80C51內部RAM有256個單元，通常在空間上分為兩個區。

低128個單元(00H~7FH)的內部數據RAM區和高128個單元(80H~0FFH)的專用寄存器SFR區。

內部RAM低128單元

80C51低128個單元是真正的內部數據RAM區，是一個多功能復用性數據存儲器，其按用途可分為3個區域，如下圖所示：

1)工作寄存器區(00H~1FH)

工作寄存器區也稱為通用寄存器，該區域共有4組寄存器，每組由8個寄存器組成，每個單元8位，各組均以R0~R7作為寄存器編號，共32個單元，單元的地址為00H~1FH。

在任一時刻，CPU只能使用其中一組通用寄存器，稱為當前通用寄存器組，具體可由程序狀態寄存器PSW中的RS1，RS0位的狀態組合來確定。

通用寄存器位CPU提供了就近存取數據的便利，提高了工作速度，也為編程提供了方便。

2)位尋址區(20H~2FH)

內部RAM的20H~2FH共16個單元，計16*8=128位，位地址為00H~7FH。

位尋址區既可以作為一般的RAM區進行字節操作，也可以對單元的每一位進行位操作，因此稱為位尋址區，是存儲空間的一部分。

3)用戶RAM區(30H~7FH)

所剩的80個單元即為用戶RAM區，單元地址為30H~7FH，這些單元可以作為數據緩沖器使用，在一般應用中把堆棧設置在該區域中，棧頂的位置由堆棧指針SP指示。

對內部RAM低128單元的使用作幾點說明：

1>80C51內部RAM 00H~7FH單元可采用直接尋址或間接尋址方式實現數據傳送;

2>內部RAM 20H~2FH單元的位地址空間可實現位操作，當前工作寄存器組可通過軟件對PSW中的RS1，RS0位的狀態設置來選擇。

內部RAM高128單元

內部RAM高128單元是供給專用寄存器使用的，因此稱為專用寄存器區(也稱為特殊功能寄存器區，SFR區)，單元地址是80H~0FFH。

80C51共有22個專用寄存器，其中程序計數器在物理上獨立的，沒有地址，故不可尋址，它不屬于SFR區。

其余的21個專用寄存器都屬于SFR區，是可尋址的，他們的單元地址離散地分布于80H~0FFH，如下表。

下面有關專用寄存器功能介紹。

1)程序計數器PC

PC是一個16位計數器，其內容為單片機將要執行的指令機器碼所在存儲單元的地址。PC具有自動加1的功能，從而實現程序的順序執行。

由于PC是不可尋址的，因此用戶無法對他進行讀/寫操作，但可以通過轉移，調用，返回等指令改變其內容，以實現程序的轉移。PC的尋址范圍為64KB，即地址空間為0000~0FFFFH。

2)累加器ACC或A

累加器ACC是8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能強，地位重要。它既可存放操作數，又可以存放運算的中間結果。

80C51系列單片機中許多指令的操作數來自累加器ACC。累加器非常繁忙，是單片機的執行程序瓶頸，制約了單片機工作效率的提高，現在已經有些單片機用寄存器陣列來代替累加器ACC。

3)寄存器B

寄存器B是8位寄存器，主要用于乘除運算。乘法運算時，B中存放乘數，乘法操作后，高8位結果存于B寄存器中。

除法運算時，B中存放除法，除法操作后，余數存于寄存器B中，寄存器B也可作為一般的寄存器用。

4)程序狀態字PSW

程序狀態字是8位寄存器，用于指示程序運行狀態信息。其中有些位是根據程序執行結果由硬件自動設置的，而有些位可由用戶通過指令方法設定。

PSW中各標志位名稱及定義如下：

CY：進(借)位標志位，也是位處理器的位累加器C。在加減運算中，若操作結果的最高位有進位或有借位時，CY由硬件自動置1，否則清0。

在位操作時，CY作為累加器C使用，參與進行位傳送，位與，位或等位操作。另外，某些控制轉移類指令也會影響CY位狀態。

AC：輔助進(借)位標志位。在加減運算中，當操作結果的低4位向高4位進位或借位時，此標志位由硬件自動置1，否則清0。

F0：用戶標志位，由用戶通過軟件設定，用以控制程序轉向。

RS1，RS0：寄存器組選擇位。用于設定當前通用寄存器組的組號。

通用寄存器組共有4組，其對應關系如下表：

RS1，RS0的狀態由軟件設置，被選中寄存器組為當前通用寄存器組。

OV：溢出標志位，在帶符號數(補碼數)的加減運算中，OV=1表示加減運算的結果超出了累加器A的8位符號數表示范圍(-128~+127)，產生溢出，因此運算結果是錯誤的。OV=0，表示結果未超出255，結果只存在A中。

除法時，OV=1，表示除數為0。OV=0，表示除數不為0。

P：奇偶標志位，執行結果中含1的奇偶狀態，即是奇數個1，還是偶數個1。

5)數據指針DPTR

數據指針DPTR為16位寄存器，它是80C51中唯一的一個16位寄存器。編程時，既可以按16位寄存器使用，也可以作為兩個8位寄存器分開使用。

DPH為DPTR的高8位寄存器，DPL為DPTR的低8位寄存器。DPTR通常在訪問外部數據存儲器或I/O接口時作為地址指針使用，尋址范圍為64KB。

6)堆棧指針SP

在微型計算機的內存中，都需要設置一個對數據實行后進先出操作的區域，這個區域稱為堆棧。

堆棧通常是存儲器的一部分，為了保證棧區的數據能按后進先出的規則來操作，專門設置一個地址寄存器來管理，這個地址寄存器稱為堆棧指針SP，用于指示棧頂單元地址。

51系列單片機中堆棧指針SP為8位寄存器。

在51系列單片機中，當數據存入堆棧中，堆棧指針將自動加1并將數據存入堆棧指針所指的存儲單元，當需要從堆棧中取出數據時，首先將堆棧指針所指的存儲單元中的數據讀出，然后自動將堆棧指針減1。

所以堆棧指針始終指向堆棧中最后存入數據的那個單元，故稱該單元為堆棧頂棧。由于數據存入堆棧時堆棧指針自動加1(地址增大)，所以稱為向上生長型堆棧。

操作規程時：進棧操作，先將SP加1，后寫入數據;出棧操作，先讀出數據，后將SP減1。

51系列單片機中，堆棧規定設在單片機的內部RAM中，同時在特殊功能寄存器中將81H設置為堆棧指針，即SP=81H，81H的內容指示了棧頂地址。

堆棧的主要功能是保護斷點和保護現場。51系列單片機系統復位時，SP=07H。

由于89C51片內RAM區有限，所以棧頂越小，堆棧深度就越深。為便于通用4組寄存器組都能使用，一般在系統初始化時使用MOV SP, #30H將棧頂設置在30H位置處。

堆棧的使用方式有兩種，一種是自動方式，在調用子程序或中斷時，返回地址自動進棧。程序返回時，斷點再自動彈回PC。這種方式無須用戶操作。

另一種指令模式，進棧指令是PUSH，出棧指令是POP。

7)電源控制及波特率選擇控制寄存器PCON

PCON為8位寄存器，主要用于控制單片機工作于低功耗模式。80C51單片機的低功耗方式有待機方式和掉電保護方式兩種。

待機方式和掉電保護方式都由專用寄存器PCON的有關位來控制。PCON寄存器不可位尋址，只能字節尋址。

PD：掉電保護位，為1時進入掉電保護方式;

IDL：待機方式位，為1時進入待機方式。

8)并行I/O端口P0~P3

專用寄存器P0，P1，P2，P3分別是并行I/O口P0~P3的數據鎖存器。在80C51系列單片機中，沒有專門的I/O口操作指令，而采用同一的MOV指令操作，把I/O口當做一般的專用寄存器使用。

9)串行數據緩沖器SBUF

串行數據緩沖器SBUF是串行口的一個專用寄存器，由一個發送緩沖器和一個接收緩沖器組成。兩個緩沖器在物理上獨立，但公用一個地址(99H)。SBUF用來存放要發送的或已接收的數據。

10)定時/計數器的專用寄存器

80C51系列單片機中有兩個16位的定時/計數器T0和T1，它們分別由兩個獨立的8位計數器組成，T0由專用寄存器TH0，TL0組成。T1由專用寄存器TH1，TL1組成。

11)控制類專用寄存器

IE，IP，TMOD，TCON，SCON寄存器是中斷系統，定時/計數器，串行口的控制寄存器，包含控制位和狀態位。控制位是編程寫入的控制操作位。

對專用寄存器的字節尋址作如下幾點說明：

1>21個可字節尋址的專用寄存器離散分散在內部RAM的高128單元，其余的空閑單元為保留區，無定義，用戶不能使用。

2>程序計數器PC是唯一不能尋址的專用寄存器，PC不占用內部RAM單元，它在物理上是獨立的。

3>對專用寄存器只能使用直接尋址方式，在指令中可寫成寄存器符號或單元地址形式。

在21個可尋址的專用寄存器中，有11個寄存器它們的字節地址都能被8整除，可以進行位尋址，即可對這些專用寄存器單元的每一位進行位操作，每一位都有固定的位地址。