物聯網測控集成電路 9787122158161 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙負圖 著

圖書標籤:

• 物聯網
• 測控技術
• 集成電路
• 傳感器
• 嵌入式係統
• 電子工程
• 自動化
• 單片機
• 電路設計
• 通信技術

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122158161

商品編碼：29657909182

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名:物聯網測控集成電路

定價：188.00元

售價：127.8元,便宜60.2元,摺扣67

作者:趙負圖

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787122158161

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版次：1

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編輯推薦

內容提要

本書介紹瞭遙測遙控核心應用集成電路，包括發射、接收、收發集成電路，模擬控製器和信號處理器控製集成電路，各種信號采集電路、開關集成電路、信號參數變換控製電路、驅動控製電路等。書中詳細介紹瞭這些集成電路的特點、功能塊圖、引腳圖、技術參數、應用電路等。
本書適閤從事電子電路設計，尤其是遙測遙控設計的工程技術人員參考，也適閤高等院校相關專業師生進行科研和畢業設計時參考。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《精微智聯：物聯網傳感器與微控製器原理及應用》 內容概述： 本書深入淺齣地剖析瞭物聯網（IoT）的核心構成——傳感器與微控製器（MCU）的設計理念、工作原理、關鍵技術及其廣泛的應用。全書圍繞“連接萬物、感知世界”的主題，詳細闡述瞭從基礎的信號采集與處理，到復雜的嵌入式係統構建與數據傳輸，再到麵嚮特定場景的應用開發，為讀者構建一個全麵而深入的物聯網知識體係。 第一部分：物聯網感知基石——傳感器的奧秘 本部分聚焦物聯網的“觸角”——傳感器。我們將從傳感器最基本的原理齣發，逐步深入到各類主流傳感器的設計與應用。 傳感器基礎理論： 探討傳感器的定義、分類、工作原理（如壓阻效應、電容效應、磁緻伸縮效應、光學原理等）。詳細介紹傳感器的靜態特性（靈敏度、綫性度、遲滯、重復性、分辨率）和動態特性（響應時間、帶寬、頻率特性），以及這些特性對實際應用的影響。分析不同傳感器類型（模擬、數字）的優劣及其在物聯網場景下的選型考量。 主流傳感器詳解： 溫度與濕度傳感器： 深入解析如NTC/PTC熱敏電阻、RTD、熱電偶、半導體溫度傳感器（如DS18B20）、電容式濕度傳感器的工作原理、結構特點、精度指標和典型應用。探討如何進行溫度、濕度的精確測量與校準。 壓力傳感器： 涵蓋絕對壓力、相對壓力、差壓傳感器的測量原理，重點介紹壓阻式、電容式、應變片式壓力傳感器的技術細節、量程選擇、補償技術以及在環境監測、工業自動化等領域的應用。 加速度計與陀螺儀（IMU）： 詳細講解MEMS（微機電係統）加速度計和陀螺儀的工作原理，包括微機械結構、電容/壓阻式信號拾取、信號放大與數字轉換。深入分析三軸加速度計和角速度傳感器的組閤應用，如姿態解算、運動跟蹤、跌倒檢測等。 光學傳感器： 介紹光敏電阻、光電二極管、光電晶體管、圖像傳感器（CMOS/CCD）的工作原理，及其在光照度檢測、顔色識彆、物體計數、視覺識彆等方麵的應用。 氣體傳感器： 探討半導體式、電化學式、催化燃燒式等氣體傳感器的基本原理，以及它們在可燃氣體檢測（如LPG、天然氣）、有毒氣體檢測（如CO、H2S、SO2）以及空氣質量監測（如PM2.5）等場景下的應用。 其他常用傳感器： 簡要介紹超聲波傳感器（測距）、紅外傳感器（測溫、人體感應）、磁力計（方嚮感知）、土壤傳感器（濕度、pH值）等，並說明其基本工作原理和應用領域。 傳感器信號調理與接口： 詳細介紹傳感器信號輸齣類型（模擬電壓/電流、數字接口如I2C、SPI、UART）及其對應的信號調理電路設計，包括放大、濾波、偏置、采樣保持等環節。講解ADC（模數轉換器）的選型原則、采樣率、分辨率對測控精度的影響。 第二部分：物聯網智慧核心——微控製器的設計與開發 本部分聚焦物聯網的“大腦”——微控製器（MCU）。我們將從MCU的架構、指令集，到嵌入式開發流程，再到功耗管理與實時性，全方位解析MCU在物聯網中的角色。 微控製器體係結構： 介紹RISC與CISC指令集架構的區彆，重點講解ARM Cortex-M係列MCU的Thumb指令集、流水綫、中斷機製。深入剖析MCU的核心組成部分：CPU、存儲器（RAM、ROM/Flash）、外圍接口（GPIO、定時器、PWM、ADC、DAC）、通信接口（UART、SPI、I2C、USB、CAN）以及DMA控製器等。 嵌入式係統開發基礎： 開發環境搭建： 介紹常用的嵌入式集成開發環境（IDE），如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、GCC for ARM，以及配套的仿真器、下載器（ST-Link, J-Link）。 編程語言與工具鏈： 重點講解C語言在嵌入式開發中的應用，包括指針、位操作、中斷服務程序編寫。介紹匯編語言在特定場景下的作用。解釋交叉編譯、鏈接腳本、調試器的使用。 固件開發流程： 詳細闡述從需求分析、硬件選型、原理圖設計、PCB布局、固件編寫、調試、燒錄到最終産品集成的完整流程。 MCU核心外設深入解析： GPIO（通用輸入/輸齣）： 講解GPIO的輸入/輸齣模式配置、上拉/下拉電阻的原理與應用、開漏/推挽輸齣的區彆。 定時器與PWM： 詳細講解不同工作模式下的定時器（定時、計數、外部時鍾源），以及PWM（脈衝寬度調製）的原理、參數配置（占空比、頻率）及其在電機控製、LED亮度調節、DAC輸齣等方麵的應用。 ADC與DAC： 深入研究ADC的轉換原理（逐次逼近、Sigma-Delta等）、采樣定理、轉換精度、采樣率的影響，以及DAC（數模轉換器）的輸齣原理和應用。 通信接口： UART（通用異步收發傳輸器）： 講解波特率、數據位、停止位、校驗位的配置，以及全雙工通信的實現。 SPI（串行外設接口）： 解釋主從模式、時鍾極性/相位（CPOL/CPHA）、數據傳輸流程，常用於連接傳感器、存儲器等。 I2C（集成電路互聯總綫）： 介紹主從地址、ACK/NACK機製、標準/快速模式，常用於連接多個外設。 USB（通用串行總綫）： 簡述USB協議的基本概念，如設備類型、端點、數據傳輸方式，以及其在人機交互、數據存儲等方麵的應用。 CAN（控製器局域網）： 講解CAN總綫的特點（分布式、實時性、高可靠性），幀格式，及其在汽車電子、工業自動化等領域的重要作用。 低功耗設計與實時性保障： 探討MCU的多種低功耗模式（睡眠、停止、待機），以及如何通過硬件配置和軟件優化來延長電池壽命。講解實時操作係統（RTOS）的概念、任務調度、同步互斥、中斷處理等，以滿足物聯網應用對實時性和可靠性的要求。 第三部分：物聯網的連接之道——通信協議與網絡架構 本部分將從傳感器與MCU産生的數據齣發，探討如何將這些信息有效地傳輸到雲端或與其他設備互聯。 短距離無綫通信： 詳細介紹Bluetooth（經典藍牙與BLE）、Zigbee、LoRa等低功耗廣域網（LPWAN）技術的工作原理、網絡拓撲、優勢與局限性，以及它們在智能傢居、智慧農業、工業物聯網等場景下的應用。 長距離有綫與無綫通信： 講解Wi-Fi、Ethernet（以太網）在局域網中的應用，以及4G/5G蜂窩網絡在廣域網中的作用。 物聯網通信協議： 深入剖析MQTT（消息隊列遙測傳輸）、CoAP（受限應用協議）、HTTP等在物聯網中常用的應用層協議。分析它們的報文格式、發布/訂閱模式、請求/響應模式，以及在不同場景下的適用性。 雲平颱與數據處理： 介紹物聯網雲平颱的架構、功能，包括設備接入、數據存儲、數據分析、規則引擎、可視化展示等。簡述數據加密、認證、安全防護的重要性。 第四部分：麵嚮未來的應用實踐——物聯網係統集成與案例分析 本部分將前麵所學的理論知識融會貫通，通過具體應用場景的案例分析，展示物聯網技術的實際價值。 智能傢居係統： 以智能照明、智能安防、環境監測等為例，講解如何集成傳感器、MCU、無綫模塊，並與雲平颱交互，實現遠程控製與自動化。 智慧農業： 闡述如何利用土壤傳感器、氣象傳感器、圖像傳感器等，結閤MCU和無綫通信技術，實現精準灌溉、病蟲害預警、作物生長監測。 工業物聯網（IIoT）： 分析設備狀態監測、預測性維護、生産過程優化等工業應用，講解如何利用各類傳感器與PLC、MCU協同工作，構建工業數據采集與分析平颱。 智慧城市： 探討智慧交通（車聯網、交通流量監測）、智慧能源（智能電網、水務管理）、環境監測（空氣質量、噪音監測）等，強調大規模設備接入與數據互聯的挑戰與解決方案。 本書特色： 理論與實踐相結閤： 既有深入的原理講解，又有豐富的實例分析，幫助讀者理解技術背後的邏輯。 係統性強： 從基礎傳感器到復雜的網絡通信，構建完整的物聯網知識體係。 麵嚮主流技術： 重點講解ARM Cortex-M係列MCU、主流無綫通信技術以及常見的物聯網協議。 工程化導嚮： 關注實際應用中的挑戰，如功耗優化、實時性、數據安全等。 語言通俗易懂： 避免過於晦澀的專業術語，力求清晰、準確地錶達技術概念。 目標讀者： 本書適閤從事物聯網相關的硬件工程師、嵌入式軟件工程師、係統集成工程師，以及對物聯網技術感興趣的在校學生、科研人員和技術愛好者。通過閱讀本書，讀者將能夠係統地掌握物聯網感知、控製、通信及應用開發的核心技術，為設計和實現各類物聯網解決方案打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格有一種沉穩的學術力量感，但絕非枯燥乏味。它在關鍵概念引入時，總會先給齣一個清晰的曆史背景或者應用驅動力，讓讀者明白“為什麼我們需要這個電路”。比如，在介紹新型調製解調器架構時，作者沒有直接給齣復雜的公式，而是先迴顧瞭上一代技術的局限性，這種對比式的教學法極大地增強瞭學習的內在驅動力。我個人認為，這本書最成功之處在於它提供瞭一個高質量的知識框架，而不是一堆零散的知識點。它教會瞭我如何去思考一個復雜的測控問題應該從哪幾個維度進行拆解和優化。讀完閤上書本的時候，我的腦海中已經形成瞭一套新的電路設計檢查清單，這套清單的嚴謹性和全麵性，遠超我之前積纍的經驗。對於任何想在物聯網硬件領域深耕，並希望在底層電路層麵掌握核心競爭力的專業人士來說，這本書的價值是不可估量的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常引人注目，配色大膽又不失專業感，一看就知道是麵嚮對技術有深度追求的讀者的。初次翻閱時，我立刻被其嚴謹的邏輯結構和清晰的章節劃分所吸引。它不像某些技術書籍那樣堆砌概念，而是采用瞭一種循序漸進的方式，將復雜的物聯網測控集成電路原理，通過一係列精心設計的案例和圖示，逐步鋪陳開來。尤其是那些關於傳感器接口電路的講解部分，作者似乎深諳讀者的痛點，將那些晦澀難懂的模擬電路設計，用非常直觀的方框圖和波形圖進行瞭可視化處理。我個人對其中關於低功耗設計策略的探討印象尤為深刻，那不僅僅是停留在理論層麵，而是結閤瞭當前主流芯片架構的實際優化思路，對於正在進行産品原型開發的工程師來說，簡直是一本實戰寶典。閱讀過程中，我時不時會停下來，在草稿紙上重新繪製關鍵模塊的結構圖，試圖完全內化作者的思路。這本教材的深度和廣度，足以支撐起一個完整的課程體係，也為我後續的深入研究指明瞭方嚮。

評分☆☆☆☆☆

從一個更偏嚮係統架構師的角度來看，這本書在對整個“物聯測控係統”的集成視角構建上做得相當齣色。它沒有僅僅聚焦於某個單一的ADC或MCU模塊，而是探討瞭如何將不同功能模塊——從前端的模擬采集、中端的數字信號處理，到後端的無綫數據傳輸——以最高效的方式固化到定製的ASIC或FPGA結構中。我特彆欣賞作者對係統級功耗預算的詳細分解方法，那不是簡單的加法運算，而是考慮瞭時鍾門控、電源域切換等動態功耗管理策略。這使得讀者能夠跳齣單純的芯片設計思維，站在整個物聯網節點能效的角度去審視電路設計決策。書中的跨學科引用也值得稱贊，它巧妙地融閤瞭嵌入式軟件中斷處理的優先級與硬件時序約束的關係，展現瞭現代集成電路設計中軟硬協同的必然趨勢。這本書為理解如何設計一個“會思考”的測控芯片提供瞭堅實的理論基石。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一開始對“集成電路”和“物聯網測控”這種結閤體抱有一定的疑慮，擔心內容會過於偏嚮某一方而顧此失彼遠。但這本書完全打消瞭我的顧慮。它的敘事節奏把握得極其精準，仿佛一位經驗豐富的老教授在娓娓道來。給我帶來驚喜的是它對“實時性”和“可靠性”兩大核心挑戰的處理。作者沒有迴避這些在實際工業應用中最為棘手的問題，而是用瞭整整一個章節的篇幅，深入剖析瞭不同通信協議棧在資源受限環境下的性能瓶頸及對應的硬件級優化方案。特彆提到瞭在極端溫度或高電磁乾擾環境下，如何通過電路拓撲設計來提升信號完整性，這部分內容在很多同類書籍中往往是一筆帶過。書中的術語解釋非常到位，即使是初次接觸特定概念的讀者，也能通過附帶的背景知識迅速跟上節奏。閱讀完這部分，我感覺自己對整個測控鏈路的性能瓶頸有瞭更透徹的理解，不再是僅僅停留在“能用”的層麵上，而是開始思考“如何做得更好”的問題，這纔是區分優秀技術讀物和普通參考書的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量堪稱業界典範。在如今電子文檔泛濫的時代，一本紙質書還能保持如此高質量的輸齣，實屬難得。圖錶的清晰度極高，即便是最精細的晶體管級電路圖，放大後依然細節清晰可辨，這對於需要對照細節進行調試和分析的讀者來說至關重要。我尤其欣賞它在理論闡述後的“工程實踐反思”欄目，雖然篇幅不長，但往往能一語中的地指齣理論模型與實際量産之間的差距所在。例如，它對ESD（靜電放電）保護電路在高速數據通道上的布局建議，就非常具體，提到瞭層疊、跨距等多個細節，這些都是靠反復試錯纔能總結齣的經驗，能被如此係統地整理成文字，無疑為我們節省瞭大量寶貴的調試時間。這本書讀起來有一種“被貼心對待”的感覺，作者顯然是站在一個實踐者的角度來組織內容的，而不是僅僅停留在學術象牙塔內。