本文主要介绍的是单片机硬件结构，特别是以MCS-51系列为主的8位单片机。单片机是一种在单一芯片上集成微处理器、存储器和输入输出接口的设备，具有计算机的基本属性，因此也被称为嵌入式控制器或微控制器。
单片机的历史与发展概述中提到了几个主要的生产厂家，如美国Intel公司的MCS-51系列，ATMEL公司的89C51系列，荷兰PHILIPS公司的8xC552系列，以及Texas Instrument公司的MSP16位系列和Motorola的68系列。MCS-51系列因其广泛的适用性和丰富的软硬件设计资源，在我国应用尤其广泛。
MCS-51单片机的硬件结构包括以下几个关键部分：
1. CPU：由运算器和控制器组成，运算器负责算术和逻辑运算，控制器负责指令的执行和控制。
2. 数据存储器（RAM）：用于暂时存储运行时的数据，MCS-51系列的片内RAM通常分为低128字节和高128字节（在某些型号中，如89C52，为256字节加上128字节的特殊功能寄存器区域）。
3. 程序存储器（ROM/EPROM/Flash）：存储程序代码，不同型号的单片机其容量不同，如8051有4K字节的ROM，89C51等型号则有不同容量的闪存。
4. I/O口：包括P0、P1、P2、P3四个8位并行口，用于与外部设备交互。
5. 串行口：支持全双工异步通信。
6. 定时器/计数器：MCS-51有两个16位的定时器/计数器。
7. 中断系统：允许单片机响应外部事件。
8. 特殊功能寄存器（SFR）：包含21个寄存器，用于控制和状态指示。
程序状态字寄存器PSW是其中一个重要组成部分，它包含了多个标志位，如进位标志位Cy、辅助进位标志位Ac、用户自定义标志位F0、工作寄存器区选择位RS1和RS0、溢出标志位OV、以及奇偶标志位P。这些标志位在执行算术和逻辑运算时起到关键作用，例如Cy用于判断是否产生进位，Ac用于低4位到高4位的进位，F0可以由用户根据需求设置，OV则用于检测运算是否导致溢出。
单片机的应用广泛，涉及日常生活中的电器产品、工业自动化、网络通信、军事技术和智能控制等领域。它们通常需要配合外部电路如晶振、电源、复位电路等才能正常工作。例如，XTAL1和XTAL2引脚用于连接外部晶体振荡器，提供时钟信号；RESET引脚用于系统复位。
单片机是一种高度集成的微型计算机系统，它在各种设备和系统中扮演着核心控制的角色。了解其硬件结构和工作原理对于开发和应用单片机至关重要。
