MCS-51系列单片机硬件结构
MCS-51系列单片机概述
1.从功能上分
基本型：单片机型号末尾数字是1，如8051 增强型：单片机型号末尾数字是2，如8052 差 别：采用的片内数据存储器RAM和程序存储器ROM的容量不同以及部分接口电路的数量不同。
2.从生产工艺上分
HMOS工艺：（High performance Metal-Oxide-Semiconductor）高性能金属氧化物半导体，
型号中不含字母C，如8051 CHMOS工艺：（complementary, HMOS）互补金属氧化物HMOS，单片机型号中凡是带有字母C的，如80C51 比较：采用CHMOS工艺的芯片，除了保持HMOS高速度和高密度之外,还有CMOS低功耗的特点，且又能与TTL电平和CMOS电平兼容，所以尽量使用CHMOS工艺生产的芯片。
MCS-51系列单片机的基本硬件结构
1.外部引脚
2.内部结构框图
并口（含引脚）的功能说明 80C51单片机共有四个并口，P0、P1、P2、P3。 第一功能：四个并口均具有第一功能，即作为普通的I/O接口。 第二功能：P0、P2、P3有第二功能，作为不同类型的总线使用。
复用：同一个管脚具有多种功能，但必须分时使用不同功能。
并口P0：P0.7~P0.0（脚32~脚39 ，连续），其第二功能是可作为数据总线，也可作为低8位的地址总线（分时、复用）。
并口P1：P1.7~P1.0（脚8~脚1，连续），只具有第一功能。 并口P2：P2.7~P2.0（脚28~脚21 ，连续），其第二功能是可作为高8位的地址总线。 并口P3：P3.7~P3.0（脚17~脚10 ，连续），其第二功能是可作为控制总线。具体如下： RXD（P3.0）和TXD（P3.1）：串口的接收和发送 /INT0（P3.2）和/INT1（P3.3）：2个外中断请求输入端 T0（P3.4）和T1（P3.5）： 2个定时/计数器外部输入端 /WR（P3.6）和/RD（P3.7）:外部RAM的“写”和“读”
供电引脚 Vcc（40脚）：接+5V DC电源 Vss（20脚）：接地信号
控制引脚
RST/Vpd（脚9）： 第一功能为RST（Reset），第二功能为Vpd。 RST为复位引脚，高电平有效，高电平持续时间大于2个机器周期，正常工作时，此管脚应为≤0.5V的低电平 Vpd为第二功能时备用电源引脚。
ALE//PROG（Address Latch Enable/PROGramming，脚30）： 第一功能为ALE，第二功能为/PROG。 ALE为CPU访问片外程序存储器或片外数据存储器提供低8位地址锁存信号。当单片机正常工作时，ALE端一直输出fosc/6频率的正脉冲信号，这个信号可作为外部定时或触发信号使用。 需要说明的是：每当CPU访问外部RAM或I/O时，要丢失一个ALE脉冲，故其输出并非精确的fosc/6频率。 /PROG在对片内Flash进行编程时，该引脚作为编程脉冲输入端。
/PSEN(Program Strobe Enable，脚29）： 片外程序存储器选通信号，低电平有效。
/EA/Vpp（脚31）： 第一功能为/EA（External Access Enable），第二功能为 Vpp。 /EA为外部程序存储器访问允许控制端。 /EA=1时： 若PC在0000H～0FFFH之间，读取片内ROM中的程序执行； 若PC不在0000H～0FFFH之间，按PC的值读取片外ROM中的程序执行。 /EA=0时： 只根据PC的值读取片外ROM中的程序。 Vpp： 对片内Flash进行编程（将程序写入）时，该引脚接入编程电压。
时钟引脚 XTAL1（19脚）：片内振荡器反相放大器的输入端。 XTAL2（18脚）：片内振荡器反相放大器的输出端。
MCS-51系列单片机的CPU
1.运算器
①算术逻辑单元ALU ②累加器A ③寄存器B ④程序状态字寄存器PSW
2.控制器
指令寄存器IR：暂存从内存中取出的指令，并为指令译码做好准备。 指令译码器：取出IR中的指令并进行译码分析。 微操作控制电路：根据指令译码器对指令的分析结果向各功能部件发出操作控制命令，从而 执行指令功能。 程序计数器PC：16位，存放下一条要执行指令的地址。
3.CPU的工作时序
晶振周期：等于单片机晶体振荡器频率的倒数；
状态周期：CPU每次处理工作的最小时间单位；在80C51单片机中，每个状态周期由2个晶振周期组成。
机器周期：指令周期的度量单位；1个机器周期由12个晶振周期组成。
指令周期：每条机器指令从取指令到执行指令结束的时间。1个指令周期通常由1、2或4个机器周期组成。