单片机的内部结构原理详细说明

　　1 单片机内部结构分析

　　我们来思考一个问题，当我们在编程器中把一条指令写进单片机内部，然后取下单片机，单片机就可以执行这条指令，那么这条指令一定保存在单片机的某个地方，并且这个地方在单片机掉电后依然可以保持这条指令不会丢失，这是个什么地方呢？这个地方就是单片机内部的只读存储器即 ROM（READ ONLY MEMORY）。为什么称它为只读存储器呢？刚才我们不是明明把两个数字写进去了吗？原来在 89C51 中的 ROM 是一种电可擦除的 ROM，称为 FLASH ROM，刚才我们是用的编程器，在特殊的条件下由外部设备对 ROM 进行写的操作，在单片机正常工作条件下，只能从那面读，不能把数据写进去，所以我们还是把它称为 ROM。

　　2 几个基本概念

　　1、数的本质和物理现象我们知道，计算机可以进行数学运算，这令我们非常难以理解，计算机吗，我们虽不了解它的组成，但它们只是一些电子元器件，怎么可以进行数学运算呢？我们做数学题如 37+45 是这样做的，先在纸上写 37，然后在下面写 45，然后大脑运算，最后写出结果，运算的原材料：37、45 和结果：82 都是写在纸上的，计算机中又是放在什么地方呢？为了解决这个问题，先让我们做一个实验：这里有一盏灯，我们知道灯要么亮，要么不亮，就有两种状态，我们可以用’0’和’1’来代替这两种状态，规定亮为’1’，不亮为’0’。现在放上两盏灯，一共有几种状态呢？我们列表来看一下：请大家自己写上 3 盏灯的情况 000 001 010 011 100 101 110 111 我们来看，这个 000，001，101 不就是我们学过的的二进制数吗？本来，灯的亮和灭只是一种物理现象，可当我们把它们按一定的顺序排好后，灯的亮和灭就代表了数字了。让我们再抽象一步，灯为什么会亮呢？是因为输出电路输出高电平，给灯通了电。因此，灯亮和灭就可以用电路的输出是高电平还是低电平来替代了。这样，数字就和电平的高、低联系上了。（请想一下，我们还看到过什么样的类似的例子呢？（海军之）灯语、旗语，电报，甚至红、绿灯）。

　　2、位的含义通过上面的实验我们已经知道：一盏灯亮或者说一根线的电平的高低，可以代表两种状态：0 和 1。实际上这就是一个二进制位，因此我们就把一根线称之为一“位”，用 BIT 表示。

　　3、字节的含义一根线可以表示 0 和 1，两根线可以表达 00，01，10，11 四种状态，也就是可以表达 0 到 3，而三根可以表达 0~7，计算机中通常用 8 根线放在一起，同时计数，就可以表示 0-255 一共 256 种状态。这 8 根线或者 8 位就称之为一个字节（BYTE）。