单片机的硬件结构重点

❶ 单片机有哪几部分组成各个部分的功能是什么

运算器、控制器、主要寄存器。

一、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。

运算器的基本功能是完成对各种数据的加工处理，例如算术四则运算，与、或、求反等逻辑运算，算术和逻辑移位操作，比较数值，变更符号，计算主存地址等。

二、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。

三、主要寄存器

寄存器就是与单片机进行交互的接口,，单片机的每个功能,，都可能有若干对应的控制寄存器/数据寄存器/状态寄存器,，通过这些寄存器可以让单片机实现特定的功能。

(1)单片机的硬件结构重点扩展阅读：

单片机的应用：

单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。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，以及程控玩具、电子宠物等等；

这些都离不开单片机。更不用说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了。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。

参考资料来源：网络——单片机

❷ 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。

❸ 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。

❹ 单片机的基本组成部分是什么

单片机的基本组成部分：
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。
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
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。
简介：
单片机，全称单片微型计算机（英语：Single-ChipMicrocomputer），又称微控制器（Microcontroller），是把中央处理器、存储器、定时/计数器（Timer/Counter）、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。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。
硬件特性：
1、单片机集成度高。单片机包括CPU、4KB容量的ROM（8031 无）、128 B容量的RAM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口；
2、系统结构简单，使用方便，实现模块化;
3、单片机可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小时无故障;
4、处理功能强，速度快；
5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品；
6、控制功能强；
7、环境适应能力强。