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本书全面系统地介绍了MCS-51系列单片机数据传输接口的扩展技术，对各种扩展数据接口的基本原理、技术规範及相关软硬体设计进行了详尽地阐述，并提供了丰富的套用实例，所涉及的接口类型包括RS-232、RS-422、RS-485、USB、I2C、SPI、MICROWIRE、1-WIRE、CAN、红外线、无线及乙太网，所选实例既有课题研究过程中所设计的接口模组，也有相关晶片製造商提供的评估套件，其设计方案和程式代码在经过适当的改动后，都可以移植到其他套用系统中。

第1章　单片机数据传输接口概述　1

1.1　单片机并行数据接口　1

1.2　单片机串列数据接口　2

1.2.1　异步数据传输接口　2

1.2.2　同步数据传输接口　3

1.2.3　单片机的全双工串口　4

1.3　并行数据接口扩展　6

1.3.1　外部程式存储器扩展　6

1.3.2　外部数据存储器扩展　10

1.3.3　外围设备I/O空间扩展　15

1.4　串列数据接口扩展　24

1.5　数据接口扩展中应注意的问题　25

1.5.1　并行数据接口扩展中的地址分配　25

1.5.2　串列数据接口扩展中应注意的问题　28

第2章　串列数据传输接口RS-232/422/485　30

2.1　RS-232/422/485接口技术规範　30

2.1.1　RS-232-C接口标準　30

2.1.2　RS-422接口标準　31

2.1.3　RS-485接口标準　33

2.2　实例1——单片机的RS-232-C传输接口实现　33

2.2.1　RS-232-C传输接口电路设计　33

2.2.2　单片机与PC机通信程式设计　34

2.2.3　单片机多机通信程式设计　40

2.3　实例2——单片机的RS-485传输接口实现　47

2.3.1　RS-485传输接口电路设计　47

2.3.2　单片机RS-485数据传输接口程式设计　48

2.4　实例3——利用82C51进行单片机串口扩展　55

2.4.1　串口扩展晶片82C51简介　55

2.4.2　单片机串列接口扩展模组电路设计　58

2.4.3　单片机串列接口扩展模组程式设计　60

2.5　实例4——关于RS-422A串列通信接口　62

第3章　USB汇流排接口　64

3.1　USB汇流排协定分析　65

3.1.1　USB汇流排协定概述　65

3.1.2　USB汇流排数据传输信息包分析　67

3.2　USB汇流排接口设备的开发　70

3.2.1　USB汇流排接口设备的枚举过程　70

3.2.2　USB汇流排控制器的选择　71

3.2.3　USB汇流排接口方案设计　71

3.3　USB汇流排接口器件　72

3.3.1　带RISC核心的USB控制器CY7C63001　72

3.3.2　基于8位并行数据接口的USB汇流排接口晶片PDIUSBD12　74

3.4　实例1——基于PDIUSBD12的通用USB数据传输接口模组　78

3.4.1　USB数据传输接口模组的电路设计　78

3.4.2　USB数据传输接口模组数据传输协定　80

3.4.3　USB数据传输接口模组单片机部分程式设计　84

3.4.4　USB数据传输接口模组PC机应用程式设计　92

3.5　实例2——通用USB接口模组在数据採集系统中的套用　93

3.5.1　数据採集系统电路设计　93

3.5.2　仅占单片机一个外部数据连线埠的海量数据存储模组　100

3.5.3　混合电平系统设计中的注意事项　103

3.5.4　USB数据传输接口模组数据交换程式设计　105

第4章　I2C汇流排接口　110

4.1　I2C汇流排协定　111

4.1.1　I2C汇流排的基本特性　111

4.1.2　I2C汇流排上的时钟信号　111

4.1.3　I2C汇流排上的数据传输　112

4.1.4　I2C汇流排的地址与定址　114

4.1.5　I2C汇流排的竞争与仲裁　115

4.2　I2C汇流排接口(协定)的软体模拟　117

4.3　实例1——基于I2C汇流排的时钟模组X1203　121

4.3.1　实时时钟晶片X1203　121

4.3.2　X1203的电路设计　127

4.3.3　X1203读写程式与代码分析　128

4.4　实例2——基于I2C汇流排的数字温度感测器LM75A　133

4.4.1　I2C数字温度感测器LM75A　133

4.4.2　LM75A套用电路的设计　138

4.5　实例3——I2C汇流排IC卡读卡器模组　138

4.5.1　IC卡简介　138

4.5.2　AT24Cxx系列I2C汇流排接口存储卡　140

4.5.3　读卡器模组电路设计　144

4.5.4　读卡器模组程式设计　145

4.6　实例4——I2C汇流排接口8位模数/数模转换器PCF8591　147

4.6.1　PCF8591简介　147

4.6.2　PCF8591在单片机系统中的套用　152

4.6.3　单片机对PCF8591的控制程式及代码分析　153

第5章　SPI和Microwire串列汇流排接口　155

5.1　SPI及Microwire串列汇流排协定　155

5.1.1　SPI串列汇流排协定　155

5.1.2　Microwire串列汇流排协定　158

5.2　SPI及Microwire串列汇流排器件　160

5.2.1　SPI串列汇流排器件　160

5.2.2　Microwire串列汇流排器件　162

5.3　实例1——SPI接口LCD显示模组EDM1079　164

5.3.1　EDM1079简介　164

5.3.2　EDM1079套用电路设计　166

5.3.3　EDM1079应用程式设计　166

5.4　实例2——SPI接口语音录放模组ISD4104　169

5.4.1　ISD4104简介　169

5.4.2　ISD4104的SPI接口及其指令系统　172

5.4.3　ISD4104的典型套用　174

5.5　实例3——SPI接口时钟日曆晶片DS1302　177

5.5.1　DS1302简介　177

5.5.2　DS1302 SPI接口读写操作　179

5.5.3　DS1302的典型套用　182

5.6　实例4——SPI接口12位A/D转换器TLC2543　188

5.6.1　TLC2543简介　188

5.6.2　TLC2543工作原理及读写时序　189

5.6.3　TLC2543的典型套用　193

5.7　实例5——3线串列接口10位D/A转换器TLC5615　196

5.7.1　TLC5615简介　196

5.7.2　TLC5615的内部结构和工作原理　197

5.7.3　TLC5615的典型套用　199

5.8　实例6——Microwire接口EEPROM存储器NM93Cx6　200

5.8.1　NM93Cx6简介　200

5.8.2　NM93Cx6指令集及读写时序　202

5.8.3　NM93Cx6在MCS-51单片机系统中的套用　205

第6章　1-Wire汇流排接口　211

6.1　单汇流排技术概述　211

6.1.1　单汇流排晶片简介　211

6.1.2　单汇流排技术的特点及其套用　214

6.2　单汇流排数据通信协定　216

6.2.1　单汇流排通信信号类型　217

6.2.2　单汇流排通信的初始化　218

6.2.3　单汇流排通信的ROM命令　219

6.2.4　单汇流排器件的ROM搜寻　220

6.2.5　单汇流排通信的功能命令　225

6.3　实例1——基于单汇流排通信协定的小环境温度监测系统　225

6.3.1　单汇流排数字温度感测器DS18B20　225

6.3.2　由DS18B20构成的小环境温度监测系统　230

6.3.3　温度监测系统软体设计　232

6.4　实例2——单汇流排接口模数转换器　238

6.4.1　单汇流排四通道模数转换器DS2450　238

6.4.2　DS2450与单片机的典型接口设计　245

6.4.3　DS2450控制程式设计分析　246

6.5　实例3——串列接口单汇流排驱动器　249

6.5.1　串列接口单汇流排驱动器DS2480B　249

6.5.2　基于DS2480B的单片机单汇流排系统电路设计　254

6.5.3　基于DS2480B的单片机单汇流排系统程式设计　255

第7章　CAN汇流排接口　258

7.1　CAN协定规範　259

7.1.1　CAN的基本工作原理　259

7.1.2　CAN协定规範概述　260

7.1.3　报文传输的帧结构　263

7.1.4　报文的校验　266

7.1.5　报文位流编码　267

7.1.6　错误处理与故障界定　267

7.1.7　位定时要求　268

7.1.8　同步　269

7.2　实例1——CAN控制器接口PCA82C250及其套用　270

7.2.1　CAN控制器接口PCA82C250　270

7.2.2　PCA82C250的典型套用　272

7.3　实例2——基于PCA82C200的智慧型CAN汇流排通信模组　273

7.3.1　82C200简介　273

7.3.2　82C200的工作原理及参数配置　276

7.3.3　基于82C200的CAN汇流排通信模组　283

7.3.4　82C200控制程式设计　285

7.4　实例3——独立CAN控制器Intel 82527及其套用　290

7.4.1　Intel 82527简介　290

7.4.2　Intel 82527内部暂存器及其设定　294

7.4.3　Intel 82527在MCS-51单片机系统中的套用　301

7.4.4　Intel 82527的应用程式设计　304

7.5　实例4——基于SJA1000的CAN汇流排接口模组　307

7.5.1　SJA1000简介　307

7.5.2　SJA1000内部暂存器及其参数设定　310

7.5.3　基于AT89C52和SJA1000的CAN汇流排接口模组　316

7.5.4　SJA1000应用程式设计　318

第8章　其他数据传输接口　324

8.1　实例1——基于uPD6121和uPC2800的红外收发模组　324

8.1.1　uPD6121和uPC2800简介　325

8.1.2　红外发射模组的电路设计及工作原理　330

8.1.3　红外接收模组的电路设计及工作原理　331

8.2　实例2——NB9148/NB9149通用红外遥控收发模组　332

8.2.1　NB9148简介　332

8.2.2　基于NB9148的红外遥控发射器　336

8.2.3　基于NB9149的红外遥控接收器　336

8.3　实例3——基于nRF401的无线数据传输模组　340

8.3.1　nRF401简介　340

8.3.2　nRF401套用过程中的注意事项　342

8.3.3　採用nRF401的无线数传模组的电路设计　343

8.4　实例4——基于DM9008的嵌入式系统乙太网接口模组　345

8.4.1　DM9008简介　346

8.4.2　DM9008在MCS-51单片机系统中的套用　353

8.4.3　DM9008嵌入式乙太网接口模组程式设计　355

8.5　实例5——RTL8019AS在单片机网路接口中的套用　358

8.5.1　RTL8019AS简介　358

8.5.2　由AT89C52和RTL8019实现的乙太网接口模组　364

8.5.3　RTL8019AS网路接口模组控制程式设计　367