单片机数据通信典型应用大全PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1单片机的发展历程 1

1.1.1微型计算机与单片机 1

1.1.2单片机的发展历史 3

1.1.3单片机的特点 5

1.2单片机的应用领域 5

1.2.1在智能化仪器仪表上的应用 5

1.2.2在工业控制中的应用 7

1.2.3在家用电器中的应用 8

1.2.4在计算机网络和通信领域中的应用 8

1.3单片机通信的几种常用模式 9

1.3.1并行通信与串行通信 9

1.3.2异步通信与同步通信 11

1.4单片机串行口 13

1.4.1串行接口的内部结构 13

1.4.2串行接口的专用寄存器 13

1.4.3串行口的工作方式 15

1.4.4单片机串行口的应用 18

1.5小结 26

第2章 数据通信中常用的数据校验算法 27

2.1概述 27

2.2奇偶校验算法 28

2.2.1算法原理 28

2.2.2垂直水平奇偶校验 28

2.3校验和 29

2.4循环冗余校验（CRC）的原理 30

2.5循环冗余校验（CRC）的软件实现 32

2.5.1按位计算CRC码 32

2.5.2按字节计算CRC码 34

2.5.3按半字节计算CRC 36

2.6小结 38

第3章RS-232通信协议 39

3.1 RS-232通信协议概述 39

3.1.1机械特性 40

3.1.2电气特性 41

3.1.3功能特性 42

3.1.4 RS-232的连接 46

3.2常用RS-232转换芯片简介 48

3.2.1 TTL和COMS逻辑与RS-232逻辑比较 48

3.2.2 MAX232系列 49

3.2.3 MAX3232系列 53

3.2.4其他芯片简介 56

3.3计算机与单片机近距离多机通信 62

3.3.1系统功能定义及设计思路 62

3.3.2硬件电路原理 64

3.3.3软件流程及代码分析 65

3.4小结 69

第4章SPI数据传输 70

4.1 SPI模块概述 70

4.1.1SPI模块输入和输出 70

4.1.2 SPI控制模块 72

4.2 SPI传输模式 75

4.2.1 SPI主模式 75

4.2.2 SPI从模式 76

4.3 SPI传输过程格式 77

4.3.1 SCK信号的相位和极性控制 77

4.3.2 CPHA=0传输格式 77

4.3.3 CPHA=1传输格式 78

4.4利用SPI单片机实现多从机传输系统 79

4.4.1 STC 12C5410简介 79

4.4.2 CAT25C32简介 81

4.4.3利用单片机的SPI模块实现对CAT25C32的操作 84

4.4.4利用单片机的I/O端口实现对CAT25C32的操作 89

4.5小结 91

第5章 IIC数据传输 92

5.1 IIC总线协议 92

5.1.1 IIC总线的基本特性 93

5.1.2 IIC总线上的时钟信号 94

5.1.3 IIC总线上的数据传输 94

5.1.4 IIC总线的地址与寻址 97

5.1.5 IIC总线的竞争与仲裁 98

5.2 IIC总线驱动程序 100

5.2.1 IIC启动和停止程序 100

5.2.2 IIC数据响应程序 101

5.2.3 IIC数据传输程序 103

5.2.4扩展读写程序 104

5.3小结 106

第6章 单总线数据传输 107

6.1单总线技术概述 107

6.1.1单总线芯片简介 108

6.1.2单总线技术的特点及其应用 110

6.2单总线数据传输协议 113

6.2.1单总线通信信号类型 114

6.2.2单总线通信的初始化 115

6.2.3单总线通信的ROM命令 116

6.2.4单总线器件的ROM搜索 118

6.2.5单总线通信的功能命令 122

6.3单总线驱动程序 122

6.3.1单总线的复位 123

6.3.2单总线的写操作 124

6.3.3单总线的读操作 124

6.4小结 125

第7章USB数据传输 126

7.1 USB传输协议 126

7.1.1 USB总线结构 126

7.1.2 USB包 130

7.2 CH372 USB转换芯片 134

7.2.1引脚配置与功能 134

7.2.2内部结构 135

7.2.3命令说明 136

7.2.4时序参数 140

7.3 CH372与单片机接口电路设计 141

7.3.1硬件接口电路 141

7.3.2软件设计 145

7.4小结 149

第8章 基于PCF8563的电子万年历设计 150

8.1实例背景及功能 150

8.2 PCF8563时钟日历芯片介绍 150

8.2.1概述 151

8.2.2 PCF8563的基本原理 151

8.2.3 PCF8563功能模块 152

8.2.4 PCF8563的寄存器 153

8.2.5 PCF8563的设备地址 159

8.3系统硬件设计 159

8.4系统软件设计 161

8.4.1系统基础程序 161

8.4.2主程序 161

8.4.3 PCF8563操作模块 162

8.4.4 LCM1602显示模块 164

8.4.5蜂鸣器控制模块 167

8.4.6按键扫描与控制模块 167

8.5小结 171

第9章 基于DS18B20的数字温度检测系统设计 172

9.1实例背景及功能 172

9.2单总线数字温度计DS 18B20介绍 173

9.2.1 DS18B20的主要特性 173

9.2.2 DS18B20的内部结构 174

9.2.3 DS18B20的测温原理 177

9.2.4 DS18B20的控制方法 178

9.2.5 DS18B20使用中的注意事项 178

9.3系统硬件设计 179

9.3.1电源以及看门狗电路 179

9.3.2显示电路 181

9.3.3温度检测电路 181

9.3.4串口通信电路 182

9.4系统软件设计 183

9.4.1 DS18B20操作程序 183

9.4.2串口数据发送程序 187

9.4.3数码管显示程序 188

9.5小结 189

第10章 典型开发案例：智能门禁系统 190

10.1实例背景及功能 190

10.2 DS 1990A序列号纽扣简介 191

10.2.1单总线技术介绍 192

10.2.2 DS1990A访问时隙 193

10.2.3 DS1990A的应用电路 195

10.3 AT24C32存储器简介 196

10.3.1 AT24C32的特点 196

10.3.2 AT24C32与单片机的连接 196

10.4系统硬件设计 197

10.4.1系统总体结构 197

10.4.1系统硬件电路 198

10.5系统软件设计 199

10.5.1读取DS 1990A模块 199

10.5.2 AT24C32的读写操作 202

10.6小结 204

第11章 USB转RS-232接口的设计 205

11.1实例背景 205

11.2 PL-2303介绍 207

11.2.1 PL-2303HX的功能及特点 207

11.2.2 PL-2303HX引脚介绍 208

11.2.3 PL-2303HX的内部结构与寄存器 210

11.3系统硬件设计 210

11.3.1 PL-2303HX外围电路设计 211

11.3.2 PL-2303HX与单片机接口电路 212

11.3.3 PL-2303HX与RS232的接口电路 213

11.4系统软件设计 216

11.4.1 PL-2303HX驱动程序 216

11.4.2 PL-2303数据传输程序 217

11.5小结 220

第12章RS-485通信协议及其实现方法 221

12.1 RS-485通信协议概述 221

12.1.1 RS-485串行接口标准 222

12.1.2 RS-485的电气规定 223

12.2常用RS-485转换芯片简介 225

12.2.1 MAX485系列芯片简介 225

12.2.2 MAX485系列下一代器件简介 227

12.2.3 RS-485接口芯片选型时的注意事项 228

12.3单片机与RS-485接口方法及应用要点 231

12.3.1单片机与RS-485接口硬件电路 231

12.3.2 RS-485总线通信速度与可靠性的影响因素 234

12.3.3 RS-485的接地问题 240

12.4小结 241

第13章CAN总线通信协议及其实现方法 242

13.1 CAN总线协议介绍 242

13.1.1 CAN总线主要特点 243

13.1.2 CAN总线协议分层 243

13.1.3 CAN总线报文传输 244

13.1.4 CAN总线报文滤波 252

13.1.5 CAN总线报文校验 252

13.1.6 CAN总线编码 252

13.1.7 CAN总线错误处理 252

13.1.8振荡器容差 253

13.1.9位定时要求 253

13.2 CAN控制器SJA 1000 256

13.2.1芯片SJA 1000的概述 256

13.2.2 SJA1000的内部结构及SJA 1000引脚定义 257

13.2.3 SJA 1000的几个控制模块 258

13.2.4 SJA 1000在PeliCAN模式下的寄存器及其功能 259

13.2.5公共寄存器 282

13.3单片机与CAN总线接口电路设计 287

13.3.1硬件电路设计 287

13.3.2软件程序设计 290

13.4小结 293

第14章 MBUS通信协议及其实现方法 294

14.1 MBUS通信协议简介 294

14.1.1 MBUS总线的特点 294

14.1.2 MBUS总线结构模型 295

14.1.3 MBUS总线通信协议 297

14.2 MBUS总线从机芯片TSS721A简介 301

14.2.1芯片功能及管脚 301

14.2.2单片机与TSS721A接口设计 303

14.3 MBUS总线主机发送接收电路设计 303

14.3.1发送数据 305

14.3.2接收数据 305

14.4小结 306

第15章 以太网通信协议及其实现方法 307

15.1以太网通信协议简介 307

15.1.1物理介质 308

15.1.2以太网帧 309

15.1.3介质访问控制协议 310

15.2 RTL8019AS接口芯片简介 311

15.2.1 RTL8019AS的功能及特点 311

15.2.2 RTL8019AS的主要引脚功能 312

15.2.3 RTL8019AS的寄存器介绍及操作 315

15.3单片机与RTL8019AS接口技术 319

15.3.1硬件原理 320

15.3.2软件设计 324

15.4小结 332

第16章 基于RS-485的湿度检测系统 333

16.1概述 333

16.2湿度传感器SHT11 334

16.2.1 SHT11的特点 334

16.2.2 SHT11的接口 334

16.2.3 SHT11的状态寄存器 337

16.3系统的硬件电路设计 338

16.3.1 RS-485和RS-232转换接口 338

16.3.2 湿度检测分机电路设计 341

16.4系统的软件设计 343

16.4.1系统通信协议的设定 343

16.4.2单片机程序设计 344

16.5 小结 355

第17章 基于CAN总线的电梯控制 356

17.1实例背景 356

17.2 CAN收发驱动器82C250简介 357

17.2.1 82C250的功能及特点 357

17.2.2 82C250引脚介绍 359

17.2.3 82C250的内部结构 360

17.3系统硬件设计 361

17.3.1主控制器外围电路设计 362

17.3.2系统数据采集电路设计 366

17.3.3 CAN总线通信电路设计 369

17.4系统软件设计 370

17.4.1系统初始化程序 370

17.4.2数据采集处理程序 371

17.4.3 CAN通信处理程序 373

17.5小结 377

第18章 基于MBUS总线的温度巡回监测系统 378

18.1系统功能分析及总体设计 378

18.1.1系统功能概述 378

18.1.2系统总体设计 379

18.2系统硬件电路设计 379

18.2.1 MBUS从站设计 380

18.2.2 MBUS主站设计 382

18.3系统软件设计 385

18.3.1下位机软件设计 385

18.3.2上位机软件设计 395

18.4小结 396

第19章 基于以太网的数据传输系统 397

19.1实例背景及功能 397

19.1.1以太网的优点 397

19.1.2以太网数据传输应用背景 398

19.2 CS8900A介绍 399

19.2.1 CS8900A概述 399

19.2.2 CS8900A引脚功能 400

19.2.3 CS8900A工作原理 403

19.3系统设计与实现 407

19.3.1系统硬件设计 407

19.3.2软件设计 409

19.4小结 420

第20章 射频Ic卡数据传输 421

20.1射频IC卡数据传输原理 421

20.1.1射频IC卡的系统结构 422

20.1.2射频IC卡系统的卡-机间能量传输 423

20.1.3射频IC卡系统的卡-机间数据传输 423

20.2 WM-0 1T IC读卡器简介 424

20.2.1 WM-0 1 T性能特点及引脚功能 424

20.2.2 WM-01T结构及通信数据格式 425

20.3 WM-01T IC读卡器与单片机接口 425

20.3.1硬件实现 425

20.3.2软件编程 426

20.4小结 429

第21章 红外通信原理及其实现方法 430

21.1概述 430

21.1.1红外通信原理简介 430

21.1.2红外通信的现状及特点 432

21.1.3红外通信协议 433

21.2编码解码方案简介 434

21.2.1 OOK调制 434

21.2.2脉冲调制 435

21.2.3负载波调制 436

21.3红外通信与单片机的接口 436

21.3.1 MAX3100简介 436

21.3.2 MAX3100引脚功能 437

21.3.3红外接收发送电路 437

21.3.4单片机软件编程 438

21.4小结 442

第22章 GSM通信协议及其实现方法 443

22.1 GSM通信协议概述 443

22.1.1 GSM的主要特点 443

22.1.2 GSM系统的组成 444

22.1.3 GSM系统的业务组成 446

22.2 GSM通信模块简介 449

22.2.1 MC55概述 451

22.2.2 MC55的内部结构与接口 452

22.2.3 MC55模块的电源接口 453

22.2.4 MC55模块的控制信号接口 454

22.2.5 MC55模块的SIM卡接口 456

22.2.6 MC55模块的串行接口 457

22.3 AT指令简介 457

22.3.1 AT指令概述 458

22.3.2 MC55常用AT指令简介 458

22.4小结 466

第23章 典型开发案例：单片机实现IC卡读卡器 467

23.1系统概述 467

23.2 MF RC500读卡芯片简介 468

23.2.1 MF RC500的功能及特点 468

23.2.2 MF RC500引脚介绍 469

23.2.3 MF RC500寄存器及命令集 471

23.3系统硬件电路设计 471

23.3.1单片机与MF RC500接口电路 472

23.3.2天线电路设计 473

23.4系统软件设计 475

23.4.1系统流程图 475

23.4.2主程序 476

23.4.3寻卡程序设计 487

23.4.4选卡程序设计 488

23.4.5防冲突设计 489

23.4.6读卡操作 491

23.4.7写卡操作 492

23.5小结 494

第24章 典型开发案例：手持式红外抄表器 495

24.1 TSOP1838简介 495

24.1.1 TSOP18xx红外接收模块介绍 495

24.1.2红外线一体化接收模块TSOP1838 497

24.2系统硬件设计 497

24.2.1键盘电路设计 498

24.2.2红外通信电路设计 500

24.2.3液晶显示电路设计 502

24.2.4存储电路设计 503

24.3通信协议设计 503

24.3.1字节格式 504

24.3.2帧格式 504

24.4系统软件设计 505

24.4.1数据采集程序设计 505

24.4.2键盘指令及其功能实现模块 509

24.4.3液晶显示程序设计 511

24.4.4抄表器与计算机的接口程序设计 513

24.5小结 513

第25章 典型开发案例：基于GSM网络的野外水位监测系统 514

25.1系统概述 514

25.1.1水位监测系统组成 514

25.1.2系统的工作方式 517

25.2系统硬件电路设计 518

25.2.1采集终端的设计 518

25.2.2集中器的设计 519

25.3系统软件设计 524

25.3.1系统流程图 524

25.3.2主程序 524

25.3.3系统初始化子程序 527

25.3.4短消息处理子程序 529

25.3.5 GPRS网络相关子程序 531

25.3.6数据处理子程序 533

25.3.7串口及中断子程序 535

25.4小结 537