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(diǎn),，從功耗、驅(qū)動能力,、外圍模塊設(shè)計(jì)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(shí)用的高性價(jià)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(diǎn)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(diǎn)設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(shí),，下一條指令同時(shí)被取出，使得在每個(gè)時(shí)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(shí)器和程序計(jì)數(shù)器等都采用RAM結(jié)構(gòu)形式,，并且只需要一個(gè)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(shí)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(shí),，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(shí)，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(jì)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(jì)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(jì)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)。