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