ARM Cortex-M0+处理器是51单片机的核心，它采用了Harvard结构，分为两个主要模块：计算单元和存储单元。计算单元包括ALU（算术逻辑单元）、寄存器组和控制单元，用于执行处理器指令和算术逻辑运算。存储单元包括片内ROM和RAM，用于存储程序代码和数据。

51单片机的存储器采用了分层设计，包括内置的ROM用于存储固化程序代码和常量数据，以及RAM用于存储运行时的变量数据。此外，51单片机还支持外部扩展存储器，如EEPROM、Flash等，以满足不同应用的需求。

在处理器外部，51单片机还包含了各种外设模块，如通用输入输出口（GPIO）、定时器、UART等，用于连接外部设备和实现各种功能。这些外设模块通过内部总线和IO口与处理器相连，实现了与外部设备的数据交换和控制。

此外，51单片机还具有低功耗设计和多种低功耗模式，以实现长时间待机和节能运行。同时，它还支持多种中断源和中断优先级，可实现即时响应和多任务处理。

总的来说，51单片机的内部结构复杂而精密，各模块之间密切配合，实现了高性能和灵活性的平衡，适用于各种嵌入式应用场景。随着技术的不断进步和创新，51单片机的内部结构也在不断完善和优化，以满足市场需求和用户需求。