CPU包括運算器和控制器，運算器主要包括算術運算、邏輯運算和位運算，控制邏輯包括定時和控制、指令寄存器、譯碼器、地址指針和程序計數器PC。

CPU外還有時鐘電路、ROM、RAM、定時/計數器、并行IO、串行接口、中斷系統。

1.IO口相關知識

這些IO口實際上就是GPIO，它是單片機內的特殊功能寄存器SFR里面的4個8bit的寄存器。

IO可以作為輸出或輸入。

IO作為輸出時自帶鎖存功能，也就是寫1后，輸出一直是1（鎖存器上的值），引腳上可能被外部電路影響而不是1了。

單片機4組IO口，P0輸出時需要上拉；P1/P2/P3是準雙向口。

有些口還可以作為數據或地址輸入輸出口。P1只能作為雙向口，P0擴展數據和地址，P2擴展地址高8位，P3有第二特殊功能。

注意讀引腳和讀鎖存器的區別：因為有時候輸出設定為1，但是可能被外部電路鉗制到低電平，所以當設置P0=1時想再設定P0=2時，就用讀鎖存器，這樣就是1+1，不然就是讀引腳可能就會變成0+1.常見的讀鎖存器的指令是：在使用ANL、ORL、XRL、CLR、SETB等位操作指令對I/O口進行按位修改時，單片機將首先讀回端口鎖存器的值，送入ALU進行相應位修改，再寫回端口寄存器，通過驅動電路輸出給外圍電路。

讀引腳時需要先想端口寫1，把T2截止，這樣讀到才是外部真實電平。

雙向IO口/準雙向IO口的區別

標準雙向IO口的特點有兩條：

1、在輸出模式下，可以輸出高低電平；

2、在輸入模式下，如果沒有接外部電路，應呈現高阻態。

對于51單片機的P1、P2、P3口，由于有內部上拉電阻，輸入模式下不可能出現高阻態，所以稱之為準雙向IO口。而P0口作為IO口工作時，如果不加上拉電阻就無法輸出高電平；而加了上拉電阻，輸入時又不會出現高阻態，所以也是準雙向IO口。

單片機的P0口如果工作在第二功能狀態下，則是雙向IO口。當P0口工作在第二功能狀態下，兩個晶體管都可以工作。如果上面的晶體管斷開，下面的導通，就輸出低電平；反之上面的導通下面的斷開，就輸出高電平并且不需要上拉電阻；如果兩個晶體管都斷開，則可以作為輸入，并且在沒有外界電路時呈現高阻態。所以是雙向IO口。

注：灌電流比拉電流能通過更大的電流；點亮LED一般用灌電流方式。

參考：

2.中斷

常用術語：內部中斷、外部中斷、中斷響應、中斷服務程序、中斷優先級、中斷嵌套、中斷源、中斷矢量。

中斷作用：①快速的CPU和慢速外部設備的速度配合；②實現實時控制；③實時故障發現和處理；④實時干預計算機工作。

單片機六個中斷源：外部0、外部1、定時器0/1/2、串口。

外部中斷可以設置為電平觸發或邊沿觸發。

四個與中斷有關的寄存器：TCON、SCON、IP、IE.

串行中斷標志需要軟件清除。

若是外部中斷用電平觸發，若是電平觸發不撤銷，跳出中斷程序后會再次進入中斷程序。

中斷響應受阻斷：正在執行RETI或訪問IE、IP，必須執行完該指令，并執行下一條指令后才能響應中斷（如強一行，電平觸發會每次執行一條主程序）。

3.定時器和計數器

51是兩個寄存器，52是三個寄存器，都是16位的。

工作方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON

4.存儲資源

內部RAM，一般為128B，其中包括了可為尋址的16B，用C 語言時都是編譯器在幫忙分配。RAM是用于存放運行時臨時數據的。

內部ROM，一般是4KB，用于存放程序的，也就是keil編譯出來的bin文件需要存儲到單片機里面。

外部存儲器，通過IO口，可以擴展外部RAM最大64KB，外部ROM最大64KB。