第1章 单片机结构及工作原理 1
1.1单片机及其发展概况 1
1.1.1单片机的发展 1
1.1.2单片机的特点 2
1.1.3单片机的发展趋势 3
1.2 51单片机的基本组成和功能 3
1.2.1 51系列单片机的主要功能 4
1.2.2 51系列单片机基本结构 5
1.2.3 51系列单片机外部引脚 6
1.3 51单片机的内部结构 10
1.3.1中央处理单元 10
1.3.2存储器 14
1.3.3定时器/计数器 19
1.3.4 1/O口 19
1.3.5中断系统 20
1.4 51系列单片机的工作方式 23
1.4.1时钟和时钟电路 23
1.4.2 CPU时序 23
1.4.3复位状态和复位电路 24
1.5实例分析：LED彩灯控制器 26
第2章 单片机的前向通道接口 33
2.1传感器及其分类 33
2.1.1热电偶传感器 33
2.1.2热电阻传感器 33
2.1.3热敏电阻传感器 34
2.1.4集成温度传感器 34
2.2前置信号处理 39
2.2.1信号转换 40
2.2.2信号变送器 44
2.3信号放大 48
2.3.1精密运放及其典型应用技术 48
2.3.2低噪声运放及其典型应用技术 49
2.3.3低输入偏置电流运放及其典型应用技术 50
2.3.4低漂移运放及其典型应用技术 50
2.3.5高速运放及其典型应用技术 51
2.4信号滤波 52
2.4.1有源RC滤波器 53
2.4.2数字滤波 56
2.5数据采集 63
2.5.1多路开关 63
2.5.2集成A/D转换器及接口技术 64
2.6实例分析：供热机组监控 72
2.6.1系统结构 73
2.6.2下位机前向通道接口电路分析 74
第3章 单片机的后向通道接口 82
3.1电气隔离 82
3.1.1电源隔离 82
3.1.2光电隔离器接口 83
3.2可控硅输出接口 88
3.2.1可控硅的原理及分类 88
3.2.2可控硅的触发电路 90
3.3继电器输出接口 95
3.3.1继电器、接触器及其特性 95
3.3.2继电器、接触器的功率接口 97
3.4固态继电器输出接口 98
3.4.1直流型固态继电器 99
3.4.2交流型固态继电器 99
3.5数/模转换接口 102
3.5.1 DAC电路原理 102
3.5.2典型D/A转换器及接口 103
3.6步进电机功率接口 109
3.6.1步进电机工作原理 109
3.6.2步进电机的功率接口 111
3.7实例分析：车辆导航系统输出部件——标图仪 115
3.7.1引言 115
3.7.2系统原理及结构 116
3.7.3控制系统应用软件 117
第4章 单片机通信技术 119
4.1单片机串行通信基础 119
4.1.1异步通信和同步通信 119
4.1.2波特率和接收/发送时钟 121
4.1.3单工、半双工、全双工通信方式 122
4.1.4信号的调制与解调 123
4.1.5串行通信的校验 124
4.1.6串行通信接口电路UART、USRT、USART 124
4.2串行通信总线接口 125
4.2.1 RS-232C总线连接系统 125
4.2.2 RS-422/423/485总线连接系统 131
4.2.3 20mA电流环串行接口 136
4.3单片机间的相互通信 137
4.3.1单片机双机串行通信 137
4.3.2单片机多机串行通信 141
4.4单片机与PC机的通信 147
4.4.1 PC机串行通信功能的实现 147
4.4.2单片机与PC机的串行通信接口 156
4.5采用光纤的串行通信 158
4.5.1光纤通信的特点 158
4.5.2光纤通信的组成 158
4.5.3光纤通信的接口 159
4.6实例分析：基于RS-485/422总线的电表远程抄表系统 161
4.6.1引言 161
4.6.2系统硬件 162
4.6.3系统软件 164
第5章 串行总线接口技术 166
5.1 SPI总线 167
5.1.1 SPI结构、单主机及多主机系统 167
5.1.2 SPI总线时序 167
5.1.3常见SPI器件简介 172
5.1.4 89C51的模拟SPI总线扩展X25系列芯片 173
5.2 MICROWIRE总线 183
5.2.1 MICROWIRE总线的接口时序 185
5.2.2 89C51模拟MICROWIRE总线扩展A/D芯片TLC2543 186
5.3 I2C总线 189
5.3.1 I2C总线与I2C器件的引脚 189
5.3.2总线的主节点、从节点及发送者与接收者 190
5.3.3启动信号、停止信号及总线竞争 191
5.3.4只有一个启动信号的数据帧 193
5.3.5“混合传输”模式的数据帧 201
5.3.6高速方式 201
5.3.7 10位地址系统 202
5.3.8一种I2C EEPROM及其I2C协议 205
5.3.9 89C51扩展I2C总线芯片PCF8584 208
5.3.10 89C51口线模拟I2C操作 217
5.4实例分析：单片机在低压电力线载波通信中的应用 221
5.4.1低压电力线载波通信发展现状 221
5.4.2常见电力线载波通信芯片 223
5.4.3低压电力线载波通信系统分析 230
第6章 单片机系统扩展技术 233
6.1外部I/O的扩展 233
6.1.1 I/O口扩展概述 233
6.1.2 I/O地址译码技术 234
6.1.3简单I/O接口扩展 235
6.2程序存储器的扩展 239
6.2.1常用的EPROM芯片 240
6.2.2程序存储器的操作时序 242
6.2.3单片机与EPROM的接口电路设计 244
6.3数据存储器的扩展 246
6.3.1常用的静态RAM （SRAM）芯片 246
6.3.2外扩数据存储器的读写操作时序 248
6.3.3 AT89S51单片机与RAM的接口电路设计 249
6.4 EPROM和RAM的综合扩展 250
6.4.1综合扩展的硬件接口电路 250
6.4.2外扩存储器的编程 253
6.5实例分析：串行片外存储器扩展 253
后记 256
参考文献 257