了解PIC系列单片机的性能特点

1.哈佛（Harvard）双总线结构

这样的存储结构是基于哈佛双总线概念，数据和指令传输总线完全分开，以避免典型的普通复杂指令集计算机（CISC）设计中经常出现的瓶颈问题。传统的冯·诺伊曼结构的计算机是在同一个存储空间取指令和数据（即普林斯顿结构），两者不能同时进行，故限制了工作带宽。而在哈佛结构的计算机中，指令和数据空间是完全分开的，一个用于指令，另一个用于数据。由于可以对程序和数据同时进行访问，所以提高了数据吞吐率。正因为在PIC系列单片机中采用了哈佛双总线结构，所以与常见的微控制器不同的一点是：程序和数据总线可以采用不同的宽度，数据总线都是8位的，但低档、中档和高档系列的指令总线位数分别为12、14和16位。图2-5所示是两种不同结构的计算机示意图。

图2-5 计算机的两种不同结构示意图

2.指令单字节化

因为数据总线和指令总线是分离的，并且采用了不同的宽度，所以程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）的寻址空间（即地址编码空间）是相互独立的，而且两种存储器宽度也不同。这样设计，不仅可以确保数据的安全性，还能提高运行速度和实现全部指令的单字节化。

3.类RISC（RISC-like）结构

这为8位单片机市场设立了一种事实上的新的性能标准。为了达到独一无二的高速性能，PIC单片机采用了小型机设计结构。

先进的类RISC结构体现在每一条高效率和功能强大的指令上。三个系列微控制器的指令都是单字的宽字位指令：低档、中档和高档系列的指令位数分别为12、14和16位，且分别只有33、35和38条指令，它们向上兼容。其指令系统除了程序分支指令是单字双周期指令外，其他指令都是单字单指令周期。在这些指令中，没有功能交叉的指令，使得所有的指令具有简洁性。单字宽指令提供了软件编码的效率，减少了所需要的程序存储单元，使系统具有最高处理效率和突出性能。另外，由于所用指令数较少和较简洁，编程任务和调试任务相对就比较容易，而且学习和实现都非常快。在相同情况下，PIC单片机所需要的编码比一般微处理器要少一半，其指令的高效率又可以使得开发时间节约30%。

4.寻址方式简单

PIC系列单片机只有4种寻址方式（即寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址和位寻址），容易掌握。

5.代码压缩率高

1KB的存储空间，对于像51系列这样的单片机，大约只能存放600条指令，而对于PIC系列单片机，则能够存放的指令条数多达1024条。

6.运行速度高(www.xing528.com)

由于采用了哈佛总线结构，以及指令的读取和执行采用了流水作业方式，使得运行速度大大提高。

7.功耗低

PIC系列单片机的功率消耗极低，其中有些型号，在4MHz时钟下工作时耗电不超过2mA，在睡眠模式下耗电可以达到1μA以下。

8.驱动能力强

I/O端口驱动负载的能力较强，每个I/O引脚吸入和输出电流的最大值可以分别达到25mA和20mA，能够直接驱动发光二极管（LED）、光耦合器或者微型继电器。

9.I²C和SPI串行总线端口

用这两种串行总线技术可以实现芯片间同步串行数据传输。

10.寻址空间设计简洁

PIC系列单片机的程序、堆栈、数据三者各自采用互相独立的寻址（或抵制编码），而且前两者的地址安排不需要用户操心。

11.保密性好

PIC以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，PIC采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。

12.外界电路简洁

该系列单片机内集成上电复位电路，I/O端口上拉电路，看门狗定时器等电路，符合真正意义上的“纯单片”应用。