PIC16F84單片機的內部結構，如圖1所示的框圖。由圖1看出，其基本組成可分為四個主要部分，即運算器ALU和工作寄存器W；程序存儲器；數據存儲器和輸入/輸出(I/O)口；堆棧存儲器和定時器等。現分別介紹如下。
　　1?運算器ALU及工作寄存器W
　　運算器ALU是一個通用算術、邏輯運算單元，用它可以對工作寄存器W和任何通用寄存器中的兩個數進行算術(如加、減、乘、除等)和邏輯運算(如與、或、異或等)。16F84是八位單片機，ALU的字長是八位。在有兩個操作數的指令中，典型的情況是一個操作數在工作寄存器W中，而另一個操作數是在通用寄存器中，或者是一個立即數。在只有一個操作數的情況下，該數要么是在工作寄存器W中，要么是在通用寄存器中。W寄存器是一個專用于ALU操作的寄存器，它是不可尋址的。
　　根據所執行的指令，ALU還可能會影響框圖中狀態寄存器STATUS的進位標志C、全零標志Z等。
　　2?程序存儲器
　　單片機內存放程序指令的存儲器稱為程序存儲器。PIC16F84的所有指令字長為14位。所以程序存儲器的各存儲單元是14位寬。一個存儲單元存放一條指令。16F84的程序存貯器有1024(28)個存儲單元(存儲容量為1k)。這些程序存儲器都是由FPEROM構成的。
　　程序存儲器是由程序計數器PC尋址的。16F84的程序計數器為13位寬，可尋址8K(8×1024)的程序存儲器空間，但16F84實際上只使用了1k的空間(單元地址為0～3FFH)。當訪問超過這些地址空間的存儲單元時，將導致循環回到有效的存儲空間。
　　對于用過其它單片機的用戶，可能會感到16F84的片內存儲器容量太少了。實際上并非如此，因為16F84的指令系統都是由單字指令構成的，相應于其它由二字節、三字節甚至四字節指令的單片機而言，PIC單片機的程序存儲器有效容量要比標稱值擴大2?5倍到3倍。