型号与组成
MCS-51系列单片机最早是美国Intel公司在1980年推出的，当时包含51和52两个子系列型号
51系列，主要有8031/8051/8751三种型号，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅是片内的程序存储器容量有所不同。
- 8031芯片不带任何ROM
- 8051芯片代4kB（OTP）PROM（一次性写入）。
- 8751芯片带4kB EPROM（紫外线可擦除）
52系列，有8032/8052/8752三种机型。52子系列与51子系列大部分相同
- 8032芯片不带任何ROM
- 8052芯片代8kB（OTP）PROM（一次性写入）。
- 8752芯片带8kB EPROM（紫外线可擦除）
运算部件：
运算部件以一个8位算数逻辑运算单元ALU为核心，包含累加器ACC、B寄存器、标志寄存器PSW等部件，能实现算术运算、逻辑运算、位运算、数据传输等处理。
51单片机的ALU还有一个位运算器，它可以对一位二进制数据进行置位、清零、求反、测试转移及伪逻辑“与”、“或”等处理，这对于控制方面很有用。
累加器ACC（Accumulator简称A）是CPU中使用最频繁的寄存器，ALU进行运算时，绝大多数时候都来自于累加器A，运算结果也通常送回累加器A。
寄存器B称为辅助寄存器，谭世伟乘法和除法指令而设置的。
控制部件是单片机的控制中心，他包括定时和控制电路、指令寄存器、指令译码器、程序计数器PC（Program Counter）、堆栈指针SP（Stack Pointer）、数据指针DPTR（Data Pointer Register）等。
它先以振荡信号为基准产生CPU的时序，从ROM中取出指令到指令寄存器，然后在指令译码器中对指令进行译码，产生指令窒息性所需要的各种控制信号，送到单片机内部的各功能部件，指挥各功能部件产生相应的操作，完成对应的功能。
外部引脚及总线接口
输入输出引脚
- P0口（39~32脚）：P0.0~P0.7统称为P0口。在不接片外存储器与不扩展I/O口时，作为双向输入输出口。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。
- P1口：（1~8脚）：P1.0~P1.7统称为P1口，可作为双向I/O口使用。
- P2口（21~28脚）：P2.0~P2.7统称为P2口，一般可作为双向I/O口使用；在扩展片外存储时，P2口用作高8位地址总线
- P3口（10~17脚）：P3.0~P3.7统称为P3口。除最为准双向I/O口使用外，还可以将，每一位用于第二功能。
在接片外存储器的时候：
P0：低8位地址总线、双线数据总线
P2：高8位地址总线
| P3口 | 第二功能 |
|---|---|
| P3.0 | RXD 串行口输入端 |
| P3.1 | TXD 串行口输出端 |
| P3.2 | INT0 外部中断0请求输入端，低电平有效 |
| P3.3 | INT1 外部中断1请求输入端，低电平有效 |
| P3.4 | T0 定时/计数器0外部计数脉冲输入端 |
| P3.5 | T1 定时/计数器1外部计数脉冲输入端 |
| P3.6 | WR 外部数据存储信器写信号，低电平有效 |
| P3.7 | RD 外部数据存储信器读信号，低电平有效 |
控制线
- ALE（Adress Lock Enable 30脚）：地址锁存信号输出端。
- PSEN*（Peripherals Select Enable 29脚）：片外程序存储器读选通信号输出端。
- RET（Rest 9脚）：当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续10ms以上的高电平，就可以实现复位操作，使单片机回复到初始状态。
- EA（31脚）：EA为片外程序存储器选用端。该引脚低电平时，选用片外程序存储器，高电平或悬空时选用片内程序存储器。
主电源引脚
VCC（40脚）：接+5V电源
GND（20脚）：接地
程序存储器结构
程序存储器ROM
存放单片机工作时的程序，单片机上电工作时， 程序指令指导单片机完成设定的功能，没有ROM存储器，单片机不能工作。
MCS51单片机专门设置一个16位的程序计数器(PC),用于指示下一时刻CPU将要所执行的程序在ROM空间中的地址位置，由于PC指针长度为16位， 即51单 片机的程序存储器空间大小为64kB,最大地址从000-FFFFH
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