8051单片机的内部硬件结构

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Ⅱ 求解8051单片机的硬件结构特点！！！！！！！！！！！！！！

51单片机的内部硬件结构(CPU工作原理,储存器结构,51,52和89C51,89S51型号对比)2009-09-1523:4851系列单片机的内部结构

主要由以下部分组成：CPU、RAM、ROM、四个并行I/O口、1个串行口、2个16位定时器/计数器、中断系统、特殊功能寄存器。

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简述下CPU的工作原理

构建CPU的基石是晶体管，可以看成是微型电子开关，代表两种状态:ON(开)和OFF(关)。这一开一关两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应。

CPU由控制单元、运算单元、寄存器单元和时钟等组成。运算单元是计算机对数据进行加工处理的中心，它主要由算术逻辑部件（ALU：ArithmeticandLogicUnit）、寄存器组和状态寄存器组成。

CPU工作流程：指令指示器指向内存中存放指令的地方。取指器在那里取出指令，并把它交给解码器。解码器解释指令。然后，ALU执行指令所要求的操作，它对数据进行加、减运算，或者其它的一些处理。在CPU解释并执行完一条指令后，控制器会告诉取指器在内存中取出下一条指令。这个过程一直持续着，一条指令接一条指令，以令人眼花的速度运行。为了使一切都按时发生，各组成部分还需要一个时钟发生器。时钟发生器是用来调节CPU的每一个动作的。像节拍器一样，它发出调整CPU步伐的脉冲。

举个简单的例子，某个指令系统的指令长度为32位，操作码长度为8位，地址长度也为8位。当它收到一个“”的指令时，先取出它的前8位操作码，即00000010，分析得出这是一个减法操作，有3个地址，分别是两个源操作数地址和一个目的地址。于是，CPU就到内存地址00000100处取出被减数，到00000001处取出减数，送到ALU中进行减法运算，然后把结果送到00000110处。

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更详细的单片机内部结构

图中一些重要的寄存器：

PSW是标志寄存器或程序状态字，其中存放着各种标志位，比如溢出标志、进位标志等。

PC是程序计数器，存放着下一条将要执行的指令的地址（16位），可寻址64KB地址空间。复位后的值是0000H。CPU每读取一个字节的指令内容，PC即自动加一，不能在程序中直接读或修改PC的内容。

IR是指令寄存器，ID是指令译码器。

DPTR是数据指针，16位地址寄存器，可以寻址64KB地址空间。

ACC是累加器，常用A表示，在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中，所有的运算类指令都离不开它。

B是乘除运算寄存器，在做乘、除法时放乘数或除数。

SP是堆栈指针。单片机的RAM中有一个区域是堆栈区，存放数据的规则是“先进后出，后进先出”。用堆栈来存放数据的原因是在运算时可以简化操作。

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储存器结构

采用程序与数据分离的哈佛结构

特殊功能寄存器结构见这里。

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不同机型硬件特性

MCS-51系列单片机分为两大系列，即51子系列与52子系列。

51子系列：基本型，根据片内ROM的配置，对应的芯片为8031、8051、8751、8951

52子系列：增强型，根据片内ROM的配置，对应的芯片为8032、8052、8752、8952

片内ROM型式

ROM

大小

RAM

大小

寻址范围

I/O特性

中断源

数量

无

ROM

EPROM

计数器

并行口

8031

8051

8751

4KB

128B

64KB

2*16

4*8

5

80C31

80C51

87C51

4KB

128B

64KB

2*16

4*8

5

8032

8052

8752

8KB

256B

64KB

3*16

4*8

6

80C32

80C52

87C52

8KB

256B

64KB

3*16

4*8

6

8051与80C51单片机的主要差别就在于芯片的制造工艺上，80C51的制造工艺是在8051基础上进行了改进。8051系列单片机采用的是HMOS工艺，高速度、高密度；80C51系列单片机采用的是CHMOS工艺，高速度、高密度、低功耗；也就是说80C51单片机是一种低功耗单片机。

89C51和89S51内核相同，89S51针对89C51的明显的几个升级如下：

1.程序存储器写入方式：二者的写入程序的方式不同，89C51只支持并行写入，同时需要VPP烧写高压。89S51则支持ISP在线可编程写入技术!串行写入，速度更快，稳定性更好，烧写电压也仅仅需要4～5V即可。

2.电源范围：89S5*电源范围宽达4～5。5V，而89C5*系列在低于4。8V和高于5。3V的时候则无法正常工作。

3.工作频率：目前89S1*的性能远高于89C5*，89S5*系列支持最高高达33MHZ的工作频率，而89C51工作频率范围最高只支持到24M。

4.市场价格：由于89C51已经全面停产，所以在市场价格方面，库存的89C5*的批发价格要比89S5*贵将近一倍!

5.兼容型：89S5*向下兼容89C5*，就是说用89S5*可以替代89C5*使用，同样的程序，运行结果相同。

6.加密功能：89S5*系列全新的加密算法，这使得对于89S51的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。

7.抗干扰性：内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。

8.烧写寿命更长：由Flash存储器取带了原来的ROM，89S5*标称的1000次，实际最少是1000次～10000次。

Ⅲ 8051单片机的内部硬件结构包括哪些

8051单片机：
1、有一个CPU用来运算和控制，
2、有四个并行IO口，分别是P0、P1、P2、P3，
3、有ROM，用来存放程序，
4、有RAM，用来存放中间结果，
5、定时计数器，
6、串行IO口，
7、中断系统，
8、一个内部的时钟电路。

Ⅳ 8051鍐呴儴缁撴瀯链夊摢浜涳纻

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