1、一個8位 的微處理器CPU。

2、片內數據存儲器(RAM128B/256B）:用以存放可以讀/寫的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據等。

3、片內4kB程序存儲器Flash ROM（4KB）:用以存放程序、一些原始數據和表格。

4、四個8位并行I/O（輸入/輸出）接口 P0~P3:每個口可以用作輸入，也可以用作輸出。

5、兩個或三個定時/計數器:每個定時/計數器都可以設置成計數方式，用以 對 外部事件進行計數，也可以設置成定時方式，并可以根據計數或定時的結果 實現計算機控制

6、一個全雙工UART的串行I/O口:可實現單片機與單片機或其它微機之間串行通信。

7、片內振蕩器和時鐘產生電路:但需外接晶振和電容。

8、五個中斷源的中斷控制系統。

9、具有節電工作方式：休閑方式及掉電方式。

在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時器/計數器、串行口和中斷系統都繼續工作。此時的電流可降到大約為正常工作方式的15%。在掉電方式中，片內振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結”，使一切功能都暫停，故只保存片內RAM中的內容，直到下一次硬件復位為止。這種方式下的電流可降到15 μA以下，最小可降到06 μA。

結構：

由中央處理單元（CPU）、存儲器（ROM及RAM）和I/O接口組成。89C51單片機內部結構如圖所示：

下面介紹的是mcs-51

MCS-51單片機存儲器的配置特點

① 內部集成了4K的程序存儲器ROM；

② 內部具有256B的數據存儲器RAM；

③ 可以外接64K的程序存儲器ROM和 數據存儲器RAM。

從物理結構的角度講，51單片機的存儲系統可以分為四個存儲空間：既片內ROM，RAM和片外ROM、RAM。

從邏輯上講（既編程的角度），51單片機的存儲系統實際上分為三個存儲空間。

1. 片內數據存儲器RAM；

2. 片外數據存儲器RAM；

3. 片內或外的程序存儲器ROM（由EA電平決定）。

1.程序存儲器ROM用于存放程序、常數或表格。

2.在51單片機中，由引腳 /EA 上的電平選擇內、外ROM： EA=1時,CPU執行片內的4KROM中的程序; EA=0時，CPU選擇片外ROM中的程序。

3.無論是使用片內還是使用片外ROM，程序的起始地址都是從ROM的0000H單元開始。

4.盡管系統可以同時具備片內ROM和外部ROM，但是在一般正常使用情況下，通過/EA的設定來選擇其一（或者使用內部ROM，或者使用外部ROM）。

5.如果EA=1（執行片內程序存儲器中程序時):如果程序計數器的指針PC值超過0FFFH（4K）時，單片機就要自動的轉向片外的ROM存儲器且從1000H單元開始執行程序（無法使用片外ROM的低4K空間）。

6.當程序超過4K時，有兩種使用程序存儲器ROM的方法：

①設置EA=0，使用外部ROM。從地址=0000H開始；

②設置EA=1，使用內部的4KROM和外部ROM（地址從1000H開始的單元）。

程序存儲器六個特殊的單元:

在ROM中有六個單元具有特定功能。

0000H單元：復位時程序計數器PC所指向的單元，因此用來 存放程序中的第一條指令；

0003H單元：外部中斷/INT0的矢量入口地址；

000BH單元：定時器T0溢出中斷的矢量入口地址；

0013H單元：外部中斷/INT1的矢量入口地址；

001BH單元：定時器T1的溢出中斷矢量入口地址；

0023H單元：串行口接收、傳送的中斷矢量入口地址。

矢量入口單元：在編寫中斷程序時，寫入對應的“跳板指令”

單片機第一條指令的兩個特征：

①存放在ROM的0000H單元；

②必須是“跳轉指令”以跳過下面的5個中斷矢量，轉到后面的真正的主程序入口0100H單元。

ORG 0000H LJMP 0100H

ORG 0100H

START: MOV A,#00H

∶ ∶

∶ ∶

∶ ∶

∶ ∶

END

外部程序存儲器：

當單片機使用外ROM存儲器時（擴展系統），必須設定/EA=0，此時單片機的端口功能就要發生相應的改變：

① P0、P2作為外部ROM的地址和數據總線；

② 使用引腳/psen信號來選通外部ROM的數據三態輸出。

內部數據存儲器RAM：

無論在物理上還是邏輯上，系統中RAM 都可分為兩個獨立空間：內部和外部RAM。由不同的指令來訪問。

1.訪問內部數據存儲單元時，使用 MOV 指令；

2.訪問外部數據存儲器時，使用 MOVX 指令。內部RAM從功能上將256B空間分為二個不同的塊：

1.低128B的RAM塊；

2.高128B的SFR（Special Function Register ）塊。

在低128B的RAM存儲單元中又可劃分為：

1.工作寄存器區；

2.位尋址區；

3.通用存儲數據的“便簽區”。

高128B的專用寄存器區SFR中僅僅使用了21寄存器（51系列），其它107個單元不能使用。