1.ROM：只读存储器，单片机的只读存储区大多用于存储程序固又称程序存储器。51单片机是EPROM，所谓的EPROM是可擦除的只读存储器。可以把原来的程序擦除了，再写一个新的进去。断电后是可以保存的，

2.RAM：随机存取存储器，用于存储定义的变量等，速度快51单片机的RAM存储容量远小于ROM，但是速度非常之快，断电之后数据存储器（RAM）是不能保存的。

内部详细图示

内部的结构看似十分复杂，但是大致上可以分为两个部分：运算器（红色框）和控制器（蓝色框）。

运算器：主要作用是进行加减乘除和逻辑运算

内部的结构可以上网查询

控制器：控制单片机的各种操作

单片机执行程序的过程，实际上就是执行我们所编制程序的过程。即逐条指令的过程。计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即取指令-----分析指令-----执行指令。

取指令的任务是：根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令，送到指令寄存器。

分析指令阶段的任务是：将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则寻找操作数地址。

计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程，直至遇到停机指令可循环等待指令。

1.程序地址

程序开始的时候，要先知道第一条程序的地址，这个通过PC（程序计数器）知道。

比如刚开始的时候地址是0000H，这个是16进制的。

当这个地址送给地址寄存器后，即取出第一条指令后，PC自动加1，准备取出下一条指令。

地址寄存器知道指令的地址后，就从ROM（只读存储器）里面取出地址所指向的一条指令。

并把取出来的指令放到指令寄存器中，经过指令编码器编译

1.数据处理

指令有可能要用到加减乘除和赋值语句的判断。经过指令编码器，就知道要取出那些定义的数据或者哪些赋值语句。

通过总线来调取我们要用到的数据。并通过运算器来运算。

比如说我们定义了int x和int y，这两个数据放在RAM中。

当我们取出了一个a = x + y 的指令后，需要x和y的值来计算。

那么通过上一张图的取数据的过程后取出了x和y的数据

通过运算器来运算。

如图，取出x和y进入黑色框（运算器）中来的到最终结果

最终的结果还会通过a这个变量存储在数据存储器（RAM）中

2.操作器件

当然，除了计算这种步骤外，还有一种情况就是来直接控制IO口的高低电平或者其他的器件了。

下面我们将举个实例来说明指令的执行过程：

开机时，程序计算器PC变为0000H。然后单片机在时序电路作用下自动进入执行程序过程。执行过程实际上就是取出指令（取出存储器中事先存放的指令阶段）和执行指令（分析和执行指令）的循环过程。

例如执行指令：MOV A，#0E0H，其机器码为“74H E0H”，该指令的功能是把操作数E0H送入累加器， 0000H单元中已存放74H，0001H单元中已存放E0H。当单片机开始运行时，首先是进入取指阶段，其次序是：

1、程序计数器的内容（这时是0000H）送到地址寄存器；

2、程序计数器的内容自动加1（变为0001H）；

3、地址寄存器的内容（0000H）通过内部地址总线送到存储器，以存储器中地址译码电跟，使地址为0000H的单元被选中；

4、 CPU使读控制线有效；

5、在读命令控制下被选中存储器单元的内容（此时应为74H）送到内部数据总线上，因为是取指阶段，所以该内容通过数据总线被送到指令寄存器。

至此，取指阶段完成，进入译码分析和执行指令阶段。

由于本次进入指令寄存器中的内容是74H（操作码），以译码器译码后单片机就会知道该指令是要将一个数送到A累加器，而该数是在这个代码的下一个存储单元。所以，执行该指令还必须把数据（E0H）从存储器中取出送到CPU，即还要在存储器中取第二个字节。其过程与取指阶段很相似，只是此时PC已为0001H。指令译码器结合时序部件，产生74H操作码的微操作系列，使数字E0H从0001H单元取出。因为指令是要求把取得的数送到A累加器，所以取出的数字经内部数据总线进入A累加器，而不是进入指令寄存器。至此，一条指令的执行完毕。单片机中PC=0002H，PC在CPU每次向存储器取指或取数时自动加1，单片机又进入下一取指阶段。这一过程一直重复下去，直至收到暂停指令或循环等待指令暂停。CPU就是这样一条一条地执行指令，完成所有规定的功能。