AT89S51单片机的片内硬件组成结构如图2-1所示。它把那些作为操控运用所必需的根本功用部件都集成在一个尺度有限的集成电路芯片上，具有如下功用部件和特性：
（1）8位微处理器（CPU）。
（2）数据存储器（128B RAM）。
（3）程序存储器（4KB FLASH ROM）。
（5）1个全双工的异步串行口。
（6）2个可编程的16位定时器/计数器。
（7）1个看门狗定时器。
（8）中止体系具有5个中止源、5个中止向量。
（9）特别功用寄存器（SFR） 26个。
（10）低功耗节电方式有闲暇方式和掉电方式，且具有掉电方式下的中止康复方式。
（11）3个程序加密锁定位。
与AT89C51比较，AT89S51具有更杰出的长处：
（1）增加了在线可编程功用（ISP，In System Program），灵敏的在线编程方法（字节和页编程）使得现场程序调试和修正愈加便利灵敏。
（2）数据指针增加到两个，便利了对片外RAM的拜访进程。
（3）新增加了看门狗定时器，提高了体系的抗搅扰才能。
（4）增加了掉电标志。
（5）增加了掉电状况下的中止康复方式。
AT89S51片内的各功用部件经过片内单一总线衔接而成（如图2-1所示）
其根本结构仍然是CPU加上外围芯片的传统微型计算机结构方式。但CPU对各种功用部件的操控是选用特别功用寄存器（SFR，Special FuncTIon Register）的集中操控方法。
下面临图2-1中的片内各功用部件进行简略介绍。
（1）CPU（微处理器）AT89S51单片机中有1个8位的CPU，与通用的CPU根本相同，相同包含了运算器和操控器两大部分，此外还有面向操控的位处理功用。
（2）数据存储器（RAM） 片内为128B（增强型的52子系列为256B），片外最多可外扩64KB。片内128B的RAM以高速RAM的方式集成在单片机内，能够加速单片机运转的速度，并且这种结构的RAM还能够降低功耗。
（3）程序存储器（Flash ROM） 它用来存储程序。AT89S51片内集成4KB的Flash存储器（AT89S52片内则集成了8KB的Flash存储器，AT89C55片内集成了20KB的Flash存储器），假如片内程序存储器容量不行，片外最多可外扩至64KB。
（4）中止体系具有6个中止源，2级中止优先权。
（5）定时器/计数器片内有2个16位的定时器/计数器（增强型的52子系列有3个16位的定时器/计数器），具有4种工作方法。
（6）1个看门狗定时器WDT，WDT供给了当CPU因为搅扰使程序堕入死循环或跑飞状况时而使程序康复正常运转的有用手法。
（7）串行口 1个全双工的异步串行口，具有4种工作方法。可进行串行通讯，扩展并行I/O口，还可与多个单片机相连构成多机体系。
（8） Pl口、P2口、P3口和PO口 4个8位并行I/O口。
（9）特别功用寄存器（SFR） 共有26个特别功用寄存器，用于CPU对片内各功用部件进行办理、操控和监督。特别功用寄存器实际上是片内各个功用部件的操控寄存器和状况寄存器，这些特别功用寄存器映射在片内RAM区80H～FFH的地址区间内。
AT89S51彻底兼容AT89C51单片机。运用AT89C51单片机的体系在充沛保存本来软、硬件的条件下，彻底能够用AT89S51直接代换。
