1 PICl6LF874單片機(jī)
PICl6系列單片機(jī)采用精簡指令集(Reduced Instruction Set Computer,，RISC)結(jié)構(gòu),，突破了傳統(tǒng)單片機(jī)對PC機(jī)在結(jié)構(gòu)上存在的自然依賴性；加上哈佛總線的存儲器結(jié)構(gòu),、兩級流水線指令結(jié)構(gòu),、單周期指令等技術(shù)，從而在單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)上獨(dú)辟蹊徑,，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的效率,。除此之外，針對單片機(jī)機(jī)應(yīng)用的特點,，從功耗,、驅(qū)動能力,、外圍模塊設(shè)計等方面，PIC單片機(jī)也有一些獨(dú)到之處,，從而使得PIC成為一款方便實用的高性價比的單片機(jī),。
PICl6LF874系列單片機(jī)包括一系列不同型號的器件。主要特點有：
1)精簡指令集技術(shù) PIC指令系統(tǒng)是專門根據(jù)小型機(jī)特點設(shè)計的,，力求每一條指令達(dá)到更高的效率,，減少指令功能的重復(fù)。高中低檔的門PIC單片機(jī)指令數(shù)分別為58條,、35條和 33條,。這就帶來了兩方面的好處，一方面可以使代碼的利用率大大提高,，有利于提高執(zhí)行速度,。另一方面給用戶學(xué)習(xí)、記憶和應(yīng)用帶來了極大的好處,，編程和調(diào)試相對就更加容易,，而且同樣的功能所需的編碼減少，節(jié)約了開發(fā)時間,。
2)哈佛(Harvard)總線結(jié)構(gòu) 哈佛結(jié)構(gòu)是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器獨(dú)立編址,，即兩者位于不同的物理空間。PIC系列單片機(jī)不僅采用哈佛體系結(jié)構(gòu),，而且采用哈佛總線結(jié)構(gòu),，從而充分發(fā)揮了哈佛結(jié)構(gòu)的潛在優(yōu)勢。大大提升了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和數(shù)據(jù)可靠性,。
3)單字節(jié)指令 單字節(jié)指令對單片機(jī)系統(tǒng)是革新性的變化,。高中低檔的PIC單片機(jī)的指令位數(shù)分別為16位、14位,、12位,。ROM和RAM的尋址相對獨(dú)立，所有的指令實現(xiàn)了單字節(jié)化,，不僅使數(shù)據(jù)的存取更加安全,，其運(yùn)行速度也得到了顯著的提高。
4)兩級流水線指令結(jié)構(gòu) 由于采用了哈佛總線結(jié)構(gòu),，在器件內(nèi)部將數(shù)據(jù)總線和指令總線分離,，并且采用了不同的總線寬度。當(dāng)一條指令被執(zhí)行時,，下一條指令同時被取出,，使得在每個時鐘周期可以獲得更高的效率。
5)寄存器組結(jié)構(gòu) PIC的所有寄存器,，包括I／O端口,、定時器和程序計數(shù)器等都采用RAM結(jié)構(gòu)形式，并且只需要一個指令周期就可以完成訪問和操作,。
6)一次性可編程(OTP)技術(shù) OTP可以實現(xiàn)產(chǎn)品上市零等待(Zero time to market),，并且可以根據(jù)用戶定制，滿足特定需要,。產(chǎn)品定制可以顯著提高產(chǎn)品的生命周期,，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力。
7)功耗低 供電電壓為2．0～5．5V,，當(dāng)使用4 MHz晶振,，供電電壓為3V時，耗電電流典型值不超過6 mA：當(dāng)用32 kHz晶振,，供電電壓力3 V時,，耗電電流典型值為20 mA，睡眠模式耗電電流更是低于lμA,。
8)品種齊全,、方便選擇 PIC系列單片機(jī)目前已形成具有高、中,、低3檔共50多種型號的龐大家族,，功能靈活多樣，能適應(yīng)多種應(yīng)用場合的不同需要,。
2 電容測量模塊工作原理
電容測量模塊總體設(shè)計原理框圖如圖l所示,，包括電源管理電路、PICl6LF874單片機(jī),、電容式傳感器,、信號調(diào)理電路、PS021電容數(shù)字轉(zhuǎn)化器以及與計算機(jī)連接的接口電路,。
電容測量模塊工作原理為：電容式傳感器輸出微弱的電容信號,，電容信號通過信號調(diào)理電路。進(jìn)入PS02l型電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器,，該器件的測量電容測量范嗣從0到幾十nF(無限制),，經(jīng)過器件內(nèi)部轉(zhuǎn)換，通過對PS02l內(nèi)部寄存器的設(shè)置,，得到需要的值,；通過SPI把數(shù)據(jù)傳送到PICl6LF-874單片機(jī)，測得的數(shù)據(jù)再通過單片機(jī)異步串行通信接口USART送到上位機(jī)(計算機(jī)),，最后由上位機(jī)應(yīng)用程序來顯示測量結(jié)果以及保存測試數(shù)據(jù),。