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MCS-51單片機是把那些作為控制應用所必需的基本內容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器（CPU）、數據存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM/EPROM）、并行I/O口、串行口、定時器/計數器、中斷系統及特殊功能寄存器（SFR）。它們都是通過片內單一總線連接而成，其基本結構依舊是CPU加上外圍芯片的傳統結構模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR）的集中控制方式。
控制器是單片機的指揮控制部件，控制器的主要任務是識別指令，并根據指令的性質控制單片機各功能部件，從而保證單片機各部分能自動而協調地工作。
單片機執行指令是在控制器的控制下進行的。首先從程序存儲器中讀出指令，送指令寄存器保存，然后送至指令譯碼器進行譯碼，譯碼結果送定時控制邏輯電路，由定時控制邏輯產生各種定時信號和控制信號，再送到單片機的各個部件去進行相應的操作。這就是執行一條指令的全過程，執行程序就是不斷重復這一過程。控制器主要包括程序計數器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令譯碼器、條件轉移邏輯電路及時序控制邏輯電路。
控制打鈴電路
P1.5口控制繼電器進而控制電鈴工作。當時鐘當前的時間和當前所執行的時間表的時間一致時，相應得標志位為1，P1.5口輸出高電平，控制繼電器閉合，從而合上開關，啟動電鈴進行打鈴。打鈴一定時間，標志位置0，P1.5輸出低電平，繼電器打開，電鈴停止工作。
電路圖如下：
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