小白学单片机 ：AT89S51单片机基本硬件结构认识（1）

一、 单片机的内部结构和功能

单片机的内部有CPU、RAM、ROM、定时/计数器、输入/输出接口电路等，这些部件是通过内部的总线连接起来的。AT89S51单片机基本结构如图所示。

由内部结构框图上可以看出AT89S51单片机包括以下资源：

（1）1个8位的CPU，含布尔（位）处理器；

（2）1个片内振荡器及时钟电路；

（3）总线控制逻辑；

（4）4 KB的Flash ROM程序存储器（可外扩至64 KB）；

（5）128 B的内部数据存储器（可再外扩64 KB）；

（6）26个特殊功能寄存器SFR；

（7）4个8位的并行口；

（8）2个16位的定时/计数器；

（9）1个全双工的异步串行口；

（10）5个中断系统：2个外部中断，3个内部中断；

（11）一个SPI串行接口，用于芯片的在系统编程（ISP）。

CPU是单片机的核心，所有的运算和控制都由其实现，它包括两个部分：运算器和控制器。运算部件包括算术逻辑单元（ALU）、累加器（ACC）、寄存器B、状态寄存器(PSW)和暂存寄存器，实现8位算术运算和逻辑运算以及1位的逻辑运算。控制器主要由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、时钟发生器及定时控制逻辑等组成。控制器是单片机的神经中枢，以振荡器的频率为基准，产生CPU时序，对指令进行译码，然后发出各种控制信号，实现各种操作。

二、AT89S51单片机引脚的定义及功能

AT89S51单片机有40个引脚，与其他51系列单片机引脚是兼容的，最常用的DIP封装的形式如图所示。其引脚分为四类：电源和地、时钟引脚、控制引脚和 I/O引脚。

（1）电源和地（2个）

V_cc：芯片电源接入引脚；接+5 V。

V_ss：接地引脚。

（2）及时钟引脚（2个）

XTAL1：晶体振荡器接入的一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚需接地）。

XTAL2：晶体振荡器接入的另一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡器的输入端）。

（3）控制线引脚（4个）

（4）并行I/O引脚（32个）

P0.0～P0.7：一般I/O口引脚或数据/低位地址总线复用引脚。

P1.0～P1.7：一般I/O口引脚。

P2.0～P2.7：一般I/O口引脚或高位地址总线引脚。

P3.0～P3.7：一般I/O口引脚或第二功能引脚。

注意：控制信号线写法上的差别。有“—”表示低电平起作用，反之是高电平起作用。