對于電子工程師而言，PIC單片機(jī)是非常重要的一個產(chǎn)品。PIC單片機(jī)是一種用來開發(fā)的去控制外圍設(shè)備的集成電路，一種具有分散作用(多任務(wù))功能的CPU，與人類相比，大腦就是CPU，PIC共享的部分相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)。
PIC單片機(jī)的特點(diǎn)
PIC 單片機(jī)是一個小的計(jì)算機(jī)，PIC單片機(jī)有計(jì)算功能和記憶內(nèi)存像CPU并由軟件控制運(yùn)行。然而，處理能力—般，存儲器容量也很有限，這取決于PIC的類型。但是它們的最高操作頻率大約都在20MHz左右，存儲器容量用做寫程序的大約1K—4K字節(jié)。時鐘頻率與掃描程序的時間和執(zhí)行程序指令的時間有關(guān)系。但不能僅以時鐘頻率來判斷程序處理能力，它還隨處理裝置的體系結(jié)構(gòu)改變。如果是同樣的體系結(jié)構(gòu)，時鐘頻率較高的處理能力會較強(qiáng)。
因?yàn)镻IC單片機(jī)可以把計(jì)算部分、內(nèi)存、輸入和輸出等都做在一個芯片內(nèi)。所以它工作起來效率很高、功能也自由定義還可以靈活的適應(yīng)不同的控制要求，而不必去更換不同的IC。這樣電路才有可能做的很小巧。
PIC單片機(jī)的優(yōu)勢
PIC最大的特點(diǎn)是不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價格比，靠發(fā)展多種型號來滿足不同層次的應(yīng)用要求。就 實(shí)際而言，不同的應(yīng)用對單片機(jī)功能和資源的需求也是不同的。比如一個摩托車的點(diǎn)火器需要一個I/O較少、RAM及程序存儲空間不大、可靠性較高的小型單 片機(jī)，若采用40腳且功能強(qiáng)大的單片機(jī)，投資大不說，使用起來也不方便。PIC系列從低到高有幾十個型號，可以滿足各種需要。其中，PIC12C508單 片機(jī)僅有8個引腳，是世界上最小的單片機(jī)。
該型號有512字節(jié)ROM、25字節(jié)RAM、一個8位定時器、一根輸入線、5根I/O線，市面售價在3-6元人人民幣。這樣一款單片機(jī)在象摩托車點(diǎn) 火器這樣的應(yīng)用無疑是非常適合。PIC的高檔型號，如PIC16C74(尚不是最高檔型號)有40個引腳，其內(nèi)部資源為ROM共4K、192字節(jié)RAM、 8路A/D、3個8位定時器、2個CCP模塊、三個串行口、1個并行口、11個中斷源、33個I/O腳。這樣一個型號可以和其它品牌的高檔型號媲美。
精簡指令使其執(zhí)行效率大為提高。PIC系列8位CMOS單片機(jī)具有獨(dú)特的RISC結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線(Harvard)結(jié)構(gòu)，使指令具有單字長的特性，且允許指令碼的位數(shù)可多于8位的數(shù)據(jù)位數(shù)，這與傳統(tǒng)的采用CISC結(jié)構(gòu)的8位單片機(jī)相比，可以達(dá)到2:1的代碼壓縮，速度提高4倍。
PIC有優(yōu)越開發(fā)環(huán)境。OTP單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的實(shí)時性是一個重要的指標(biāo)，象普通51單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)大都 采用高檔型號仿真低檔型號，其實(shí)時性不盡理想。PIC在推出一款新型號的同時推出相應(yīng)的仿真芯片，所有的開發(fā)系統(tǒng)由專用的仿真芯片支持，實(shí)時性非常好。就 我個人的經(jīng)驗(yàn)看，還沒有出現(xiàn)過仿真結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行結(jié)果不同的情況。
PIC的引腳具有防瞬態(tài)能力,通過限流電阻可以接至220V交流電源,可直接與繼電器控制電路相連,無須光電耦合器隔離，給應(yīng)用帶來極大方便。PIC以保密熔絲來保護(hù)代碼，用戶在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無法讀出，除非恢復(fù)熔絲。目前，PIC采用熔絲深埋工藝，恢復(fù)熔絲的可能性極小。
PIC單片機(jī)與MCS-51系列單片機(jī)區(qū)別
一、總線結(jié)構(gòu)方面
MCS-51單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)是馮-諾依曼型,計(jì)算機(jī)在同一個存儲空間取指令和數(shù)據(jù),兩者不能 同時進(jìn)行;而PIC單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)是哈佛結(jié)構(gòu),指令和數(shù)據(jù)空間是完全分開的,一個用于指令,一個用于數(shù)據(jù),由于可以對程序和數(shù)據(jù)同時進(jìn)行訪問,所以提高 了數(shù)據(jù)吞吐率。正因?yàn)樵赑IC單片機(jī)中采用了哈佛雙總線結(jié)構(gòu)，所以與常見的微控制器不同的一點(diǎn)是：程序和數(shù)據(jù)總線可以采用不同的寬度。數(shù)據(jù)總線都是8位 的，但指令總線位數(shù)分別位12、14、16位。
二、流水線結(jié)構(gòu)方面
MCS-51單片機(jī)的取指和執(zhí)行采用單指令流水線結(jié)構(gòu),即取一條指令,執(zhí)行完后再取下一條指令;而PIC的取指和執(zhí)行采用雙指令流水線結(jié)構(gòu)，當(dāng)一條指令被執(zhí)行時,允許下一條指令同時被取出,這樣就實(shí)現(xiàn)了單周期指令。
三、寄存器組方面
PIC單片機(jī)的所有寄存器,包括I/O口,定時器和程序計(jì)數(shù)器等都采用RAM結(jié)構(gòu)形式,而且都只需要一個指令周期就可以完成訪問和操作;而MCS-51單片機(jī)需要兩個或兩個以上的周期才能改變寄存器的內(nèi)容。
