單片機是什么，是在一個集成硅片中集成了一些部件，構成了一個微型的計算機系統的東西，這些只是對單片機的基礎概念是簡單了解，會用單片機C語言的編程來實現一些簡單的ALU的操作，但是這些還是遠遠不夠的，我們還需要了解單片機的運行機制，工作原理。

這一期來了解一些關于單片機的其他重要知識，51單片機的CPU是多少位，CPU的主要作用是什么，51單片機它的基本構成是由哪些部件或者哪些東西來構成的。

51單片機它的CPU位數是多少位?

51單片機是8位的CPU，表示數據處理一次能夠處理的數據的位寬是8個比特位，也就是一個字節，這個叫做它的位數，51單片機除了具備八位的CPU之外，實際上它有兩個，它還有一個位處理器，一個字節處理器，所以呢，51單片機可以進行自己處理，還可以進行位處理，是因為它內部還有一個為處理器，除了字節處理數據的處理器，又有位處理器，有很多的處理都是借助于位處理來進行操作的，方便用戶的使用。

51單片機的位數一般是8位的，現在的單面機還有16位，32位的類型，CPU的作用以及CPU在計算機或者是單片機的硬件結構，邏輯框圖當中的位置都是什么?

CPU的一個主要作用是讀入并分析每條指令，根據指令的功能控制單片機的各個功能部件，執行指定的操作來完成特定的功能，實際上可以簡單理解為讀取指令，執行指令，CPU去什么地方讀取指令?通過C語言程序代碼編譯鏈接生成可執行文件，把它下載到存儲器當中的ROM單元，CPU要到ROM當中讀指令，讀了指令怎么知道這個指令是要干什么的?它要讀取指令，同時也要執行指令，這中間還牽扯到數據，它要去數據存儲器，也就是ROM當中找操作數，然后才能放到CPU的某一個部件當中去做運算，運算完成之后再去控制單片機的各個部件去執行這個操作，這個就是CPU的一個主要作用。

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CPU在51單片機內部的邏輯結構當中，或者是在51單片機的內部的硬件結構當中，所處的位置在什么位置，以上就是51單片機的內部邏輯結構圖，涵蓋了單片機內部的所有的資源，單片機的內部有三總線，數據總線，地址總線和控制總線，三總線的結構也就是它內部這些部件之間的相互數據的傳輸就是靠總線，這個結構當中涵蓋了單片機的內部資源，有8位的CPU，有一個4K的rom，有128K128B的RAM，有兩個16位定時計數器，32位的IO口，也就是32個IO口，所以外部引腳當中有32個引腳是作為輸入輸出通道，還有串行口和五個中斷源，CPU就在其中。

CPU主要是由運算器和控制器構成，其中還包括若干特殊功能寄存器，以ALU為核心的運算器，ALU是算術邏輯單元的英文縮寫，它的一個主要功能是對數據進行加減乘除，算術邏輯運算以及與或非等邏輯運算，以及位操作，這個就是ALU的功能，就是執行算術邏輯運算的，ALU只負責運算，運算的數必須要傳給它，它上面有兩個，一個是暫存器，還有累加器ACC，一般會把運算的操作數事先存放在累加器ACC當中，或者暫存器當中，然后傳到ALU單元當中去做運算，運算的結果會返回到累加器ACC或者轉存器，或者存儲單元當中，這個是由不同的尋址方式和不同的指令來決定的。

寄存器B主要是用來做乘除法運算，乘除法指令需要用到寄存器B，在乘法的時候是用來存放乘數的，在除法指令的時候存放除數的結果，有一部分也要保存到寄存器B當中，當不用乘除法指令的時候，寄存器B可以作為普通的寄存器來使用，暫存器或者寄存器實際上就是一個內部的單元，內部ROM的單元。

CPU是8位的寄存器，就相當于是我們去超市來寄存東西的地方，把東西放在那然后可以再取走，就是這么一個暫時存放的地方，它存放的是一個八位的二進制數，ALU當中進行運算，把運算結果還要返回過去，PSW是特殊功能寄存器，SFR是內部REM當中高128個字節，就是從80H到FFH地址單元當中的21個特殊功能寄存器，PSW也是其中的一個，PSW叫做程序狀態字寄存器，它也是一個八位的寄存器，它主要用來存放的是本次運放的結果的特征狀態，或者叫特征信息，它是從ALU指向，就是說把數據放到ALU進行運算，在運算的過程當中會有一些狀態信息進行輸出，會以PFW狀態字的形式來呈現，可以通過查詢PSW當中的狀態信息來表明當前的運算的一個問題，處理器的一個相關的工作狀態，可以通過PSW來取得。

累加器實際上就是存放操作數或者中間結果的一個寄存器，是一個8位的寄存器，它的值可以通過指定來修改，是比較繁忙的一個寄存器，如果說大家熟悉匯編語言的話，你會發現在數據傳送指令當中，絕大多數都是要和ACC有關的，也就是必須通過內部數據總線把數據傳給累加器ACC，然后再通過暫存器才能夠傳給ALU單元去做數據的運算，因為數據傳送都要經過它，所以它是最忙的，高性能單片機肯定會在這個結構上做了適當的改進，會增加一些緩沖。

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審核編輯：湯梓紅