MCS-51系列單片機產品有8051，8031，8751，80C51，80C31等型號(前三種為CMOS芯片，后兩種為CHMOS芯片)。它們的結構基本相同，其主要差別反映在存儲器的配置上。8051內部設有4K字節(jié)的掩模ROM程序存儲器，8031片內沒有程序存儲器，而8751是將8051片內的ROM換成EPROM。由ATMEL公司生產的89C51將EPROM改成了4K的閃速存儲器。

MCS-51單片機是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定時器/計數(shù)器和多種功能的I/O線等一臺計算機所需要的基本功能部件。MCS-51單片機內包含下列幾個部件：

?一個8位CPU;

?一個片內振蕩器及時鐘電路;

?4K字節(jié)ROM程序存儲器;

?128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲器;

?兩個16位定時器/計數(shù)器;

?可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲器和64BK外部程序存儲器空間的控制電路;

?32條可編程的I/0線(四個8位并行I/0端口);

?一個可編程全雙工串行口;

?具有五個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結構。

MCS-51單片機PDIP封裝共有40個引腳，可分為如下幾類：電源引腳、外接晶體振蕩器引腳、并行I/O端口引腳和控制信號引腳。

(1)電源引腳

Vcc(40腳)，接+5V。GND(20腳)，接地。

(2)外接晶體振蕩器引腳

XTAL1(19腳)，接外部石英晶體和電容(30pF左右)的一端，若使用外部輸入時鐘，該引腳接地(對HMOS工藝器件)或接外部時鐘(對CHMOS器件)。XTAL2(18腳)，接外部石英晶體和電容(30pF左右)的另一端，若使用外部輸入時鐘，該引腳接外部時鐘(對HMOS工藝器件)或浮空(對CHMOS器件)。

(3)并行I/O端口引腳

P0口引腳：包括8個引腳，即P0.0~P0.7。P0口作普通I/O接口時是8位準雙向I/O接口，輸入時要先向該引腳寫“1”;用于擴展片外RAM或ROM時，是標準的雙向I/O接口，分時復用為低8位地址總線和8位雙向數(shù)據(jù)總線。

P2口引腳：包括8個引腳，即P2.0~P2.7。P2口作普通I/O接口時是8位準雙向I/O接口，輸入時要先向該引腳寫“1”;用于擴展片外RAM或ROM時，用作高8位地址總線。

P1口引腳：包括8個引腳，即P1.0~P1.7。P1口僅用作普通I/O接口，是8位準雙向I/O接口，輸入時要先向該引腳寫“1”。

P3口引腳：包括8個引腳，即P3.0~P3.7。這些引腳均有兩種功能，第一功能是8位準雙向的普通I/O接口，輸入時要先向該引腳寫“1”;第二功能見表2-7。

(4)控制信號引腳

EA/Vpp(31腳)：該引腳決定單片機是否使用片外ROM。若EA=0(引腳接地)，則只使用片外ROM;若EA=1，則在PC值小于0FFFH(51子系列單片機)或1FFFH(52子系列單片機)時，片內ROM，否則使用片外ROM。Vpp是編程電壓輸入端，EPROM型單片機編程時接21V的編程電壓。

ALE/PROG(30腳)：地址鎖存使能信號輸出引腳。在擴展片外存儲器時，P0引腳分時復用為地址引腳和數(shù)據(jù)引腳。訪問片外的ROM、RAM或I/O接口時，在低8位地址信號消失變成數(shù)據(jù)信號之前，為防止地址信息丟失，必須驅動鎖存器將該地址信息鎖存。而ALE

會在P0上的地址消失之前，出現(xiàn)下降沿信號，該下降沿信號恰好可以觸發(fā)鎖存器進行地址鎖存。對于EPROM單片機，在EPROM編程期間，PROG用于輸入編程脈沖。

PSEN(29腳)：片外程序存儲器輸出使能引腳，低電平有效。該引腳與片外ROM的輸出使能引腳相連，當單片機從片外ROM讀取指令或數(shù)據(jù)時，該引腳將輸出低電平，允許片外ROM輸出數(shù)據(jù)。

RST(9腳)：復位信號輸入引腳，高電平有效。當該引腳保持高電平連續(xù)超過2個機器周期時，單片機將復位。