我們已知單片機的内部有ROM、有RAM、有并行I/O口，那麼，除了這些東西之外，單片機内部究竟還有些什麼，這些個零碎的東西怎麼連在一起的，讓我們來對單片機内部作一個完整的分析吧！
看圖(1)(本圖太大，請大家找本書看吧，一般講單片機的書，随便哪本都有)。從圖中我們可以看出，在51單片機内部有一個CPU用來運算、控制，有四個并行I/O口，分别是P0、P1、P2、P3，有ROM，用來存放程式，有RAM，用來存放中間結果，此外還有定時/計數器，串行I/O口，中斷系統，以及一個内部的時鐘電路。在一個51單片機的内部包含了這麼多的東西。
對上面的圖進行進一步的分析，我們已知，對并行I/O口的讀寫隻要将資料送入到相應I/O口的鎖存器就可以了，那麼對于定時/計數器，串行I/O口等怎麼用呢？在單片機中有一些獨立的存儲單元是用來控制這些器件的，被稱之為特殊功能寄存器(SFR)。事實上，我們已接觸過P1這個特殊功能寄存器了，還有哪些呢？看表1
表1
下面，我們介紹一下幾個常用的SFR，看圖2。
圖2
ACC：累加器，通常用A表示。這是個什麼東西，可不能從名字上了解，它是一個寄存器，而不是一個做加法的東西，為什麼給它這麼一個名字呢？或許是因為在運算器做運算時其中一個數一定是在ACC中的緣故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍後我們将學到指令，可以發現，所有的運算類指令都離不開它。
2、B：一個寄存器。在做乘、除法時放乘數或除數，不做乘除法時，随你怎麼用。
3、PSW：程式狀态字。這是一個很重要的東西，裡面放了CPU工作時的很多狀态，借此，我們可以了解CPU的目前狀态，并作出相應的處理。它的各位功能請看表2
表2
下面我們逐一介紹各位的用途
(1)CY：進位标志。8051中的運算器是一種8位的運算器，我們知道，8位運算器隻能表示到0-255，如果做加法的話，兩數相加可能會超過255，這樣最高位就會丢失，造成運算的錯誤，怎麼辦？最高位就進到這裡來。這樣就沒事了。
例：78H+97H(01111000+10010111)
(2)AC：半進位标志。
例：57H+3AH(01010111+00111010)
(3)F0：使用者标志位，由我們(程式設計人員)決定什麼時候用，什麼時候不用。
(4)RS1、RS0：工作寄存器組選擇位。這個我們已知了。
(5)0V：溢出标志位。什麼是溢出我們稍後再談吧。
(6)P：奇偶校驗位：它用來表示ALU運算結果中二進制數位“1”的個數的奇偶性。若為奇數，則P=1，否則為0。
例：某運算結果是78H(01111000)，顯然1的個數為偶數，是以P=0。
4、DPTR(DPH、DPL)：資料指針，可以用它來通路外部資料存儲器中的任一單元，如果不用，也可以作為通用寄存器來用，由我們自已決定如何使用。
5、P0、P1、P2、P3：這個我們已經知道，是四個并行輸入/輸出口的寄存器。它裡面的内容對應着管腳的輸出。
6、SP：堆棧指針。
堆棧介紹：日常生活中，我們都注意到過這樣的現象，家裡洗的碗，一隻一隻摞起來，最晚放上去的放在最上面，而最早放上去的則放在最下面，在取的時候正好相反，先從最上面取，這種現象我們用一句話來概括：“先進後出，後進先出”。請大家想想，還有什麼地方有這種現象？其實比比皆是，建築工地上堆放的磚頭、材料，倉庫裡放的貨物，都是“先進後出，後進先出”，這實際是一種存取物品的規則，我們稱之為“堆棧”。
在單片機中，我們也可以在RAM中構造這樣一個區域，用來存放資料，這個區域存放資料的規則就是“先進後出，後進先出”，我們稱之為“堆棧”。為什麼需要這樣來存放資料呢？存儲器本身不是可以按位址來存放資料嗎？對，知道了位址的确就可以知道裡面的内容，但如果我們需要存放的是一批資料，每一個資料都需要知道位址那不是麻煩嗎？如果我們讓資料一個接一個地放置，那麼我們隻要知道第一個資料所在位址單元就可以了(看圖2)如果第一個資料在27H，那麼第二、三個就在28H、29H了。是以利用堆棧這種方法來放資料可以簡化操作
那麼51中堆棧什麼地方呢？單片機中能存放資料的區域有限，我們不能夠專門配置設定一塊地方做堆棧，是以就在記憶體(RAM)中開辟一塊地方，用于堆棧，但是用記憶體的哪一塊呢？還是不好定，因為51是一種通用的單片機，各人的實際需求各不相同，有人需要多一些堆棧，而有人則不需要那麼多，是以怎麼配置設定都不合适，怎樣來解決這個問題?分不好幹脆就不分了，把分的權利給使用者(程式設計者)，根據自已的需要去定吧，是以51單片機中堆棧的位置是可以變化的。而這種變化就展現在SP中值的變化，看圖2，SP中的值等于27H不就相當于是一個指針指向27H單元嗎？當然在真正的51機中，開始指針所指的位置并非就是資料存放的位置，而是資料存放的前一個位置，比如一開始指針是指向27H單元的，那麼第一個資料的位置是28H單元，而不是27H單元，為什麼會這樣，我們在學堆棧指令時再說明。