以编一段程序，当F1?0的下降沿到来时，扫描一次显示屏，每当F1的低4位为全0时(125ms一次)使系统检测一次RB口与按键状态，并进行相关处理，部分相关程序如下：

WAIT BTFSC 1，0 ;等待F1?0的下降沿，编程时

GOTO WAIT ;要保证每次下降沿前到此

MOVFW 1

SKPNZ

GOTO CLOCK ;F1=0，满2秒，转时钟处理

ANDLW 0FH ;屏蔽F1高4位

SKPZ

GOTO DISPLAY;F1低4位不为0，转显示

MOVLW 0C0H ;满125mS，使RB口脉冲复位

ANDWF 6，1

MOVLW 0FH ;检测按键

TRIS 7

MOVFW 7

ANDLW 0FH ;保留按键数据

SKPZ

GOTO AN;有键值，转按键处理

DISPLAY …… ;显示扫描，定时管理RB口

CLOCK …… ;时钟，定时处理程序

AN …… ;按键管理程序

❽ 单片机的内部组成结构

单片机的内部组成结构如下：

运算器：用于实现算术和逻辑运算。计算机的运算和处理都在这里进行。

控制器：是计算机的控制指挥部件,使计算机各部份能自动协调的工作。

存储器：用于存放程序和数据;（又分为内存储器和外存储器,内存储器就如我们电脑的硬盘,外存储器就如我们的U盘）。

输入设备：用于将程序和数据输入到计算机（例如我们电脑的键盘、扫描仪）。

输出设备：输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果以用户需要的形式显示或保存（例如我们的打印机）。

单片机硬件特征

（1）单片机的体积比较小， 内部芯片作为计算机系统，其结构简单，但是功能完善，使用起来十分方便，可以模块化应用。

（2）单片机有着较高的集成度，可靠性比较强，即使单片机处于长时间的工作也不会存在故障问题。

（3） 单片机在应用时低电压、低能耗，是人们在日常生活中的首要选择， 为生产与研发提供便利。

（4）单片机对数据的处理能力和运算能力较强，可以在各种环境中应用，且有着较强的控制能力。

❾ 单片机有哪些结构-单片机的基本结构

单片机有哪些结构-单片机的基本结构

单片机诞生以来,人们对其研究就从未中断过,经过多年的发展,单片机的性能不断完善,加上单片机具有价格便宜、使用便捷、功能强大等优点,目前已被广泛应用在各个生产领域中。下面，我为大家分享单片机的基本结构，希望对大家有所帮助!

控制器

控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有：

(1) 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。

(2) 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。

(3) 指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。

微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。外部总线又称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路，实现与各种外围设备连接。

运算器

运算器由运算部件——算术逻辑单元(Arithmetic & Logical Unit，简称ALU)、累加器和寄存器等几部分组成。ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。

ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。例如，两个数6和7相加，在相加之前，操作数6放在累加器中，7放在数据寄存器中，当执行加法指令时，ALU即把两个数相加并把结果13存入累加器，取代累加器原来的内容6。

运算器有两个功能：

(1) 执行各种算术运算。

(2) 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。

运算器所执行全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，并且，一个算术操作产生一个运算结果，一个逻辑操作产生一个判决。

主要寄存器

(1)累加器A

累加器A是微处理器中使用最频繁的寄存器。在算术和逻辑运算时它有双功能：运算前，用于保存一个操作数;运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。

(2)数据寄存器DR

数据寄存器通过数据总线向存储器和输入/输出设备送(写)或取(读)数据的暂存单元。它可以保存一条正在译码的指令，也可以保存正在送往存储器中存储的一个数据字节等等。

(3)指令寄存器IR和指令译码器ID

指令包括操作码和操作数。

指令寄存器是用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存中取到数据寄存器中，然后再传送到指令寄存器。当系统执行给定的指令时，必须对操作码进行译码，以确定所要求的操作，指令译码器就是负责这项工作的。其中，指令寄存器中操作码字段的`输出就是指令译码器的输入。

(4)程序计数器PC

PC用于确定下一条指令的地址，以保证程序能够连续地执行下去，因此通常又被称为指令地址计数器。在程序开始执行前必须将程序的第一条指令的内存单元地址(即程序的首地址)送入PC，使它总是指向下一条要执行指令的地址。

(5)地址寄存器AR

地址寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。由于内存与CPU之间存在着速度上的差异，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。

显然，当CPU向存储器存数据、CPU从内存取数据和CPU从内存读出指令时，都要用到地址寄存器和数据寄存器。同样，如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话，那么当CPU和外围设备交换信息时，也需要用到地址寄存器和数据寄存器。