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21個特殊功能寄存器（52系列是26個）不連續地分布在128個字節的SFR存儲空間中，地址空間為80H-FFH，在這片SFR空間中，包含有128個位地址空間，地址也是80H-FFH，但只有83個有效位地址，可對11個特殊功能寄存器的某些位作位尋址操作（這里介紹一個技巧：其地址能被8整除的都可以位尋址）。
在51單片機內部有一個CPU用來運算、控制，有四個并行I/O口，分別是P0、P1、P2、P3，有ROM，用來存放程序，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，以及一個內部的時鐘電路。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）。這樣的特殊功能寄存器51單片機共有21個并且都是可尋址的列表如下（其中帶*號的為52系列所增加的特殊功能寄存器）：
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