微处理器（CPU）主要由：运算器、数据总线、控制器组成。运算器内部我们不去细研究只要知道组成，关键是如何控制它使用它，而我们能操作的只有累加器A、寄存器B、程序状态字寄存器PSW；而控制器是计算机的指挥中心，如人脑的神经中枢，有必要搞清它的组成和原理。
控制器包括：
1.指令部件
包括程序计数器、指令寄存器、指令译码器等；
程序计数器PC：（Program Counter）
程序是指令的集合，计算机运行时，通常按顺序执行存放在存储器中的程序。先由PC指出当前要执行指令的地址，每当该指令取出后，PC的内容自动加1（除转移指令外），指向按顺序排列的下一条指令的地址。在正常情况下，CPU按顺序逐条地执行指令。如遇转移指令（JMP）、调用子程序指令（CALL）或返回指令（RET）等，这些指令就会把下一条指令的地址直接置入PC中。
程序计数器的位数决定了CPU所能寻址的存储空间。
指令寄存器IR（Instruction Register）
它用来存放当前要执行的指令内容，它包括操作码和地址码两部分。操作码送往指令译码器；地址码送往操作数地址形成电路。
指令译码器ID:（Instruction Decoder）
它是分析指令功能的部件。
堆栈指示器SP（Stack Pointer）
堆栈指针是专用的寄存器，堆栈区一般设置在内存单元区RAM。堆栈中的数据是以“后进先出”的结构方式处理的。对于处理中断、调用子程序非常方便。
实现堆栈的方式有两种，既硬件堆栈和软件堆栈；常用软件堆栈。软件堆栈是开辟某一内存区域作为堆栈，如MOV SP，#70H；就是将栈顶设置在70H（相当于门牌号）单元（注：CPU上电复位后SP的地址为07H单元，应在主程序开始时将SP的地址设置在RAM区的上端如70H），程序运行时栈顶由CPU的堆栈指针SP自动管理，读者不需搞清原理，但要留有足够空间便于程序压栈（PUSH）和出栈 （POP）。如使用中断时要注意压栈和出栈操作。PUSH XX；POP XX；SP指针相应加1或减1。
2.时钟系统
在微型机中，一般都使用石英晶体振荡器来作为CPU的时钟脉冲源。计算机的电源一旦通电，脉冲源立即以固定的频率重复发出矩行脉冲。两个相邻脉冲前沿的时间间隔，称为一个时钟周期或T.它是CPU操作的最小时间单位。由12个时钟周期组成一个机器周期。一条指令的取出和执行所需时间称为指令周期。
3. 寄存器区
单片机8051的内部有两片寄存器区，一片在片内RAM区的低端，占00-1FH共32个单元，每8个单元为一组或一区（用R0-R7表示8个寄存器），共4组，究竟 用哪一区，由特殊功能寄存器PSW中的RS1，RS0的取值决定，该寄存器区称为工作寄存器或通用寄存器区。另一片在内部RAM的高端，占80H-0FFH共128个单元，叫特殊寄存器区。
4. 数据指针DPTR
它是一个16位寄存器，由高位字节DPH和低位字节DPL组成。它的功能是存放16位的地址。作为访问外部程序存储器和外部数据存储器时的地址指针。
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