单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称为单片机，又称微控制器。是指在一块芯片上集成了*处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、程序存储器（ROM、EPROM或E2PROM）、定时/计数器、并行I/O接口、中断控制器和串行接口等部件而构成的微型计算机系统。
MCS-51单片机是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，是高性能8位单片微型计算机。MCS-51包含一个8位*处理器CPU、4KB程序存储器ROM（Read-Only Memory）、128B随机存取存储器RAM（Rndom Access Memory）、4个8位并行I/O接口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器及21个特殊功能寄存器。
1.*处理器CPU:
*处理器是进行算术/逻辑运算和控制程序执行的部件，包括运算器和控制器两部分。
1.1 运算器：
算术/逻辑部件ALU：ALU的功能主要是对数据进行加减乘除等算术运算及与、或、非、异或等逻辑运算。
累加器ACC:是一个8位寄存器，在算术逻辑运算时用来存放一个原操作数和运算结果，在与外部数据存储器，程序存储器和I/O接口传送数据时都要经过ACC。
寄存器B：与累加器ACC配合用于乘除法指令中。在乘法运算时，用B存放一个乘数和乘积的高位，在除法运算中，用于存放除数和商。
程序状态寄存器PSW：PSW寄存器共有8位，全部用作程序运行时的状态标志。P:奇偶标志位 OV：溢出标志 RS0、RS1：寄存器工作区选择 F0：用户标志位 AC：辅助进位标志位 CY：最高进位标志位
1.2控制器
控制器包括程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、定时控制与条件转移逻辑电路等，程序计数器PC、指令译码器、定时控制与条件转移逻辑电路对用户来说是透明的。
程序计数器PC：程序存放在程序存储器中，每条指令都有自己的地址，由PC指示将要执行的指令的地址，PC是一个16位寄存器，可寻址范围为0000H~FFFFH，共64K。系统复位时，PC的值为0000H。
堆栈指针SP：是个8位的寄存器。堆栈是按先进后出原则进行数据存取的数据区域，用于子程序调用与返回及中断处理时保存断点的数据。堆栈工作区不要与所选寄存器工作区、位地址区重叠。系统复位后，堆栈指针的初值为07H，指向寄存器工作区0.因此，用户在初始化程序中应对SP设置初值，一般设在30H-7FH为宜。
数据指针寄存器DPTR：DPTR是一个16位寄存器，可分为两个8位寄存器DPH和DPL，在访问数据存储器或I/O接口时，用于提供16位地址。
2.存储器结构
程序存储器和数据存储器互相独立，程序存储器为只读存储器，数据存储器为随机存取器。从物理地址空间看，共有4个存储地址空间，片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。
2.1程序存储器
内部为4KB，地址范围为0000H~0FFFH，外部可以扩展64KB，地址范围为0000H~FFFFH。在芯片引脚有一个控制端EA（上面有一横），若该端接高电平，程序执行内部程序存储器中的地址，当地址大于等于1000H后，执行外部程序存储器中的程序。若该端接低电平，则全部执行外部程序存储器中的程序。
2.2数据存储器
内部数据存储器分为128字节的RAM区和128字节的特殊功能寄存器区。
内部RAM的地址范围为00H~7FH，分布如（a）。寄存器工作区的选择是通过程序状态寄存器PSW的RS0、RS1进行的。设置4个工作寄存器可以提高现场保护能力和CPU实时响应的速度。
20H~2FH的16个单元既可以按字节寻址，作为一般的工作单元，又可以按位寻址，进行位操作。这16个单元共有128位，每位有一个位地址，位地址范围为00H~7FH。30H~7FH区只能按字节寻址，一般用作数据缓冲区或堆栈区，存放程序执行过程中的临时数据。 疑问（按位寻址和按字节寻址是什么意思？16个单元为什么有128位）
特殊功能寄存器有21个，离散地分布在80H~FFH地址区域中。
外部数据存储器：外部可扩充64KB的数据存储器，地址范围为0000H~FFFFH，地址由P0和P2提供。
3.MCS-51单片机对外引脚
并行口P0：8位双向I/O接口，连接外部存储器或扩充外设时，作为低8位地址线和8位数据线（8位二进制数相当与于2位十六进制数）
并行口P1：8位双向I/O接口，在编程和校验时接收低8位地址，每一位可以独立地输入/输出
并行口P2：8位双向I/O接口，连接外部存储器或扩充外设时，作为高8位地址线和8位数据线
并行口P3：8位双向I/O接口，另外还兼有中断、定时/计数器、串行通信等功能。见表。
RST/VPD：复位及提供后备电源。一旦主电源Vcc出现故障后可由VPD接通备用电源，以保证内部RAM存储器中的信息不丢失。
ALE/PROG(上划线用下划线表示 0.0) ：ALE地址输出锁存信号，访问外部存储器时作为地址锁存信号，EPROM编程时输入编程脉冲。
PSEN ：外部程序存储器读出选通信号，读出内容送并行口P0
EA/VDD:EA（Exteral Address）内部/外部程序存储器选择信号。EA为高电平，表示选择内部程序存储器；EA为低电平，表示选择外部程序存储器。对于内部没有程序存储器的单片机，EA必须接地。对于EPROM（EPROM芯片可重复擦除和写入）编程时VDD接21V电源。
XTAL1、XTAL2：外接晶体振荡器或外部时钟
Vcc：+5V电源
Vss：接地端
4.复位与掉电保护 （P12）（其中的电容起到滤波的作用）
5.时钟电路与工作时序
MCS-51单片机芯片内部有一个反向放大器构成的振荡器，XTAL1和XTAL2引脚分别为振荡器的输入端和输出端。时钟可以由内部或外部产生。（图P14）
对于MCS-51单片机来说是六倍时钟周期，一个机器周期定为6个时钟周期，6个时钟周期表示为S1~S6.在一个机器周期中，包括有两个机器周期信号ALE。时钟信号S为振荡器频率P的2分频，一般情况下，算术/逻辑运算在S的前半周期进行，内部寄存器传送在S的后半期进行。MSC-51单片机的大部分指令执行时间为一个机器周期，少数为2个机器周期，乘法和除法指令需要4个机器周期。
6.单片机最小系统
接上时钟电路和复位电路，将EA接高电平即可。（图P15）
总结：很多知识要记忆，书上的图比较重要，关注下课后题。