2.1.2 AT89S51/AT89S52单片机内部结构
AT89S51/AT89S52单片机的内部结构框图如图2.1所示，在该单片机上，集成了一个微型计算机的各个部分。
图2.1 单片机的内部结构框图
1.AT89S51/AT89S52单片机主要组成部分
（1）8位字长CPU和指令系统。
（2）一个片内时钟振荡和时钟电路。
（3）4 KB片内程序存储器（ROM）（增强型单片机常有更大的程序存储器）。
（4）128 B的片内数据存储器（RAM）（增强型单片机常有更大的数据存储器）。
（5）64 KB外部数据存储器的地址空间。
（6）64 KB外部程序存储器的地址空间。
（7）32条双向且分别可位寻址的I/O口线（4个并行I/O口线）。
（8）2个16位定时器/计数器（MSC-52子系列为3个16位定时器/计数器）。
（9）1个全双工串行口（URAT）。
（10）具有2个优先级的5个中断源结构（MSC-52子系列有6个）。
（11）特殊功能寄存器（Special Functional Register，SFR）。
各组成部分之间通过内部总线相连。
2.各组成部分的含义
1）AT89S51/AT89S52单片机的CPU
AT89S51/AT89S52单片机由CPU、存储器和I/O口组成。
2）内部数据存储器（RAM）
AT89S51/AT89S52单片机内部有128/256 B RAM，用来存放程序运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。
3）内部ROM/EPROM/Flash/ISP Flash
AT89S51/AT89S52单片机有4 KB的掩模ROM；AT89S52为ISP（In System Program）免拔插电气可编程8 KB Flash存储器，用来存放程序、原始数据或表格。
4）定时器/计数器
AT89S51/AT89S52单片机内部有2个16位定时器/计数器TO、T1，有4种工作方式。AT89S52不仅有定时器/计数器TO、T1，还有定时器T2、看门狗定时器。通过编程，TO、T1还可用于13位或8位定时器。
5）中断系统
AT89S51/AT89S52单片机中拥有5个中断源，可按一定的优先级有次序地响应中断事件，而AT89S52单片机的中断功能较强，设有8个中断源，共有6个中断矢量。有两级中断优先级，可实现两级中断嵌套。用户可以很方便地通过软件实现对中断的控制。
6）并行口
P0、P1、P2和P3口是4个8位并行I/O口，其每个端口都可以独立使用。在进行外设扩展时，常需要用到P0和P2口。同时，P3口的I/O口除了能作为通用I/O口使用外，还具有第二功能。
7）串行口（UART）
串行口（UART）是一个全双工的串行数据通信接口，支持标准的串行通信，能在4种模式下进行工作，可以方便地让单片机实现与外设的通信连接，进行数据或命令的交互。单片机只用P3口的RXD和TXD两个引脚进行串行通信。
8）CPU内部总线和外部总线
CPU通过内部的8位总线与各个部件连接，并通过P0和P2口形成内部16位地址总线连接到内部ROM区。
9）布尔处理器
在单片机系统中，为与字节处理器相对应，还特别设置了一个结构完整、功能极强的布尔处理器。
在位处理器系统中，除了程序存储器和ALU与字节处理器合用之外，还有如下特别设置。
（1）累加器CY：借用进位标志位。在布尔运算中，CY是数据源之一，又是运算结果的存放处，是位数据传送的中心。
（2）位寻址的RAM：内部RAM区中0～128 B。
（3）位寻址的寄存器：特殊功能寄存器中可位寻址的位。
（4）位寻址的并行I/O口：并行I/O口以位寻址的数据位。
（5）位操作指令系统：位操作指令可实现对位的置位、清0、取反、位状态判跳、位逻辑运算及位输入/输出等操作。
布尔处理器利用位逻辑操作功能进行随机逻辑设计，可把逻辑表达式直接变换成软件对其执行，方法简便，免去了过多的数据往返传送、字节屏蔽和测试分支，大大简化了编程进程，节省了存储空间，加快了处理速度，增强了实时性能，还可以实现复杂的组合逻辑处理功能。
10）特殊功能寄存器（SFR）
特殊功能寄存器（SFR）组中共有21个特殊功能寄存器，用于CPU对片内各功能部件进行管理和监控。它实际上是片内各功能模块的状态寄存器与控制寄存器的集合。