cpu内部有数术逻辑单元（8位）、计数器

从上图中，我们可以看到cpu的内部结构在虚线框中。 8位mcs-51 cpu具有算术逻辑单元alu（算术逻辑单元）和累加器a（8位），寄存器b（8位），程序状态字psw（8位），程序计数器pc（有时称为指令）指针，即ip，16位），地址寄存器ar（16位），数据寄存器dr（8位），指令寄存器ir（8位），指令ID，控制器和其他组件。

1、 alu的主要功能。

a）算术和逻辑运算可以对半字节（一个字节为8位，一个半字节为4位）和单字节数据进行操作。

b）算术运算，例如加法，减法，乘法，除法，加法1、和减法1、比较。

c）逻辑运算，例如AND，OR，XOR，补码和循环。

d）位处理功能（即布尔处理器）。

因为alu内没有寄存器，所以参与运算的操作数必须放在累加器a中。累加器a还用于存储运算结果。

例如：执行指令添加a，b

执行该指令时，累加器a的内容通过输入端口in_1输入到alu，寄存器b通过内部数据总线通过输入端口in_2输入到alu，而a + b的结果通过alu输出输入端口输出和通过内部数据总线的内部数据总线。 ，将其发送回累加器a。

2、程序计数器pc

pc的功能是存储要执行的指令的地址，总共16位，可以直接寻址64k rom，pc的低8位通过p0端口输出，高8位位通过p2端口输出。换句话说，无论在何处执行程序，程序计数器pc都指向它，并且它始终跟随程序的执行。我们知道用户程序存储在内部rom中。如果要执行该程序，则必须从rom中逐个读取字节，然后在cpu中执行它。那么rom执行哪一个呢？这需要我们的程序计数器pc进行指示。

程序计数器pc具有自动递增1的功能，也就是说，从存储器中读取一个指令代码字节后，pc将自动递增1（指向下一个存储单元）。

3、指令寄存器ir

指令寄存器的功能是存储要执行的指令代码。

在这里，我们简要了解了cpu执行指令的过程。首先，从程序存储器（rom）中读取指令代码，并将其发送到指令寄存器，由解码，然后由定时和控制电路发布。控制信号完成指令的功能。关于微控制器中指令的执行过程，我们将在下一课中详细解释。

4、指令ID

它用于解码发送到指令寄存器的指令。所谓解码是将指令转换为执行指令所需的电信号。指令发送到后，对指令进行解码。 cpu控制电路根据输出的信号，周期性地生成执行指令所需的各种控制信号，使单片机能够正确执行程序所需的各种操作。

5、地址寄存器ar（16位）

ar的功能是存储要寻址的外部存储单元的地址信息。指令计数器所在的存储单元的地址代码由程序计数器pc生成，指令中操作数所在的存储单元的地址代码由指令“操作数”生成。从上图可以看出，地址寄存器ar通过地址总线ab连接到外部存储器。

6、数据寄存器dr

用于存储写入外部存储器或I / O端口的数据信息。可以看出，数据寄存器具有用于输出数据的锁存功能。数据寄存器直接连接到外部数据总线db。

7、程序状态字psw

用于记录操作期间的状态，例如溢出，进位等。

例如，如果累加器a的内容为83h，则执行：

添加＃8ah；将累加器a添加到立即数8ah中，并将结果存储在a中。

指令后，总和的结果为[1] 0dh，累加器a只有8位，只能存储低8位，即0dh，而element方法则存储最高位结果中为b8。因此，在CPU中设置了进位标志c，并且在加法运算中发生进位时，进位标志c为1。

8、计时组件

它由时钟电路和脉冲分配器组成，用于产生微操作控制单元所需的定时脉冲信号。

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